1、1螺栓制程简介1. 螺栓制程流程 : 一般而言, 螺栓制程流程如下图.2. 螺栓制造所使用的线材 :2.1. 低强度( 500 N/mm2 以下或 60000 psi 以下 )的螺栓使用一般软钢材, 一般使用 SAE 1008 或是 JIS SWRM 8( 或 SWRCH 8 ).2.2. 较低强度( 600 N/mm2 或 74000 psi )的螺栓使用一般软钢材, 但限定含碳量等级, 一般使線 材成 型輾 牙外 加 工 製 程包 裝 出 貨各 類 線 材各 類 成 型 機 及 成 型 法各 類 輾 牙 機 及 輾 牙 法各 類 外 加 工 方 式2用 SAE 1010 - 1015 或是
2、 JIS SWRM 10 - 15( 或 SWRCH 10 15 ).2.3. 较低强度( 600 N/mm2 或 74000 psi )的螺栓使用一般软钢材, 但限定含碳量等级, 一般使用 SAE 1010 - 1015 或是 JIS SWRM 10 - 15( 或 SWRCH 10 15 ).2.4. 较高强度( 800 N/mm2 或 125000 psi )的螺栓中碳钢, 低碳硼钢加淬火及回火, 一般使用 SAE 1035 - 1040 或是 SWRCH 35K 40K.2.5. 高强度( 900 N/mm2 以上或 150000 psi 以上)的螺栓使用中碳合金钢或是低碳硼钢, 在应
3、用上, 公制 Class 10.9 级使用低碳硼钢者, 其印记需在级数印记下加上底线成为 10.9 , 英制 8.2 级其印记也和一般 Grade 8 螺栓使用印记不同, 以便于识别, 使用低碳硼钢制作之高强度螺栓不可用于高温状态下使用. 设计强度超过 Class 12.9 或是 ASTM A574 超高强度螺栓限用中碳合金钢加淬火及回火.2.6. 各种强度所使用的线材其间又有很多变化, 各地如上海地区与台湾地区的使用状况又必须依实际状况去做调整, 实际上的做法只能重实作中去累积经验, 并非三言两语可以说清楚.3. 成型制程及成型法 :3.1. 基本上螺栓成型机为一种特殊的卧式冲床, 一般来说
4、其特征为多段长冲程, 运转夹不能翻转, 大部分成型机为 3 段式设计. 超过 4 段之成型机大多设计成运转夹可以翻转 , 此时改称为 Parts Former 而不是 Bolts Former.3.2. 螺栓成型法通常有两种, 锻打及拉伸, 有时候两种并用, 锻打的方式为将长度较大, 外径较小的胚料在冲模及成型模之间在胚料之一端施加锻打使之外径变大之一种加工方式, 拉伸的方式则为将直径较大的胚料通过较小直径的模孔使材料缩减成模孔大小的一种加工方式.4. 辗牙制程及辗牙法 :4.1. 基本上辗牙机型态分为下列几种 :a) 往复式辗牙机 : 使用两片牙板将胚料推入并藉由往复式动作将螺纹辗制成型 .
5、 一次只能生产一支.b) 行星式辗牙机 : 使用一个牙轮, 一个半月型牙板将胚料推入并藉由周转式动作将螺纹辗制成型, 生产速度视推杆速度而定, 通常速度非常高, 产量约为往复式辗牙机之 3 4 倍, 但模具成本也高出约 4 倍.c) 轮式辗牙( 锟纹 )机 : 有通过式( 自动 )及非通过式( 手动 )两种.双轮式辗牙机, 使用双牙轮及一块铁板支撑, 将胚料送入并藉由周转式动作将螺纹辗制成型, 适用于牙条或无头类外螺纹紧固件.三轮式辗牙机, 使用三个牙轮及一块铁板支撑, 将胚料送入并藉由周转式动作将螺纹辗制成型, 适用于牙条或无头类外螺纹紧固件. 所辗制成螺纹由于导程长, 因此螺纹成型程度为所
6、有辗牙设备之冠, 适合于生产高级螺丝 ( 尤其是内六角孔固定螺丝.35. 热处理加工制程 :5.1. 热处理制程 : 成型及辗牙制程都是改变形状的制程, 热处理制程则不改变形状( 虽然会有一点变形 ), 而是改变产品的物理特性.5.2. 热处理对各种螺栓的变形量很难加以计算, 其因素不外乎 :a) 淬火时螺栓互相碰撞造成变形.b) 热涨冷缩所造成的残余变形量.c) 锻打及攻牙后造成的应力变形量因为应力消除之后所造成的弹性回复.一般而言, 热处理变形量均甚小不致于对尺寸造成重大改变, 但如果是长螺丝( 大约是15 倍径以上 ), 即必需注意热处理弯曲量 , 其公差可依照标准进行计算 .5.3.
