緊固件是應(yīng)用廣泛的機(jī)械基礎(chǔ)件，具有品種繁多、市場(chǎng)需求量大的行業(yè)特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電氣、汽車(chē)、交通運(yùn)輸、航空航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。



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



當(dāng)全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程進(jìn)一步加快的時(shí)候，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)仍將保持較高的增長(zhǎng)速度。我國(guó)將逐步成為制造大國(guó)，必然拉動(dòng)對(duì)緊固件的需求，市場(chǎng)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)緊固件隨著緊固件制造的專業(yè)化、規(guī)?；阎鸩匠蔀閲?guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)行業(yè)，并逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。我國(guó)機(jī)械工業(yè)正在快速發(fā)展，機(jī)械工業(yè)是緊固件行業(yè)最大的用戶，它的復(fù)興拉動(dòng)了作為機(jī)械基礎(chǔ)件重要組成部分的緊固件行業(yè)的興起。我國(guó)的緊固件工業(yè)正發(fā)生新的變化，國(guó)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(diǎn)領(lǐng)域已占據(jù)主導(dǎo)地位；汽車(chē)摩托車(chē)、鐵路、煤炭，家電等原來(lái)主要依靠進(jìn)口配套的主機(jī)行業(yè)，已開(kāi)始逐步轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)配套，國(guó)產(chǎn)緊固件開(kāi)始占領(lǐng)這些市場(chǎng)；由于積極開(kāi)辟國(guó)外市場(chǎng)，緊固件出口產(chǎn)品大大提高。隨著我國(guó)逐步形成全球制造中心以及我國(guó)的機(jī)械工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的緊固件的需求量正在快速增長(zhǎng)。



緊固件用鋼存在的問(wèn)題



我國(guó)緊固件行業(yè)面臨著諸多問(wèn)題，影響和束縛著我國(guó)緊固件行業(yè)的發(fā)展。其中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理尤為突出。從國(guó)內(nèi)緊固件消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，中、低檔緊固件用鋼國(guó)內(nèi)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(chǎn)品供過(guò)于求,高檔緊固件供不應(yīng)求的狀況。我國(guó)急需的高檔緊固件部分只得依靠進(jìn)口。造成這一現(xiàn)象的原因，除了緊固件行業(yè)自身原因使產(chǎn)品質(zhì)量低下、檔次不夠和技術(shù)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(guó)外同類(lèi)產(chǎn)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(shí)硬度嚴(yán)重偏高，無(wú)法在高速冷鐓機(jī)上使用。



各種緊固件通常由冷鐓鋼來(lái)制作。冷鐓鋼線材一般用低、中碳優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼生產(chǎn)，主要用于制造螺栓、螺母、螺釘、鉚釘?shù)染o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(guó)內(nèi)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(lái)料的1/5存在開(kāi)裂問(wèn)題。由于冷鐓鋼在冷鐓成形時(shí)主要存在著材料的開(kāi)裂，脫碳問(wèn)題，為此，緊固件廠不得不建立拉拔、退火工序進(jìn)行材料的改制。各標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)緊固件前均需進(jìn)行球化退火處理。對(duì)于高強(qiáng)度緊固件，原材料冷鐓成成品之后，還需進(jìn)行產(chǎn)品的最終熱處理以提高性能。



制作高強(qiáng)度（8.8級(jí)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(chǎn)的緊固件用鋼因其金相組織很不理想，一般均難以直接進(jìn)行冷鐓變形。因此，緊固件在生產(chǎn)之前進(jìn)行必要的球化退火是不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。



這種處理工序不但增加成本，而且還會(huì)污染環(huán)境。特別對(duì)于大量的中小企業(yè)，由于不具備保護(hù)氣氛熱處理爐，常常會(huì)導(dǎo)致表面氧化和脫碳，嚴(yán)重影響標(biāo)準(zhǔn)件表面質(zhì)量。因此，標(biāo)準(zhǔn)件制造行業(yè)迫切希望冶金廠能供應(yīng)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(kāi)發(fā)



