力學(xué)性能要求  1． 屈服強(qiáng)度σs及變形抗力尺可能的小，這樣可使單位變形力相應(yīng)減小，以延長(zhǎng)模具壽命。

  2．鋼材的冷變形性能要好，即材料應(yīng)有較好的塑性，較低的硬度，能在較大的變形程度下不致引起產(chǎn)品開(kāi)裂。

  3． 鋼材的加工硬化敏感性盡可能的低，這樣不致使冷鐓變形過(guò)程中的變形力太大。

  二、化學(xué)成份要求

1． 碳（C） 碳是影響鋼材冷塑性變形的主要元素。含碳量越高，鋼的強(qiáng)度越高，而塑性越低。實(shí)踐證明，含碳量每提高0.1%，其屈服強(qiáng)度σs約提高27.4Mpa；抗拉強(qiáng)度σb提高58.8~78.4Mpa；而伸長(zhǎng)率δ則降低4.3%，斷面收縮率ψ降低7.3%。由此可見(jiàn)，鋼中含碳量對(duì)于鋼材的冷塑性變形性能的影響是大的。在生產(chǎn)實(shí)際中，冷鐓，冷擠用鋼的含碳量大于0.25%時(shí)，要求鋼材在拉拔前要進(jìn)行球化退火。對(duì)于變形程度為65%~80%的冷鐓件，不經(jīng)過(guò)中間退火而進(jìn)行三次鐓鍛變形時(shí)，其含碳量不應(yīng)超過(guò)0.4%。

  2． 錳（Mn） 錳在鋼的冶煉中與氧化鐵作用（Mn+FeO→MnO+Fe）,主要是為鋼脫氧而加入。錳在鋼中硫化鐵作用（Mn+FeS→MnS+Fe）,能減少硫?qū)︿摰挠泻ψ饔?。所形成的硫化錳，可改善鋼的切削性能。錳使鋼的抗拉強(qiáng)度σb和屈服強(qiáng)度σs有所提高，塑性有所降低，對(duì)于鋼的冷塑性變形是不利的。但是錳對(duì)變形力的影響僅為碳的1/4左右。所以，除特殊要求外，碳鋼的含錳量，不宜超過(guò)0.9%。

  3． 硅（Si） 硅是鋼在冶煉時(shí)脫氧劑的殘余物。當(dāng)鋼中含硅量增加0.1%時(shí)，抗拉強(qiáng)度σb提高13.7Mpa。經(jīng)驗(yàn)表明，含硅量超過(guò)0.17%且含碳量較高時(shí)，對(duì)鋼材的塑性降低有很大的影響。在鋼中適當(dāng)增加硅的含量，對(duì)鋼材的綜合力學(xué)性能，特別是彈性極限有利，還可增加鋼的耐蝕性。但是鋼中含硅量超過(guò)0.15%時(shí)，使鋼急劇形成非金屬夾雜物。高硅鋼即使退火，也不會(huì)軟化，降低鋼的冷塑性變形性能。因此，除了產(chǎn)品有高強(qiáng)度性能要求外，冷鐓鋼總是盡量要求減少硅的含量。

  4． 硫（S） 硫是有害雜質(zhì)。鋼中的硫在冷鐓時(shí)會(huì)使金屬的結(jié)晶顆粒彼此分離引起裂紋，硫的存在還促使鋼產(chǎn)生熱脆和生銹，因此，含硫量應(yīng)小于0.055%。優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)小于0.04%，由于硫、磷和錳的化合物能改善切削性能、冷鐓螺母用鋼的含硫量可放寬到0.08~0.12%，以有利于攻螺紋。但一般沒(méi)有專(zhuān)為螺母順利攻螺紋而冶煉的高硫鋼材供應(yīng)。

