紧固件工艺百科（紧固件生产工艺）
紧固件工艺百科（紧固件生产工艺）依照碳含量不同，区分高、中、低碳盘圆，其中：通常习惯把：01原材料（盘圆）验收盘圆又称线材或盘料，是钢坯加热轧延制而成。热轧盘条由于其尺寸和表面质量状况而不能用于紧固件的生产，必须经过再加工。
紧固件生产工艺，主要由原材料改制、毛坯成形、热处理、组合锁紧、表面处理以及包装挑选6个大步骤组成。
紧固件生产工艺流程，如下图:
原材料改制，包括材料（盘圆）验收、退火、酸洗、磷化、皂化、拉丝6个分步骤完成，对于线径变化大的材料拉丝又分粗拉丝和精拉丝两种，同时伴随2次到3次的皂化工艺。
今天，螺丝君，介绍紧固件生产工艺系列文章的第 1 篇，解释紧固件生产中的原材料改制的每个工序的概念和定义 ，同时，介绍各个工序中会发生的问题和关键控制项目。
01
原材料（盘圆）验收
盘圆又称线材或盘料，是钢坯加热轧延制而成。热轧盘条由于其尺寸和表面质量状况而不能用于紧固件的生产，必须经过再加工。
通常习惯把：
- Ф25以下的直圆，称小盘圆，
- Ф25以上的直圆，称棒材
- Ф16以下的盘圆，称线材、
- Ф16以上的盘圆，称盘条。
依照碳含量不同，区分高、中、低碳盘圆，其中：
- 含碳量在0.45%以上者为高碳盘圆，
- 含碳量在0.22%~0.45%区间者为中碳盘圆，
- 含碳量在0.22%以下者为低碳盘圆。
原材料进厂检验，即生产厂家在购入钢材后，为确定是否满足需求而采取一系列检测。
其验收项，一般有以下几点：
- 尺寸规格的验收，按照GB/T 14981《热轧盘条直径和尺寸公差》；
- 化学成分的验收，（光谱分析、比色法等）；
- 表面有无明显的轧制缺陷，（折叠、裂纹等）；
- 材料内部组织是否有成分偏析、是否存在组织缺陷，表面脱碳是否符合要求，（金相显微镜）；
- 钢材冷变形性能的验收（冷顶锻试验）。
02
退 火
退火是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。
目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。
退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。
球化退火是为了使钢中碳化物球状化而进行的退火。主要目的就是产生球化组织，球化组织是钢具有最佳塑性和最低硬度的一种组织，将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的
球状或颗粒状碳化物的组织。
Ac1 是钢材加热时珠光体向奥氏体转变开始的温度，相关知识参考铁碳平衡相图。
球化退火后需要检验球化组织与脱碳层，确认球化效果。
硬度必须符合工艺要求和企业标准，不允许增碳层，球化级别要达到4~6级。
下图，是不合格品样件：
03
酸洗、磷化及皂化
设备：酸洗池，水洗池、磷化池，皂化池。
- 酸洗：将整个盘元分别浸入常温、浓度为20-25%的三个盐酸槽数分钟，目的是除去线材表面的氧化膜、锈渍。酸洗关键控制点是盐酸浓度、浓度和酸洗时间。
- 磷化：即用化学方法是钢毛坯表面形成一种磷酸盐薄膜的处理。薄膜厚度一般为10-15微米，摩擦系数在0.05左右。目的是在金属表面形成一层磷酸盐薄膜，以减少线材抽线以及冷镦或成形等加工过程中，对工模具的擦伤，起到润滑作用。同时一定的也有防锈作用。关键控制点是总酸度、酸比（总酸/游离酸）、实时监控和磷化温度。
- 皂化：利用硬质酸钠或者肥皂作为润滑剂，使磷化层中的磷酸盐发生化学反应生成硬脂酸锌的润滑处理方法。 目的是提供润滑作用。关键控制点：油脂份、游离酸度、实时监控和皂化温度。
- 水洗：清除线材表面的盐酸腐蚀产物，目的是防止酸液带入下一池中。 关键控制点是pH值、实时监控、保证溢流和高压水枪内外喷淋。
表面处理结束后检验表面状况：磷化膜合格、无擦伤、划痕和氧化皮。
下图，是不合格品样件：
04
拉 丝
设备：拉丝机，拉丝模。
拉丝的目的：为冷镦生产提供相应规格的线材。
拉丝：线坯在一定的拉力作用下，通过模孔发生塑性变形，使截面减小、长度增加的一种压力加工方法。
拉丝关键控制点：抽丝速度、抽丝缩径比：
拉丝直径检验：确认实测线径在公差范围内，确认实测不圆度在公差范围内。
拉丝表面检验: 确认裂纹、刻痕、夹伤和拉丝方向都在允许范围之内。
下图，是不合格品样件：
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