緊固件熱處理常識
一、 常用材料
根據(jù)螺紋緊固件成型方法的不同，對材料的 要求和選擇也不同，冷墩或擠壓成型的要求材料的塑性好，形變抗力小，表面質(zhì)量高，以保證冷作成型并且不會產(chǎn)生裂紋，要選用冷墩鋼，熱鍛熱壓成型的要求材料具有良好的熱塑性，不產(chǎn)生裂紋，要選用熱加工鋼，切削成型的要求材料的切削性能好，用于冷成型的鋼材鉚螺等用ML表示。
二、有關(guān)螺紋緊固件的力學(xué)性能的學(xué)術(shù)語說明：
1、保證應(yīng)力：指螺栓或螺母應(yīng)保證的承載能力，用規(guī)定的螺紋夾具在試驗(yàn)機(jī)上，載荷加到試件要求應(yīng)力下保持15S，去除應(yīng)力后螺栓的殘余伸長量≤12.5㎜為合格，螺母以可用手?jǐn)Q下或用扳手旋松不過半圈后可以用手?jǐn)Q下為合格。
2、契負(fù)載強(qiáng)度：用規(guī)定斜度的墊片墊著螺栓頭部，進(jìn)行拉力試驗(yàn)，頭部和桿部的 連接處不應(yīng)有裂紋和掉頭為合格。
3、頭部堅(jiān)固性試驗(yàn)，對≤M16且長度太短，不能進(jìn)行契負(fù)載試驗(yàn)的螺栓要求這項(xiàng)試驗(yàn)。把螺桿插到支撐平面和孔軸線成一定角度的孔板中，板的厚度應(yīng)大于螺栓直徑的兩倍，用錘打擊螺栓頭部，使頭部支撐面和模具的支撐面相貼合，頭桿部結(jié)合處不應(yīng)有裂紋好掉頭的現(xiàn)象。
4、螺母的級別中，04，05表示螺母的公稱高度，為螺紋直徑的0.5-0.8倍之間的螺母，前面不帶0的級別表示螺母的公稱高度大于或是等于螺紋公稱直徑的0。8倍。
三 成品或半成品的最終熱處理
1、一般熱處理要求：
力學(xué)性能為8.8級和高于8.8級的螺栓和5.8(>M16的I型螺母)10級及12級的細(xì)牙螺母，一般都要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，才能達(dá)到力學(xué)性能規(guī)定中的各項(xiàng)要求。根據(jù)螺栓和螺母的螺紋精度，硬度，加工方法工藝路線和用戶的具體要求，或進(jìn)行成品熱處理或進(jìn)行半成品熱處理，成品熱處理是在零件全部加工成型(含螺紋)后進(jìn)行的熱處理。切削成型的螺栓好螺母在加工時候原材料表面的脫碳層已基本切除，可以在脫氧良好的鹽浴爐和網(wǎng)帶爐中加熱淬火，但是采用冷度成型時，原材料的脫碳層不但存在，而且被擠向牙尖，盡管在脫氧良好的鹽浴爐中或在一般保護(hù)的保護(hù)氣氛中加熱，或采用可以嚴(yán)格控制碳勢的可控氣氛爐中才可以在加熱的同時，對脫碳的表面進(jìn)行適度的復(fù)碳，以保證脫碳層在合格范圍內(nèi)。
2、淬火介質(zhì)的選擇
淬火介質(zhì)的選擇首先應(yīng)保證足夠的冷卻能力，冷墩用鋼的淬透性一般低于相同牌號的非冷度鋼，因此，淬火介質(zhì)的冷卻能力應(yīng)選用高點(diǎn)，還應(yīng)考慮畸變和開裂，含碳量大于0.4%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的碳素鋼，開裂傾向嚴(yán)重，特別是淬火介質(zhì)的冷卻能力和零件直徑達(dá)到最不利配合的時候，開裂特別嚴(yán)重，長桿螺栓應(yīng)注意彎曲問題，必要時可以增加校直工序，螺母淬火后容易出現(xiàn)內(nèi)孔脹大的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在螺母加工時相應(yīng)減小內(nèi)孔直徑。
3、發(fā)黑處理
對于允許表面較粗糙的 螺栓，如電桿螺栓和建筑上使用的螺栓，在可控氣氛加熱爐中加熱完成后直接落入熱鍍鋅槽中，進(jìn)行貝氏體等溫淬火，同時完成熱鍍鋅工序。對于性能優(yōu)良的 可控氣氛熱處理生產(chǎn)線，螺栓和螺母的氧化工序，可在回火爐中與回火工序一道完成，省去(發(fā)黑，法蘭)工序，也可以配制一定成分的氧化液，從回火爐中出來的零件直接落入這種氧化液中完成氧化處理工序。
4、爐氣及氣氛控制
吸熱式氣氛，滴式氣氛和氮基氣氛都可以用于緊固件淬火加熱保護(hù)氣氛，或復(fù)碳?xì)夥?，甲醇滴注或爐外裂解形成氣氛，理論含氫量為H66.7%對處理件中有產(chǎn)生氫脆的危險(xiǎn)，又易爆炸，成本又高，應(yīng)盡量不選用。吸熱式氣氛使用的歷史較長，也比較普遍，但不適用回火爐保護(hù)，因?yàn)?00℃以下，CO不穩(wěn)定將析出大量的炭黑，氮基氣氛含氫量低，沒有氫催和爆炸，低溫下也不析出大量炭黑，不但可以作為淬火加熱的保護(hù)氣氛，還可以用于回火的保護(hù)加熱，原料來源也廣泛。淬火加熱和氣體滲碳相比，加熱周期短，尤其是連續(xù)式爐，零件不斷進(jìn)入爐中，空氣和水分也帶入爐中，增加了氣氛的氧化和脫碳趨勢，爐氣和零件的含碳量根本無法建立平衡狀態(tài)，為了防止零件脫碳，必須增加碳?xì)浠衔锏奶砑恿?，以?shí)際測量爐氣成分可以看出，爐氣到CH4飛含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于爐氣平衡時，對應(yīng)零件含碳量碳勢相應(yīng)的CH4含量，由此證明爐氣平衡是處于非平衡狀態(tài)，因此也就不能應(yīng)用爐氣平衡理論，用碳勢控制器來控制爐內(nèi)氣氛，除非是把生產(chǎn)過程放的非常緩慢，實(shí)際的生產(chǎn)過程中零件脫滲碳的控制是借助于隨爐金相分析的結(jié)果與爐氣中CH4含量或?qū)?yīng)的露點(diǎn)和氧勢值建立經(jīng)驗(yàn)曲線，確定合理的控制范圍，以此來指導(dǎo)生產(chǎn)中調(diào)整碳?xì)浠衔锏奶砑恿?，從而使CH4或露點(diǎn)或氧勢達(dá)到規(guī)定的范圍，保證零件的表面含碳量達(dá)到合格范圍。
5、螺紋的脫碳
螺紋的脫碳會導(dǎo)致螺栓在未達(dá)到力學(xué)性能要求時先發(fā)生脫絲，使螺紋連接失效，如果原材料脫碳，退火不當(dāng)?shù)脑捀鼤乖牧系拿撎技由?，另外，由于淬火加熱爐氣控制不當(dāng)，也會造成螺紋脫碳差異，對于這類零件，在淬火加熱的同時必須采取復(fù)碳工藝，這是一項(xiàng)比較復(fù)雜的熱處理工藝，在復(fù)碳時，除淬火時控制爐子氣氛之外，還要掌握好復(fù)碳時間和爐氣碳勢的搭配關(guān)系。
