冷镦加工紧固件的优势在哪里？
冷镦工艺是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。冷镦工艺最适于用来生产螺栓、螺钉、螺母、铆钉、销钉等标准紧固件。下面简单介绍下冷镦加工的优势有哪些：
（1）冷镦是在常温条件下进行的，冷镦可使金属零件的机械性能得到裤早改善。无论是何种规格的螺栓，冷镦加工后的抗拉强度均优于切削加工。这是因为冷镦加工产品的金属纤维不会被切断，金属内部结构被压实，以及伴随加工硬化现象的胡如雀存在，所以金属机械性能得到了改善。
（2）冷镦工艺可以提高材料利用率。例如冷镦六角头螺栓除了料头料尾的损失外，达到了完全无切削加工，如用切削加工材料利用率很低。冷镦螺母的材料利用率也大幅度高于切削加工螺母。
（3）冷镦工艺可大大提高生产率。如冷镦螺母与切削螺母工艺相比，生产率约提高几十倍。
（4）降低企业成本。由于采用了冷镦机实现了各道工序在一台机床上同时加工，减少了设备所占用的生产场地，从而大橡春幅度降低了企业的生产成本。
（5）降低人员劳动强度。使用冷镦机生产减少了很多工艺环节，不需要半制品在各工序之问的运输，特别是减轻了工人的劳动强度，改善了劳动条件。
（6）冷镦工艺能提高产品表面光洁度和保证产品精度。对于大批生产螺栓螺母等来说，完全可以保证其精度。
（7）通用性能良好。生产冷镦螺栓、螺母成型机械已有多型号、多系列的机种。并且设备性能可靠、效率高、产品质量稳定，可以生产各型标准件和定制非标件。
冷镦工艺由于具上述优点，因此愈来愈广泛地应用在机械制造特别是标准紧固件的生产中。
冷镦利用模具在常温下对金属棒料镦粗成形的锻造方法，通常用来制造螺钉、螺栓、铆钉等的头部。可以减少或代替切削加工。锻坯材料可以是铜﹑铝﹑碳钢﹑合金钢﹑不锈钢和钛合金等﹐多在专用的冷镦机上岁晌实现连续﹑多工位﹑自动化生产。在冷镦机上能顺序完成切料﹑镦头﹑聚积﹑成形﹑倒角﹑搓丝﹑缩径和切边等工序。下面简单介绍下紧固件冷镦工艺有哪些特点：
一、冷镦工艺有哪些特点
1、根据金属塑变理论，在常温下对金属坯料施加一定的压力，使之在模腔内产生塑变，按规定的形状和尺寸成型。
2、必须选优质塑变良好的金属材料，其化学成分和机械性能有严格的标准。
3、冷镦螺栓、螺母成型机械已有铅雀腔多型号、多系列的机种。设备性能可靠、效率高、产品质量稳定。
4、产品成型镦锻力大，配置动力在设备一次投入大。因此生产规格较小的产品最为经济。
5、有较好的表面质量，较高的尺寸精度。因在镦锻过程中存在着冷作硬化，变形量不宜太大。减少开裂。
6、冷镦工艺适用范围于批量大、各类规格的产品，这样才能降低成本。
二、冷镦原材料的主要优点:
1、与较厚的热轧型钢相比，冷成型钢可加工成适用较小的荷载和较短的跨度。
2、通过冷成型加工可以经济地得到不同寻常的截面形状，获得令人满意的强度重量比。
3、考虑包装和运输的紧密型，可生产可嵌套的截面。
4、环境重力作用下无伸缩无形变槐衫。
三、冷镦机设备的优势
1、曲轴与机体、冲击连杆的连接均采用高耐磨合金铜瓦连接，具有优异的承载能力。
2、机体采用添加合金的球铁铸造而成，抗拉强度高，耐磨性好。
3、采用二级齿轮传动系统，传动效率高，传动力矩大。
4、配备气动离合刹车器，降低电机功率能耗。
