汽車緊固件熱處理
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-15
汽車緊固件熱處理的實例教程
我國汽車高強度緊固件的主要品種是螺栓，有8.8，9.8，10.9和12.9級4個強度等級，這些強度級別的緊固件都要進行熱處理，才能提高產品的綜合力學性能，達到規定的抗拉強度和屈強比，熱處理工藝技術是生產汽車緊固件的關鍵。
1、影響汽車緊固件熱處理的因素
汽車緊固件熱處理一般稱為調質（淬火后再經高溫回火）處理，調質對原材料、爐溫、爐內氣氛、淬火介質、熱處理質量檢測等都有嚴格要求，只有滿足了基本要求，才能減少由材料引起的偏析、退火無保護氣氛引起的脫碳、冷鐓過程產生的裂紋、淬火介質引起的淬火開裂和畸變。
1.1熱處理裝備
20世紀80年代末，我國汽車緊固件的高強度螺栓熱處理大部分采用鹽浴爐淬火，鹽浴爐內膽有限，每次只能裝30~50kg由于鹽浴爐熱處理工作環境差，淬回火工序距離近，易造成混裝現象，客戶在使用時發生脆斷或者根本無法使用。由于熱處理裝備太落后，一些汽車緊固件企業只能配套生產8.8級及以下強度等級的螺栓。進入20世紀90年代，由于汽車工業的快速發展，汽車高強度緊固件急需國產化。熱處理裝備已由鹽浴爐、滴注式滾筒電阻爐、放熱式震底爐發展為吸熱式或N2CH3OH裂解氣氛的鑄鏈爐。由于網帶壽命的大幅度提高，輻射管加熱的連續式網帶爐用量最大，同時，網帶爐具有爐內布料、加熱均勻，零件質量穩定、工作環境好、可減少零件磕碰、用氣量較少、能耗小等優點。
展開 在熱應力的作用下，由于冷卻時金屬表面溫度低于心部，收縮表面大于心部而使心部受拉應力;組織應力變化的最終結果是表層受拉應力，心部受壓應力，恰好與熱應力相反。金屬熱處理的熱應力與組織應力疊加的結果就是材料中的殘余應力，正是其存在造成了應力腐蝕開裂。
熱處理工藝在緊固件制造中，對其性能的改變有較為突出的作用。若將熱處理與冷鐓、冷擠、冷沖、部分切削加工密切配合，能夠對緊固件的精度以及成品率提升一個較高的水平。
4、結語
工業4.0和中國制造的《2025》在高強度螺栓制造發展的進程中的智能化、綠色化、輕量化，熱處理技術都扮演著重要角色，未來10年我國緊固件的發展，應選擇對行業發展起著基礎性、突破性作用的工序作為重點加快發展，重視集成創新是提高企業核心能力的關鍵，熱處理發展將更加呈現個性化。
（來源： 智能緊固件及緊固工具）
展開 4、氫脆
緊固件在加工和處理過程中,尤其在鍍前的酸洗和堿洗以及隨后的電鍍過程中,表面吸收了氫原子沉積的過程中產生氫。當緊固件擰緊時,氫朝著應力最集中的部分轉移,引起壓力增高到超過它的強度并產生微小的表面破裂,氫滲入到新形成的裂隙中去。這種壓力-破裂-滲入的循環一直繼續到緊固件斷裂。通常發生在第一次應力應用后的幾個小時之內。為了消除氫脆的威脅,緊固件要在鍍后3小時內加熱烘烤,以使氫從鍍層中滲出,通常在200℃左右的溫度下進行,處理時間根據其要求的抗拉強度來決定。
由于機械鍍鋅是非電解質的,這實際上消除了氫脆的威脅,因此熱浸鍍的緊固件很少發生氫脆。
四、緊固件的熱處理:
熱處理是將緊固件通過一定的加熱,保溫和冷卻,使其內部組織發生變化從而獲得預期的性能、組織和結構的工藝過程。退火、正火、淬火、回火是熱處理中的“四把火”,其中的淬火與回火關系密切,常常配合使用,缺一不可。
退火是將工件加熱到適當溫度并保溫一定時間,然后進行緩慢冷卻,使其內部組織達到或接近平衡狀態,使前道工序產生的內部應力得以釋放,獲得良好的工藝性能和使用性能為進一步淬火作準備。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻,正火的效果同退火相似,只是得到的組織更細,常用于改善材料的切削性能,可用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。
淬火是將工件加熱保溫后,在水、油或其他無機鹽溶液、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。
回火是將淬火后的工件在高于室溫而低于650℃的適當溫度下進行較長時間的保溫,再進行冷卻,它可降低淬火后工件的脆性。
四把火隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處理工藝。
展開 幾乎所有商業緊固件都是由碳鋼、合金鋼制成，而且一般都防腐蝕的要求，因此，表面處理的鍍層必須附著牢固，不能在安裝和卸下的過程中脫落。另一方面，對螺紋緊固件而言，鍍層還要求足夠薄，使得鍍后螺紋仍能旋合。一般鍍層的溫度限制比緊固件材料要低，因此還需考慮緊固件所處的工作溫度要求。
表面處理的主要目的是美觀和防腐。由于緊固件的主要功能是緊固零部件，而且表面處理對其緊固性能也有很大的影響。因此，在選擇表面處理工藝時，要考慮緊固件的扭矩及預緊力一致性等因素。
一名高水平的設計者，不僅要考慮結構設計和制造工藝，還要注意到裝配的工藝性，甚至環保及經濟性的要求。下面根據上述因素簡要介紹一些緊固件常用的鍍層，以供緊固件從業人員參考。
電鍍鋅
電鍍鋅是商業緊固件最常用的鍍層。它比較便宜，外觀也較好看，可以有黑色、軍綠色。然而，它的防腐性能一般，其防腐性能是鋅鍍（涂）層中最低的。一般電鍍鋅中性鹽霧試驗在72小時之內，也有采用特殊封閉劑，使得中性鹽霧試驗達200小時以上，但價格貴，是一般鍍鋅的5~8倍。
電鍍鋅加工過程易產生氫脆，所以10.9級以上的螺栓一般不采用鍍鋅的處理.雖然鍍后可以用烘箱去氫，但因鈍化膜在60℃以上時將遭破壞，因此去氫必須在電鍍后鈍化前進行。
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一、電鍍代號:
在說到壓鉚類緊固件的標識時,提過表面處理的后綴代號,這些代號代表了其表面的電鍍類型。
下面我們將緊固件中常用常見的一些表面處理方式都統計了份明細資料。如下表:
表面處理
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1、影響汽車緊固件熱處理的因素
汽車緊固件熱處理一般稱為調質（淬火后再經高溫回火）處理，調質對原材料、爐溫、爐內氣氛、淬火介質、熱處理質量檢測等都有嚴格要求，只有滿足了基本要求，才能減少由材料引起的偏析、退火無保護氣氛引起的脫碳、冷鐓過程產生的裂紋、淬火介質引起的淬火開裂和畸變。
幾乎所有商業緊固件都是由碳鋼、合金鋼制成，而且一般都防腐蝕的要求，因此，表面處理的鍍層必須附著牢固，不能在安裝和卸下的過程中脫落。另一方面，對螺紋緊固件而言，鍍層還要求足夠薄，使得鍍后螺紋仍能旋合。一般鍍層的溫度限制比緊固件材料要低，因此還需考慮緊固件所處的工作溫度要求。
表面處理的主要目的是美觀和防腐
