多工位冷鐓加工冷鐓機(jī)材料

 適用于冷鐓機(jī)的材料種類繁多，其品種、規(guī)格、技術(shù)條件都納入一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中。納入國家標(biāo)準(zhǔn)的叫“國標(biāo)”；納入冶金部標(biāo)準(zhǔn)的以“YB”表示。還有按鋼廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者按鋼廠與使用單位簽訂的技術(shù)協(xié)議供應(yīng)。冷鐓機(jī)生產(chǎn)中最常用的材料有黑色金屬和有色金屬兩大類。

  Ａ、 黑色金屬材料

從工藝角度，鋼材在使用習(xí)慣上有以下幾種分類方法。

   ㈠按鋼材的質(zhì)量分

   1、普通碳素鋼   標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)GB700-2004《碳素結(jié)構(gòu)鋼》，常用有5個(gè)牌號(hào)。普通碳素鋼分為Q195、Q215、 Q235、 Q255 、Q275、共有A、B、C、D4個(gè)等級(jí)。按機(jī)械性能供應(yīng)，保證抗拉強(qiáng)度和伸長率，根據(jù)需要可補(bǔ)充保證屈服點(diǎn)，室溫沖擊韌性和冷彎性能；化學(xué)成分除硫、磷有規(guī)定外，其他不保證。

普碳鋼因來源廣泛，價(jià)格較低廉，多用于鐓制成品機(jī)械性能要求較低，變形程度不很大及形狀較簡單的低強(qiáng)度緊固件。

2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼   標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)GB699-1999《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》，共有31個(gè)牌號(hào)。  優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼其牌號(hào)為10、15、20、35、45……，其化學(xué)成分和機(jī)械性能都有嚴(yán)格規(guī)定。含碳量從低碳（C<0.25%）到中碳（C=0.25-0.50%），可以保證冷鐓機(jī)（壓扁）試驗(yàn)，保證脫碳及宏觀、微觀組織，保證機(jī)械性能和表面質(zhì)量等檢驗(yàn)要求。被大量用來鐓制性能要求嚴(yán)格、變形程度較大、形狀較復(fù)雜或中等強(qiáng)度的緊固件和異性件。

3、  專用冷鐓機(jī)鋼  標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)  GB6478-2001《冷鐓機(jī)和冷擠壓用鋼》，共有34個(gè)牌號(hào)。專用冷鐓機(jī)鋼其牌號(hào)為鋼號(hào)前冠ML，俗稱鉚螺鋼。其化學(xué)成分要求嚴(yán)格，特別是對(duì)硫、磷、硅等不利于冷鐓機(jī)變形的有害元素有嚴(yán)格規(guī)定。對(duì)于鋼材的機(jī)械性能，特別是屈服極限、伸長率、斷面收縮率、硬度等塑性指標(biāo)都有較高要求。對(duì)于影響變形程度的原材料的表面缺陷都經(jīng)過清除處理。因此冷鐓機(jī)性能很好，能夠用較大的變形量、較少的變形次數(shù)生產(chǎn)出形狀較復(fù)雜的、合乎質(zhì)量要求的產(chǎn)品，是較理想的冷鐓機(jī)材料。

4、  合金鋼    標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)GB3077-1999《合金結(jié)構(gòu)鋼》，共有76個(gè)牌號(hào)。合金鋼包括低合金鋼及合金鋼如15Mn、16Mn、15Cr、20Cr等，是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼加入少量的（一般不超過2-3%）合金元素而制成的。鋼的淬火性能基本上是由含碳量和晶粒決定的。但是若加入合金元素后，鋼的熱處理性能隨著加入量而提高（除一部分元素例外）。在低碳鋼中加入少量合金元素而成的低合金鋼，代替中碳結(jié)構(gòu)鋼用于生產(chǎn)中等強(qiáng)度的緊固件，因低合金鋼的含碳量較低，故其冷變形性能較中碳鋼好。同時(shí)由于熱處理性能的提高，以及合金元素的強(qiáng)化作用，使低合金鋼的強(qiáng)度可得到大大提高（提高25-150%左右）。所鐓制的緊固件，主要用于橋梁、船舶、車輛、建筑等結(jié)構(gòu)中。

合金鋼如15MnVB、35CrMo等，同于鐓制性能等級(jí)10.9級(jí)以上的螺栓、螺釘，10級(jí)以上的螺母等高強(qiáng)度航空標(biāo)準(zhǔn)件以及高速、高負(fù)荷用的緊固件。由于合金鋼的強(qiáng)度極限較高，冷鐓機(jī)變形困難，往往采用分工序加工并進(jìn)行中間熱處理的工藝流程，不能在多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)機(jī)上進(jìn)行冷變形。有些合金甚至無法適應(yīng)冷變形方式，需要采用溫鐓工藝或切削加工。

㈡按鋼材成份分

1、低碳鋼的含碳量低于0.25%，如Q195、Q235、10、15等。其塑性較好，變形抗力較低，大量被用作鐓制低強(qiáng)度的緊固件。

2、中碳鋼  冷鐓機(jī)中使用的中碳鋼含碳量在0.25-0.50%之間。用中碳鋼制作的冷鐓機(jī)件經(jīng)調(diào)質(zhì)等熱處理后，具有較高的綜合機(jī)械性能，常用于鐓制中等強(qiáng)度的緊固件。