5、切料系统采用导板驱动切刀杆，导板往复运动，切断力直线传送，力大稳定且动态平衡性好。
6、挟钳系统可以翻转或平移，利于成型工艺安排。
7、配备变频调速装置，可在一定范围内无极调速。
8、配备故障检出器及安全保护装置，设备故障时自动停机，给予设备和工模具最大保护。
9、送料箱安装止推装置，提高送料精度。
四、冷镦机设备的操作注意事项
1、禁止戴手套操作冷镦机。
2、开车前必须认真检查设备各紧固件是否锁紧，安全防护装置是否完好，且工作中要经常检查，防止因剧烈振动而松脱，造成事故。
3、设备经调整后先扳动飞轮，检查各机构的工作是否正常，待取下扳车用的扳杆后方可开动电机。严禁边扳车边起动电机。
4、开车前应排除所有故障，并作短时空转后，方可进行试镦。
5、设备在运转中，操作人员应站在安全位置，严禁在凹凸模处接拿工件，只能在下端查看产品。
6、在更换产品时，必须认真调整模具和冲头，并细致检查各部件是否正常。
7、在生产过程中，如发生故障必须立即停车，查明原因消除隐患，刹车失灵时严禁开车。
8、保险杆必须加上防护装置，以免破裂发生事故。所有防护装置不得任意拆卸、丢失。
以上就是紧固件冷镦工艺的简单介绍，合理安排工艺有助于提高产品质量和生产效率。
原材料材料组织状况比较差，存在材料偏析、退火组织不良，给压铆螺母 压铆螺母柱 压铆螺钉产品冷镦变形增加难度、增加了引起产品开裂的可能性；紧固件形状复杂程度的增加，也会给变形带来一定的难度，也增加了产品开裂的风险；
此外，设备、模具不匹配，压铆螺母 压铆螺母柱 压铆螺钉产品开裂的可能性会增大；其中材料中夹杂物增多，夹州差杂物个体增大，超过标准等级范租纯围要求，是造成冷镦开裂的最重要原因之一。
⑵锰（Mn） 锰在钢的冶炼中与氧化铁作用（Mn+FeO+MnO+Fe）主要为对钢脱氧而加入。锰在钢中与硫化铁作用（Mn+FeS+MnS+Fe），能减少硫对钢的有害培好性。所形成的硫物中困化锰可改善钢的切削性能。锰使钢的强度有所提高，塑性有所降低，对于钢的冷塑性变形性能是不利的，但是锰对变形力的影响仅为碳的四分罩念之一左右。由于成品的特殊性能要求，允许锰的含量为硫的五倍。除了成品的特殊要求外，不宜超过09%。⑶硅（Si） 硅是钢在冶炼中脱氧剂的残留物。当钢中含硅量增加01%时，会增加137mpa。经验表明，含硅量超过017%且含碳量较大时，对钢的塑性的降低有很大影响。在钢中适当增加硅的含量，对钢的综合机械性能，特别是弹性极限有利，还可以增强钢的耐蚀性。但是当钢中含硅量超过015%时，使钢急剧形成非金属夹杂物，高硅钢即使退火也不会软化，急剧降低钢的冷塑性变形性能。如果硅以硅酸类形式存在于钢中，分散在钢中的细小颗粒会过快地磨损模具。因此，除了产品高强度的性能要求外，冷镦用钢总是尽量减少硅的含量。⑷硫（S） 硫是有害杂质。钢中的硫在冷镦时会使金属的结晶颗粒彼此分离引起裂纹。硫的存在还促使钢产生热脆和生锈。因此含硫量应小于006%。镦制高强度紧固件时，应控制在004%以下。由于硫、磷和锰的化合物能改善切削性能，冷镦螺母用钢的含硫量可放宽到008%-012%，以利于攻丝。⑸磷（P） 磷的固溶强化及加工硬化作用极强，在钢中偏析严重，增加钢的冷脆性及回火脆性，使钢易受酸的侵蚀。钢中的磷会恶化冷塑性变形性能，在拉拔中使线材断裂，在冷镦中使工件开裂。钢中含磷量要求控制在0045%以下。⑹其他合金元素铬（Cr）、钼（Mo）、镍（Ni）、钒（V）、钨（W）等合金元素对钢的冷变形性能的影响远不及碳那样大。一般来讲，随着钢中合金元素的增加，钢的机械强度指标、淬透性随之增加，冷变形性能随之降低。