  5． 磷（P） 磷的固容強(qiáng)化及加工硬化作用極強(qiáng)，在鋼中偏析嚴(yán)重，增加了鋼的冷脆性，使鋼容易受酸的侵蝕，鋼中的磷還會(huì)惡化冷塑性變形能力，在拉拔時(shí)會(huì)使線材斷裂，冷鐓時(shí)使產(chǎn)品開(kāi)裂，鋼中的磷含量應(yīng)控制在0.045%以下。

  6． 其它合金元素 碳鋼中其它合金元素，如鉻（Cr），鉬（Mo），鎳（Ni），等，都作為雜質(zhì)存在，對(duì)鋼的影響遠(yuǎn)不及碳那樣大，含量也極其微小。

用途

  用冷鐓加工方法制造緊固件、連接件(如螺栓、螺母、螺釘、鉚釘?shù)?用的

鋼稱(chēng)為冷鐓鋼，俗稱(chēng)鉚螺鋼。

  通常使用的有調(diào)質(zhì)型合金鋼、低溫回火型合金結(jié)構(gòu)鋼、低碳低合金高強(qiáng)度鋼、鐵素體-馬氏體雙相鋼等。

  冷鐓是在常溫下利用金屬塑性成形的。采用冷鐓工藝制造緊固件，不但效率高、質(zhì)量好，而且用料省、成本低。但是冷鐓工藝對(duì)原材料的質(zhì)量要求較高。

  冷鐓性能是冷鐓鋼的重要性能之一。冷鐓鋼應(yīng)具備的主要性能是，具有良好的冷成形性；對(duì)于冷鐓鋼變形要具有盡可能小的阻力和可能高的變形能力。為此，一般要求冷鐓鋼的屈強(qiáng)比為0.5~0.65，斷面收縮率大于50%。此外，為避免在冷鐓時(shí)表面開(kāi)裂，要求鋼材表面質(zhì)量良好，同時(shí)鋼材的表面脫碳要盡可能小。

  標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼材應(yīng)進(jìn)行冷頂試驗(yàn)。要求試樣冷頂鍛后冷頂鍛前高度之比為高級(jí)；1/4；較高級(jí)；1/3；普通級(jí)；1/2。一般標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1/2。

  冷鐓鋼因冷成型性能良好，在機(jī)械加工行業(yè)用冷拔代替熱軋材冷切削機(jī)加工，這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)約大量工時(shí)的同時(shí)，金屬消耗可以降低10%~30%，而且產(chǎn)品尺寸精度高，表面光潔度好，生產(chǎn)率高，是近年來(lái)興起的較先進(jìn)的機(jī)加工工藝。

詳細(xì)資料

  冷鐓鋼盤(pán)條一般為低、中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，用來(lái)冷鐓成型制造各種機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件和緊固件。因冷鐓工藝要求該鋼具有高的潔凈度，控制鋼中的Si、Al的含量，采用控制軋制和控制冷卻工藝，避免出現(xiàn)馬氏體、貝氏體和魏氏體組織，使鋼材具有細(xì)晶和碳化物球化組織，以提高鋼材的塑性和冷頂鍛性能。介紹了國(guó)內(nèi)外冷鐓鋼的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)情況，化學(xué)成分對(duì)冷鐓性能的影響，冷鐓鋼的生產(chǎn)工藝特長(zhǎng)。

  冷鐓鋼盤(pán)條的鋼種一般為低、中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。冷鐓鋼產(chǎn)品主要用于汽車(chē)、造船、設(shè)備制造、電子、家電、自行車(chē)、工具、輕鋼結(jié)構(gòu)、建筑等行業(yè)。

  冷鐓鋼因冷成型性能良好，在機(jī)械加工行業(yè)用冷拔代替熱軋材冷切削機(jī)加工，這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)約大量工時(shí)的同時(shí)，金屬消耗可以降低10%~30%，而且產(chǎn)品尺寸精度高，表面光潔度好，生產(chǎn)率高，是近年來(lái)興起的較先進(jìn)的機(jī)加工工藝。