3、高碳鋼   含碳量高于0.5%的碳鋼的冷變形性能差，生產(chǎn)中一般不使用。

4、特種鋼   為滿足成品的抗腐蝕性能、耐高溫性能等特殊要求，也有使用1Cr13、1Cr18Ni9Ti、Cr17Ni2等不銹鋼、耐熱鋼作為冷鐓機(jī)材料。特種鋼的合金元素含量很高，要根據(jù)鋼材的性能來決定工藝流程。需要通過特殊的退火處理后進(jìn)行塑性變形，并在各道變形中間進(jìn)行熱處理清除加工硬化，一般不宜在多工位自動(dòng)冷鐓機(jī)機(jī)上生產(chǎn)。

  三、 按鋼的冶煉方法分

1，  沸騰鋼  沸騰鋼的含碳量一般在0.25%以下。鋼液僅用弱脫氧劑錳鐵進(jìn)行不完全脫氧，鋼中存在著數(shù)百ppm的氧，同鋼中的碳反應(yīng)生成Co氣體。當(dāng)鋼水在鋼錠模內(nèi)凝固時(shí)呈沸騰狀態(tài)，故稱沸騰鋼。這種鋼在澆口沒有縮孔，故鋼錠的頭部切除量比鎮(zhèn)靜鋼少。鋼的塑性較好，但內(nèi)部均勻性低，組織不致密，性能不夠均勻，沖擊韌性較差，變形程度受到限制。通常用于鐓制變形程度不大的低強(qiáng)度的緊固件。沸騰鋼在鋼號(hào)后面加注“F”，如08F 、10F……

2，  鎮(zhèn)靜鋼   鎮(zhèn)靜鋼通過添加Al、Si，將氧降到20-80ppm，不產(chǎn)生Co氣體，凝固時(shí)呈靜止?fàn)顟B(tài)。通常金屬因?yàn)橛性谧罱K凝固部濃縮雜質(zhì)的性質(zhì)，所以澆鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，要將頭部保溫，集中雜質(zhì)，使凝固時(shí)的收縮得以被部分（稱冒口）吸收。冒口部分因無法成為產(chǎn)品，軋成鋼材后切頭量較多，成材率低。但其內(nèi)部較純潔，結(jié)構(gòu)致密，質(zhì)量較高，冷變形性能較好，被較多使用。鎮(zhèn)靜鋼的鋼號(hào)后面不加注符號(hào)；如ML08Al。

JIS G3507《冷鐓機(jī)用碳鋼線材》中的SWRCH22A、 SWRCH18A是用Al為脫氧劑；SWRCH35K、SWRCH45K是用Al、Si為脫氧劑。SCM435、SCM440是Al、Si鎮(zhèn)靜鋼。

普通碳素鋼有沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼之分。其他質(zhì)量要求較高的除個(gè)別鋼種外，一般都是鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼的極限壓縮率隨著冷拉變形量的增加而顯著下降，而鎮(zhèn)靜鋼則下降較為輕微。特別是10#鋼，即使冷拉變形量達(dá)到50%，也幾乎看不到極限壓縮率有所下降。

Ｂ、有色金屬材料

⑴鋁

鋁主要有工業(yè)純鋁及鋁合金等工業(yè)用鋁。純鋁不僅變形抗力低、塑性好，而且變形時(shí)的加工硬化不強(qiáng)烈，是一種冷塑性變形性能良好的材料。鋁合金通過合金化可得到相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，其強(qiáng)度的提高可以利用加工硬化和熱處理的方法獲得。鋁合金的重量輕這一性質(zhì)是所有結(jié)構(gòu)材料所無法比擬的。同一尺寸的鋁合金鐓制的緊固件的重量，只是鋼鐵或黃銅制的1/3左右。因此對(duì)嚴(yán)格限制重量的部件的接合，可以說是最好的材料。一般來說，鋁的耐蝕性是良好的。對(duì)于較高強(qiáng)度的鋁合金，要添加合金元素。而銅元素會(huì)使耐蝕性變壞，因此最好能進(jìn)行表面處理。鋁和鋁之間的接合面問題一般不大。當(dāng)兩種不同金屬接合時(shí)，由于腐蝕電流的作用，在帶有電介質(zhì)的環(huán)境下，往往會(huì)在緊固件上或接合部分發(fā)生早期腐蝕。因此必須采用充分絕緣方法，最好能注意金屬間的電位差，來進(jìn)行防腐蝕處理。鋁合金是非磁性金屬，熱膨脹系數(shù)為鋼鐵的2倍，因此在要求磁性，兩種不同金屬的接合處以及熱變化較大等場合盡可能不使用。

國內(nèi)在冷鐓機(jī)中常用牌號(hào)有工業(yè)純鋁L5、L6，一般適用鋁鉚釘；硬鋁LY1、LY8、LY12，中高強(qiáng)度的緊固件；防銹鋁LF10、LF21，鍛鋁LD2、LD3等常用于鋁螺母。鐓制的緊固件、異型件廣泛用于航空、儀表和室用電器等工業(yè)。

⑵銅

銅是以電解銅為原料通過溶解制造的。是耐蝕性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性等極好的材料，銅合金是以銅為基體加入了其他元素的合金，它具有比銅更為優(yōu)良的性質(zhì)而被各方面使用。通常使用的銅合金有銅與鋅的合金-黃銅，銅與鉛黃銅等，它們具有良好的塑性、冷變形和較高的強(qiáng)度。

   國內(nèi)常用純銅的牌號(hào)有T1、T2等，多用于鐓制鉚釘、接觸螺釘?shù)入娖髁慵３Ｓ勉~合金有鋅黃銅H62、錫黃銅HSn62-1,鉛黃銅HPb63-3等，硬度40-65Hv0.2或60-85 Hv0.2用于耐磨、耐腐蝕緊固件，鐓制鉚釘、機(jī)螺釘、螺母等特殊性能的緊固件。