3、金相组织要求为使钢材能更好地适应冷镦工艺，对于钢的结构、晶粒大小与形式、非金属夹杂物的分布都有一定的要求。⑴钢的组织结构钢中除了铁素体外，还有珠光体。含碳量越高，珠光体数量越多。铁素体是软的基体，在软的基体中嵌有硬的珠光体颗粒。成堆的珠光体分布对于冷变形是不利的，会形成裂纹。钢材的组织要紧密均匀，因此。冷镦用钢要用尽可能均匀分布、球状的晶粒结构。⑵晶粒度金属的变形是由于晶粒的滑移和晶粒本身的变形而发生的。在一定的体积内，细晶粒金属的晶粒数必然比粗晶粒金属的多，塑性变形时位向有利于滑移的晶粒也较多，变形能够较均匀地分散到各个晶粒。相应地细晶粒金属的变形不均匀性和由于变形不均匀性所引起的应力集中均较小，使开裂的机会也小，出现开裂前可承受的塑性变形量增加，对外反映出塑性较好。晶粒越小，所产生的激发相邻晶粒滑移的应力也越小。为使变形继续进行，必须增大外加的应力，对外反映出变形抗力较大。因此冷镦不宜采用过细晶粒的钢材。晶粒太大，又会使工件表面粗糙，产生明显的伤痕和裂纹。粗晶粒钢的加工硬化敏感性比细晶粒钢大，塑性较差，冷变形性能也差。冷镦用钢的晶粒度要求为4-6级，晶粒的大小规范如下：晶粒平均直径约（002-006）mm；每mm2晶粒数约为250-2300个；晶粒的平均面积约（400-4000）μm2。⑶非金属夹杂物不管用什么方法冶炼钢材，总会有或多或少的非金属夹杂物。氧化物或硫化物等夹杂物，会使金属紧密的晶体结构发生间断。夹杂物的形式、数量和分布情况不同，对于钢材的冷变形性能的影响也各异。冷镦用线材是热轧钢材经冷拔后使用的，在轧制和冷拔过程中，这些夹杂物已沿着变形方向被拉长。一般说来，细微、均匀分布的夹杂物为害不大。细小且分散的硫化物夹杂物可以较好地随着变形方向变形，因而较其他一些随之变形的夹杂物为害稍小。特别有害的是氧化铝夹杂物。氧化铝微小颗粒不仅极硬，会损伤模具；而且很难与钢的基体结合在一起，常常在剧烈的冷变形中使工件产生撕裂。粗的或者细而局部集中的夹杂物，对钢的冷镦性能影响很大。
4、 表面质量要求普通热轧钢的表面状态大多数不够好。热轧钢材的表面缺陷经过冷拔（如果压缩比太小）也无法消除，造成冷镦产品的表面缺陷及废品，严重的将无法进行生产。⑴ 坯料表面缺陷钢在冶炼时，钢锭留有的气泡、缩孔等缺陷。经过热轧和冷拔，使线材带有比较严重的贯穿性纵裂，在镦锻时会明显地暴露在产品表面。原材料在轧制中的折叠、耳子、偏析、裂缝等缺陷，在冷镦中会造成严重危害。如：螺栓的断头、螺母的开裂；工件在搓制螺纹时，螺坯被碾压成两半等。原材料在酸洗中处理不当，在钢材表面产生麻点、锈蚀。如果麻点、锈蚀轻微，经过冷拔，凹坑被拉长，在表面基本上显不出痕迹，冷镦中不致于因此而出现裂纹。如果凹坑严重就会形成裂口；裂口多呈现于工件变形量大的棱角处。材料表面裂缝等缺陷越深，冷变形性能就越差。实验表明：无论冷拔还是冷镦，裂纹的形状对于变形程度的影响不大，但是裂纹深度的影响是很大的。对于变形程度较大的冷镦材料，表面缺陷的临界深度是004-010mm,更深的缺陷必须避免。钢材在低碳气氛中加热会引起脱碳。