  我國(guó)馬鋼和湘鋼從20世紀(jì)80年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)冷鐓鋼。據(jù)中國(guó)冶金報(bào)刊有關(guān)冷鐓鋼數(shù)據(jù)資料表明，冷鐓鋼市場(chǎng)2003年全國(guó)緊固件需求量達(dá)到300萬(wàn)噸，2005年需求量預(yù)測(cè)將增至500萬(wàn)噸，其中汽車(chē)用螺栓等中高檔冷鐓鋼絲緊固件超過(guò)100萬(wàn)噸。目前，華南一帶的冷鐓鋼市場(chǎng)已經(jīng)飽和，華東地區(qū)尚有10~20萬(wàn)噸的市場(chǎng)空間。一汽全年用鋼材約100萬(wàn)噸，其中冷鐓鋼占7.7%。我國(guó)汽車(chē)工業(yè)用鋼材品種構(gòu)成中冷鐓鋼占7%~12%。

冷鐓鋼的生產(chǎn)發(fā)展概況
 

國(guó)內(nèi)冷鐓鋼的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)

  近幾年來(lái)，我國(guó)開(kāi)發(fā)的冷鐓鋼品牌在增加，產(chǎn)量在增長(zhǎng)，質(zhì)量在改進(jìn)。如馬鋼：SWRCH18A、1018、ZL10A、ZL15A、ZL18A；湘鋼：XSWRCH10K 、SWRCH35K、SWRCH6A、22A、ML40Cr、ML35CrMo；寶鋼：SWRCH35K；天鋼：SWRCH18A、SWRCH22A；萊鋼：ML35；石鋼；ML35、ML40、ML45、 45#；杭鋼：ML35、ML40、CH35ACR；包鋼：ML35、ML42CrMo、SWRM12；太鋼：ML07A、ML20MnTiB、CH1T；首鋼：ML35、ML15；江陰興澄：ML35；江蘇沙鋼：SWRCH35K、15MnCrNiCu；大連金牛股份：ML35、ML15MnVB、ML20MnVB、ML20MnTiB、ML35CrMo、ML40Cr、ML35Mn、ML20Cr等品種。顯然，冷鐓鋼的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)已經(jīng)形成了一定的批量和規(guī)模。

國(guó)外冷鐓鋼的生產(chǎn)

 冷鍛用線材的典型用途是制作螺栓，其強(qiáng)度范圍大，

從抗拉強(qiáng)度400MPa到1200MPa以上，且形狀多。俄羅斯生產(chǎn)的緊固件品種和種類(lèi)接近世界水平。制造了約10%強(qiáng)度級(jí)別8.8以上高強(qiáng)度緊固件。

  進(jìn)口鋼絲與國(guó)內(nèi)35#中碳鋼相近，但它的金相組織細(xì)小均勻，白色小粒狀的先共析鐵素體非常均勻地彌散分布在基體上，沒(méi)有網(wǎng)狀組織存在。晶粒大小僅為1~2μm，為國(guó)產(chǎn)中碳鋼絲的1/10左右。并且具有良好的強(qiáng)塑性，在拉拔過(guò)程中顯示出良好的拉拔性能，斷絲率較低。研究認(rèn)為，進(jìn)口鋼絲可能在熱處理時(shí)并沒(méi)有完全奧氏體化，而僅僅加熱到奧氏體和鐵素體的兩相區(qū)進(jìn)行保溫后再冷卻至室溫，進(jìn)口鋼絲的奧氏體化溫度低，保溫時(shí)間短，從而熱處理后的組織細(xì)小，滲碳體與正常奧氏體化處理的滲碳體相比，尺寸小，厚度薄，分布均勻，呈現(xiàn)出進(jìn)口鋼絲特殊的“兩相組織”?；旧蠟橥耆楣怏w組織，僅有少量小塊狀（尺寸約5μm）先共析鐵素體。