7、螺栓热处理大部分都是调质热处理, 少部分如四角固定螺丝等会使用到渗碳热处理. 一般而言, 螺栓由于是实心的, 所以热处理时质量效果所造成的淬火效果硬度分布曲线较大, 在超过某一尺寸以上, 就必须改用材料才可以符合规范要求. 一般调质热处理使用的材料及淬火回火状况如下 :a) 1035 - 1040 类中碳钢( 1035 适用于 3/8”或 M10 以下, 1040 适用于 1/2”或 M12 以上 )淬火温度 : 880o 900o C.淬火后硬度 : 52 55 HRC.回火温度 : 470o 520o C( 视回火后目标强度而定 ).b) 1045 中碳钢( 热锻适用 ) :淬火温度 :
8、880o 900o C.淬火后硬度 : 54 58 HRC.回火温度 : 520o 550o C( 视回火后目标强度而定 ).c) 10B21 低碳硼钢 :淬火温度 : 880o 900o C.淬火后硬度 : 47 52 HRC.回火温度 : 300o C 左右( 视回火后目标强度而定 ).上述数据仅供参考, 热处理参数条件之设定与材料化学成分息息相关, 并非三言两语可以说清, 反正我们不作热处理, 我们只需了解其概略状况即可, 但是要记住, 发热处理外协时必须将所需处理强度及要求讲清楚, 另外还要把材料化学成分表送到外协厂以便于其设定参数.6. 电镀及表面被覆加工制程 :6.1. 电镀加工制
9、程是一种改善产品使用效能( Performace )的一种加工制程, 一般而言并不改变形状( 虽然会有一点变形 ), 而是改变产品的外观及其使用性能 .6.2. 电镀对各种螺栓的变形量很容易加以计算, 一般而言, 其变形均甚小不致于对除有效径外的尺寸造成重大改变, 如果是一般螺纹公差, 基本上依标准操作即可 , 小公差如 5e 或 4d 螺纹公差就必须特别注意, 尤其止规. 超长度螺栓在 10 倍径以上时必须注意通规状况, 一般电镀时, 都是从两端开始附着, 螺栓如果太长, 等到中间镀到了, 两端都已经镀太厚了造成通规不通, 通常是改用电解液来处理.46.3. 其它表面处理如染黑及磷酸盐处理,
10、 染黑并不会增加表面厚度, 磷酸盐处理由于处理前酸洗方式, 所失去的表面厚度通常比所获得的还多, 因此, 染黑及磷酸盐处理在应用上必须对止规施加比较严格的管控.6.4. 大镀层表面处理方式 : 一般运用上, 大致为热浸锌, 机械镀锌, 达可锈表面处理, 该处理方式一般表面被覆层均在 20 以上, 一般厚度如下 :热浸锌 : 多种规定, 有 40, 50, 60, 80 等, 螺栓在热浸锌时尺寸设计不需作变更 , 其增加的厚度由螺帽的 Overtap 来容纳所增加的被覆层.机械镀锌 : 大多为 20 - 40, 其内外螺纹均需依基本螺纹配合线进行有效径调整 .达可锈, 铁弗龙表面处理 : 大多为 20 - 30, 其内外螺纹均需依基本螺纹配合线进行有效径调整.