虽然脱碳从产品 的外观质量看不出什么，但是工件表面含碳量的任何变化都会对工件的机械性能产生重大影响。特别对含碳量030%以上的钢材，表面脱碳对工件的疲劳强度和耐磨性明显有害。为防止脱碳材料在退火时，应使用保护气体。和脱碳相反的是渗碳。钢在高温高碳环境中会产生渗碳。尽管渗碳对于成品是相当于在软核上产生硬壳是可以接受的，有时是需要采用的方法，但是对于冷镦工艺来说是相当有害的。有渗碳层的钢材表面象蛋壳那样又薄又硬。在材料改制或者冷镦时，材料表面会产生裂口或者剥离，降低钢材的冷变形性能。因此，冷镦用钢材应当完全避免脱碳和渗碳。钢材的脱碳和渗碳情况可采用金相显微镜检查。⑵尺寸精度要求线材的尺寸精度对于冷镦产品质量及工艺过程有很大影响。冷镦用线材和模具通常是专业化分别加工的。若线材直径超出最大允许值，则镦锻时工件头部的金属就过多，将产生不良飞边或者使工件杆部弯曲。或者因线材直径大于凹模模孔直径而使进料困难。以及工件杆部被凹模孔拉毛，在模孔内急剧形成金属瘤。若线材直径小于最小允许值，则在镦锻时金属不能完全充满模腔，造成工件棱角不清。所以冷镦用材料要充分接近真圆，直径均匀。冷镦用线材的直径允差一般为020-035mm，不圆度允差为直径允差的1/2。
二、常用冷镦材料适用于冷镦的材料种类繁多，其品种、规格、技术条件都纳入一定的技术标准中。纳入国家标准的叫“国标”；纳入冶金部标准的以“YB”表示。还有按钢厂企业标准或者按钢厂与使用单位签订的技术协议供应。冷镦生产中最常用的材料有黑色金属和有色金属两大类。A、 黑色金属材料从工艺角度，钢材在使用习惯上有以下几种分类方法。一按钢材的质量分1、普通碳素钢 标准代号GB700-2004《碳素结构钢》，常用有5个牌号。普通碳素钢分为Q195、Q215、 Q235、 Q255 、Q275、共有A、B、C、D4个等级。按机械性能供应，保证抗拉强度和伸长率，根据需要可补充保证屈服点，室温冲击韧性和冷弯性能；化学成分除硫、磷有规定外，其他不保证。普碳钢因来源广泛，价格较低廉，多用于镦制成品机械性能要求较低，变形程度不很大及形状较简单的低强度紧固件。2、优质碳素结构钢 标准代号GB699-1999《优质碳素结构钢》，共有31个牌号。 优质碳素结构钢其牌号为10、15、20、35、45……，其化学成分和机械性能都有严格规定。含碳量从低碳（C<025%）到中碳（C=025-050%），可以保证冷镦（压扁）试验，保证脱碳及宏观、微观组织，保证机械性能和表面质量等检验要求。被大量用来镦制性能要求严格、变形程度较大、形状较复杂或中等强度的紧固件和异性件。3、 专用冷镦钢 标准代号 GB6478-2001《冷镦和冷挤压用钢》，共有34个牌号。专用冷镦钢其牌号为钢号前冠ML，俗称铆螺钢。其化学成分要求严格，特别是对硫、磷、硅等不利于冷镦变形的有害元素有严格规定。对于钢材的机械性能，特别是屈服极限、伸长率、断面收缩率、硬度等塑性指标都有较高要求。对于影响变形程度的原材料的表面缺陷都经过清除处理。因此冷镦性能很好，能够用较大的变形量、较少的变形次数生产出形状较复杂的、合乎质量要求的产品，是较理想的冷镦材料。
