緊固件是應用廣泛的機械基礎件，具有品種繁多、市場需求量大的行業(yè)特點，被廣泛地應用于機械、電氣、汽車、交通運輸、航空航天等國民經濟各個領域。



目前關于世界緊固件市場，2004年全球緊固件可分3大市場。第一大市場是北美市場；第二大市場是西歐；第三大市場就是亞洲國家。美國、西歐緊固件需求量均大幅度提升，中國緊固件需求的增長在全世界排行榜列第一名。三大市場幾乎囊括了全世界緊固件的總需求量。汽車工業(yè)是最大的用戶，其次是維修工業(yè)市場和建筑工業(yè)，然后是電子工業(yè)。



當全球經濟一體化進程進一步加快的時候，我國國民經濟仍將保持較高的增長速度。我國將逐步成為制造大國，必然拉動對緊固件的需求，市場空間很大。鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，完全能夠滿足緊固件行業(yè)發(fā)展對緊固件用鋼的需求，促使緊固件行業(yè)快速發(fā)展和壯大。標準緊固件隨著緊固件制造的專業(yè)化、規(guī)?；阎鸩匠蔀閲窠洕幕A工業(yè)行業(yè)，并逐步實現了自動化生產。我國機械工業(yè)正在快速發(fā)展，機械工業(yè)是緊固件行業(yè)最大的用戶，它的復興拉動了作為機械基礎件重要組成部分的緊固件行業(yè)的興起。我國的緊固件工業(yè)正發(fā)生新的變化，國家能源、交通、建筑業(yè)在不斷發(fā)展，一批大中型骨干企業(yè)在這些重點領域已占據主導地位；汽車摩托車、鐵路、煤炭，家電等原來主要依靠進口配套的主機行業(yè)，已開始逐步轉向國內配套，國產緊固件開始占領這些市場；由于積極開辟國外市場，緊固件出口產品大大提高。隨著我國逐步形成全球制造中心以及我國的機械工業(yè)、汽車工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展，我國的緊固件的需求量正在快速增長。



緊固件用鋼存在的問題



我國緊固件行業(yè)面臨著諸多問題，影響和束縛著我國緊固件行業(yè)的發(fā)展。其中，產品結構不合理尤為突出。從國內緊固件消費結構來看，中、低檔緊固件用鋼國內已基本能滿足要求，高檔緊固件只能部分滿足，尚存在低檔產品供過于求,高檔緊固件供不應求的狀況。我國急需的高檔緊固件部分只得依靠進口。造成這一現象的原因，除了緊固件行業(yè)自身原因使產品質量低下、檔次不夠和技術落后以外，鋼鐵企業(yè)向緊固件廠提供的緊固件用鋼在性能上與國外同類產品相比還存在一定差距，如：緊固件用原材料均勻性能差，有時硬度嚴重偏高，無法在高速冷鐓機上使用。



各種緊固件通常由冷鐓鋼來制作。冷鐓鋼線材一般用低、中碳優(yōu)質碳素鋼和合金鋼生產，主要用于制造螺栓、螺母、螺釘、鉚釘等緊固件和一些冷鐓成形的零部件，緊固件主要靠冷鐓成形，因而要求原材料的硬度低，塑性好。國內緊固件用原材料基本是熱軋狀態(tài)，近一半的緊固件廠反映，來料的1/5存在開裂問題。由于冷鐓鋼在冷鐓成形時主要存在著材料的開裂，脫碳問題，為此，緊固件廠不得不建立拉拔、退火工序進行材料的改制。各標準件廠生產緊固件前均需進行球化退火處理。對于高強度緊固件，原材料冷鐓成成品之后，還需進行產品的最終熱處理以提高性能。



制作高強度（8.8級以上）緊固件用鋼，由于最終使用性能的要求，必須是中碳鋼或中碳合金鋼。目前各冶金廠家生產的緊固件用鋼因其金相組織很不理想，一般均難以直接進行冷鐓變形。因此，緊固件在生產之前進行必要的球化退火是不可缺少的一個環(huán)節(jié)。



這種處理工序不但增加成本，而且還會污染環(huán)境。特別對于大量的中小企業(yè)，由于不具備保護氣氛熱處理爐，常常會導致表面氧化和脫碳，嚴重影響標準件表面質量。因此，標準件制造行業(yè)迫切希望冶金廠能供應工藝料或可以直接拉拔、冷鐓的免退火冷鐓鋼線材。



免熱處理緊固件棒線材的研究開發(fā)



