一、紧周件机械性能主要涉及的内容
紧固件机械性能.可以反映紧固件的使用能力,主要包括:机械(或力学)性能、物理性能和工作性能: 1.物理性能 物理性能主要是制造紧固件的材料固有的特性.成品中--般不改变,如,熔点、膨胀系数、磁导率等。另一部分,则结合紧固件产品实际情况,是否还包括紧固件制造过程中产生的一些物理变化,如“表面缺陷”,甚至也包括“表面脱碳”和“表面硬度(增碳)”。 2.机械性能机械性能(Mechanical properties)(或力学性能)是指紧固件产品的机械性能,反映了当它承受一定载荷时,所作出反应的能力。如:抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率及硬度等。紧固件在生产过程中,经过原材料改制(冷拔)、冷镦、冷挤、缩杆或热压、搓(滚)丝等加工过程,以及热处理,最终制成紧固件成品。这时,它的各项机械性能指标,与未加工的原材料相比,已经有了较大的变化.并达到了某种紧固件产品的机械性能。 3.工作性能 工作性能是根据功能设计要求,通过加工过程而获得的特性。因此,使该紧固件能够满足使用中的某些特定要求,如扭矩、锁紧性能、弹性等。工作性能,也可以通过材料,如“非金属嵌件锁紧螺母”的尼龙材料性能表示其性能。 二、为何规定紧固件机械性能 1.仅规定材料牌号的时代 20世纪50年代,我国首次颁布的GB 38—58《螺栓技术条件》、GB 61- 58《螺母 技术条件》等国家标准中,只规定紧固件的材料牌号。同时,国外(主要有原苏联、东德等“社会主义国家”)“援建项目”中,有关紧固件产品的各级标准,也只规定产品的材料牌号,并且由本企业的“标准件车间/工段”负责生产所需紧固件产品。 2.规定紧固件机械性能 紧固件专业化发展促进紧固件的设计选用,以及标准化水平提高随着国家标准“紧固件”在全国范围内贯彻实施,尤其是由原第一机械工业部第二工业局负责归口管理,并陆续建成的“十大标准件厂”发挥专业化集中生产紧固件产品多、快、好、省的优势逐渐显现,许多生产机电产品的主机生产厂逐渐终止自制,而改为外购紧固件产品·但是由于专业化集中生产采用工艺不同.因此“规定材料牌号”与“专业化集中生产工艺”的矛盾突出·并直接影响专业化生产的发展。正所谓先进工艺需要新的设备、工装模具,尤其要求采用适含冷镦工艺的专门材料,否则达不到预期效果。 3.紧固件机械性能取决于材料及制造工艺 若需要同一紧固件品种,如螺栓、同一规格,如M16×80,当采用同一材料牌号.如35号钢.而采用不同生产工艺时,所获得的螺栓产品的机械性能是不相同的,假如以近似的机械性能等级表示: 1)切削工艺:保持材料原有性能指标,相当于5.8级; 2)热锻工艺:基本保持材料原有性能指标,基本相当于5.8级或5.6级; 3)冷镦工艺:由于冷作硬化提高抗拉强度,相当于6.8级; 4)冷镦成型一淬火并回火(调质)处理:相当于8.8级。 可以看出:对通用(或商品)紧固件,即使规定了一种材料牌号,但由于采用不同的工艺,可以获得的机械性能也是不同的。因此.对通用(或商品)紧固件而言,规定材料牌号既不科学,又不合理。这种设计理念早已落后,而被抛弃。相对而言,以尽可能的规定机械性能等级代替规定材料牌号,是早在20世纪被国际公认的、先进合理的紧固件设计与选用理念。 三、规定机械性能的紧固件产品 1.标准紧固件产品包括:螺栓、螺柱、螺母、螺钉、木螺钉、自攻螺钉、垫圈、铆钉、销、挡圈、紧固件一组合件及连接副,以及其他(如焊钉、异形钉)等12大类。目前,在国际范围内,国际标准化组织第2技术委员会“紧固件”(ISO/TC2)对米制紧固件仅有螺栓、螺母、螺钉、自攻螺钉(含自钻自攻螺钉及自挤螺钉)、平垫圈、抽芯铆钉、销、紧固件一组合件,以及焊钉等9类产品制定、发布了国际标准,其中,对螺栓、螺母、螺钉、自挤螺钉、自攻螺钉、自钻自攻螺钉及平垫圈等产品规定了机械性能(等级),而未规定材料牌号。 2.我国紧固件标准除与ISO/TC2规定的产品相同外.还增加了两种: 其一,“抽芯铆钉机械性能等级标记代号”(如06、08、10、20、50)的规定。早在1990年GB/T 12619--1990((抽芯铆钉技术条件》第3章即规定了抽芯铆钉的性能等级、钉体与钉芯的材料牌号。其现行标准为:GB/T 3098.19—2004《紧固件机械性能抽芯铆钉》; 其二,随着国民经济建设的高速增长,我国的钢铁工业也得到飞速发展。1996年钢产量超过1亿t后跃居世界第一。2005年产量已达3亿t。紧固件用钢的需求量2007年已达520万t。照此发展,面对钢铁工业的现状,以钢材为主要原料的紧固件工业必须考虑到在资源、能源、环境保护等方面将面临的难以承受的压力。怎样以“循环经济”为战略思想,深入贯彻落实科学发展观,对紧固件用钢改进、开发、发展是钢铁工业和紧固件行业科技工作者数十年来不懈努力的重大课题。 非调质钢是在微合金化基础理论和现代工业技术成就的基础上发展起来的。其性能和价格比优于传统的调质钢,可取代部分碳素结构钢和合金结构钢,是一种科技含量高、带动力强、影响面大的高技术钢种。冷作强化非调质钢是非调质钢领域中的一个重要分支,它通过微合金化、控制轧制和控制冷却,使微合金化元素的碳氮化物弥散析出而产生沉淀强化和细晶强化,在此基础上再通过冷变形产生加工硬化,使钢的强度进一步提高,在不经过调质处理的情况下,即能达到所要求的性能指标。 马鞍山钢铁集团公司在技术、设备、工艺上形成了非调质冷镦钢线材生产的成套关键技术,在国内首次实现了非调质冷镦钢的批量生产和应用,实物质量达到国际先进水平,部分指标超过国际先进水平。同时,与机械科学研究总院中机生产力促进中心,以及紧固件制造企业共同制定了国家标准GB/T 3098.22-2009《紧固件机械性能-细晶非调质钢螺栓、螺钉和螺柱》。到2012仅马钢就已批量生产销售了4万吨细晶非调质冷镦钢线材,全部用于制作8.8级、10.9级紧固件产品,质量稳定可靠。紧固件企业在制作高强度紧固件时,省去了退火工序和调质工序(对U型螺栓和长杆螺栓等淬火后易变形的紧固件尤为适用),具有显著的节能减排效果,经济社会效益显著。 细晶非调质钢线材用于制造相当于8.8~10.9六角螺栓、六角头螺钉、螺杆及U型螺丝等产品。目前,这些产品除供应国内市场外,有的业已出口。 GB/T 3098.22-2009的批准发布必将加速这种绿色环保材料的推广应用。
QQ交流群