4、 合金钢标准代号GB3077-1999《合金结构钢》，共有76个牌号。合金钢包括低合金钢及合金钢如15Mn、16Mn、15Cr、20Cr等，是在优质碳素结构钢加入少量的（一般不超过2-3%）合金元素而制成的。钢的淬火性能基本上是由含碳量和晶粒决定的。但是若加入合金元素后，钢的热处理性能随着加入量而提高（除一部分元素例外）。在低碳钢中加入少量合金元素而成的低合金钢，代替中碳结构钢用于生产中等强度的紧固件，因低合金钢的含碳量较低，故其冷变形性能较中碳钢好。同时由于热处理性能的提高，以及合金元素的强化作用，使低合金钢的强度可得到大大提高（提高25-150%左右）。所镦制的紧固件，主要用于桥梁、船舶、车辆、建筑等结构中。合金钢如15MnVB、35CrMo等，同于镦制性能等级109级以上的螺栓、螺钉，10级以上的螺母等高强度航空标准件以及高速、高负荷用的紧固件。由于合金钢的强度极限较高，冷镦变形困难，往往采用分工序加工并进行中间热处理的工艺流程，不能在多工位自动冷镦机上进行冷变形。有些合金甚至无法适应冷变形方式，需要采用温镦工艺或切削加工。二按钢材成份分1、低碳钢的含碳量低于025%，如Q195、Q235、10、15等。其塑性较好，变形抗力较低，大量被用作镦制低强度的紧固件。2、中碳钢 冷镦中使用的中碳钢含碳量在025-050%之间。用中碳钢制作的冷镦件经调质等热处理后，具有较高的综合机械性能，常用于镦制中等强度的紧固件。3、高碳钢 含碳量高于05%的碳钢的冷变形性能差，生产中一般不使用。4、特种钢 为满足成品的抗腐蚀性能、耐高温性能等特殊要求，也有使用1Cr13、1Cr18Ni9Ti、Cr17Ni2等不锈钢、耐热钢作为冷镦材料。特种钢的合金元素含量很高，要根据钢材的性能来决定工艺流程。需要通过特殊的退火处理后进行塑性变形，并在各道变形中间进行热处理清除加工硬化，一般不宜在多工位自动冷镦机上生产。
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冷镦材料与热处理方法
冷镦材料与热处理方法
一、冷镦工艺对金属材料的要求
1、冷镦用金属材料的机械性能要求
根据冷镦工艺特点，对钢材机械性能提出如下要求：
1） 屈服强度Re以及变形抗力尽可能低，这样可使单位变形力相应减小，以延长模具寿命；
2） 材料的冷变形性能要好，既材料应有较好的塑性，较低的硬度，在大的变形程度下不致引起开裂。如冷镦高强度螺栓时，即可使用含碳量较高的碳素钢，又可使用含碳量较低的低合金钢。如果增加含碳量，就会使硬度提高,塑性降低，使冷变形性能变坏。但是在含碳量较低的钢中加入少量合金元素（如添加少量硼10B21、10B33钢），即可显著提高钢材强度，从而满足产品的使用性能要求，同时又不损害其冷变形性能；
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3） 材料的加工硬化敏感性能越低越好，这样不致使变形过程中的变形力太大。材料的加工硬化敏感性可用变形抗力--应变曲线的斜率来反映。斜率越大，则加工硬化敏感性越高。如不锈钢0Cr18Ni9（SUS304）的曲线斜率最大。这种材料的加工硬化敏感性就比较剧烈，随着变形程度的增加，变形抗力急剧上升。
钢材的机械性能不但表现原始坯料的Rm、Re、A、Z及硬度等指标，不但受原材料的化学成分、宏观组织、微观组织等方面的影响，还受到材料准备过程中的拉拔及各道工序之间的热处理影响。