我國地域廣大，經濟發(fā)展不平衡，各地區(qū)需要不同層次的線材產品。雖然隨著連續(xù)式、半連續(xù)式棒材軋機和高速線材軋機的建設，應用了很多先進的工藝和裝備技術，緊固件棒線材在數量上、技術水平上都有了很大提高。但目前我國棒線材生產總體上仍是普通棒線材,而高檔棒線材生產的技術水平相對發(fā)展較慢。預計“十五”期末,普通緊固件低檔產品供過于求，高檔次緊固件則嚴重短缺，我國每年仍將進口部分線材和緊固件。為更好的進入國際市場,這就對緊固件的制造提出了更高的要求。



為適應緊固件行業(yè)快速發(fā)展的需求,我國鋼鐵企業(yè)也相繼開展了一系列新品的研發(fā)工作，不斷利用高新工藝技術，逐步改造和完善緊固件棒線材生產線,如采用低溫精軋技術，直條棒材在線緩冷技術等等，提高產品質量。寶鋼、馬鋼、包鋼、湘鋼和邢鋼等企業(yè)，面對國內高檔緊固件用鋼供不應求的現狀，已成功開發(fā)出1018A，1022A，M10，S35K，ML35，Cr35Mo等一批較為先進的緊固件用鋼。



緊固件原料退火后有時仍然硬度偏高，塑性不足，在發(fā)生塑性變形時冷作硬化，其變形抗力較大。這不僅使緊固件在冷鐓時工具消耗非常大、能耗高，而且由于其冷鐓性能差，常常導致冷鐓工藝無法穩(wěn)定進行。這一問題困擾著緊固件制造部門，有的標準件生產廠家使用一種溫鐓工藝來制造緊固件，使先進的冷鐓工藝無法實施。



在國外，已經對免熱處理緊固件進行了許多研究。而在我國，“在線軟化處理高性能冷鐓鋼的研究開發(fā)”課題已被獲準納入“863”項目計劃,并成功采用先進的生產工藝，試制出在線軟化退火處理的高性能冷鐓鋼線材。使用證明該產品塑性高、可免退火，明顯降低緊固件制造成本。



北京科技大學進行了有關雙相鋼的高強度、高加工硬化率和高韌塑性的機理研究，對雙相鋼棒材進行了研制。其研制的冷成型高強度螺栓用熱軋熱處理雙相鋼棒材制成高強度級別的螺栓(88級)，已使緊固件的制造形成了一個質的飛躍。



目前東北大學采用控軋控冷技術，研制出免熱處理高強度低屈強比熱軋棒線材，該棒線材為具有多相組織的中碳合金鋼，不經過退火直接冷鐓成形，冷鐓性能非常好，冷鐓成的緊固件不再經過最終熱處理，各項指標滿足國家標準對高強度（8.8級以上）緊固件的相應要求。



在不同壓下量（ε1、ε2）的各軋制溫度區(qū)間，控制棒線材不同的冷卻速度（V1、V2、V3）。經過控軋控冷后的緊固件棒線材，具有鐵素體、細片狀珠光體、粒狀貝氏體的多相組織。其中粒狀貝氏體細小、彌散，殘余奧氏體和MA島明顯存在。這個組織使棒線材屈服強度很低，緊固件用鋼采用工藝料，根本無須進行預處理。由于冷鐓變形過程中多相組織的應變誘導相變強化機制，冷鐓出的緊固件產品不經過最終熱處理，同樣可獲得很高的力學性能，其性能指標超過國家的相應標準。



為使材料改制而進行的拉拔工序能夠順利實施，還是應該進行必要的磷化和皂化處理，但由于省掉了熱處理，可不經過去除氧化皮的酸洗處理。同傳統(tǒng)緊固件生產工藝流程（圖1）相比，該流程已明顯簡化,大大縮短了生產周期，提高了勞動生產率。所獲得的緊固件無氧化、脫碳缺陷，性能優(yōu)異，屬于高檔次緊固件。這種緊固件由于成本降低，而質量提高，極大地增加了企業(yè)的經濟效益。



緊固件市場正在快速增長。這個市場在很大程度上取決于緊固件產品的質量和成本，在滿足市場要求的情況下,質量越高、成本越低、越具有競爭力。



緊固件棒線材生產技術的發(fā)展和進步,都是圍繞著提高產品質量和降低生產成本展開的。目前我國每年需花大量外匯進口優(yōu)質棒線材產品。開發(fā)和應用先進和行之有效的新技術和新工藝，改造現有緊固件棒線材生產線,提高產品質量和降低生產成本，已成為緊固件用鋼生產廠家所關注的問題。


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