我國(guó)地域廣大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，各地區(qū)需要不同層次的線材產(chǎn)品。雖然隨著連續(xù)式、半連續(xù)式棒材軋機(jī)和高速線材軋機(jī)的建設(shè)，應(yīng)用了很多先進(jìn)的工藝和裝備技術(shù)，緊固件棒線材在數(shù)量上、技術(shù)水平上都有了很大提高。但目前我國(guó)棒線材生產(chǎn)總體上仍是普通棒線材,而高檔棒線材生產(chǎn)的技術(shù)水平相對(duì)發(fā)展較慢。預(yù)計(jì)“十五”期末,普通緊固件低檔產(chǎn)品供過(guò)于求，高檔次緊固件則嚴(yán)重短缺，我國(guó)每年仍將進(jìn)口部分線材和緊固件。為更好的進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng),這就對(duì)緊固件的制造提出了更高的要求。



為適應(yīng)緊固件行業(yè)快速發(fā)展的需求,我國(guó)鋼鐵企業(yè)也相繼開(kāi)展了一系列新品的研發(fā)工作，不斷利用高新工藝技術(shù)，逐步改造和完善緊固件棒線材生產(chǎn)線,如采用低溫精軋技術(shù)，直條棒材在線緩冷技術(shù)等等，提高產(chǎn)品質(zhì)量。寶鋼、馬鋼、包鋼、湘鋼和邢鋼等企業(yè)，面對(duì)國(guó)內(nèi)高檔緊固件用鋼供不應(yīng)求的現(xiàn)狀，已成功開(kāi)發(fā)出1018A，1022A，M10，S35K，ML35，Cr35Mo等一批較為先進(jìn)的緊固件用鋼。



緊固件原料退火后有時(shí)仍然硬度偏高，塑性不足，在發(fā)生塑性變形時(shí)冷作硬化，其變形抗力較大。這不僅使緊固件在冷鐓時(shí)工具消耗非常大、能耗高，而且由于其冷鐓性能差，常常導(dǎo)致冷鐓工藝無(wú)法穩(wěn)定進(jìn)行。這一問(wèn)題困擾著緊固件制造部門(mén)，有的標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)廠家使用一種溫鐓工藝來(lái)制造緊固件，使先進(jìn)的冷鐓工藝無(wú)法實(shí)施。



在國(guó)外，已經(jīng)對(duì)免熱處理緊固件進(jìn)行了許多研究。而在我國(guó)，“在線軟化處理高性能冷鐓鋼的研究開(kāi)發(fā)”課題已被獲準(zhǔn)納入“863”項(xiàng)目計(jì)劃,并成功采用先進(jìn)的生產(chǎn)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(chǎn)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(xué)進(jìn)行了有關(guān)雙相鋼的高強(qiáng)度、高加工硬化率和高韌塑性的機(jī)理研究，對(duì)雙相鋼棒材進(jìn)行了研制。其研制的冷成型高強(qiáng)度螺栓用熱軋熱處理雙相鋼棒材制成高強(qiáng)度級(jí)別的螺栓(88級(jí))，已使緊固件的制造形成了一個(gè)質(zhì)的飛躍。



目前東北大學(xué)采用控軋控冷技術(shù)，研制出免熱處理高強(qiáng)度低屈強(qiáng)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(jīng)過(guò)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(jīng)過(guò)最終熱處理，各項(xiàng)指標(biāo)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高強(qiáng)度（8.8級(jí)以上）緊固件的相應(yīng)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(jīng)過(guò)控軋控冷后的緊固件棒線材，具有鐵素體、細(xì)片狀珠光體、粒狀貝氏體的多相組織。其中粒狀貝氏體細(xì)小、彌散，殘余奧氏體和MA島明顯存在。這個(gè)組織使棒線材屈服強(qiáng)度很低，緊固件用鋼采用工藝料，根本無(wú)須進(jìn)行預(yù)處理。由于冷鐓變形過(guò)程中多相組織的應(yīng)變誘導(dǎo)相變強(qiáng)化機(jī)制，冷鐓出的緊固件產(chǎn)品不經(jīng)過(guò)最終熱處理，同樣可獲得很高的力學(xué)性能，其性能指標(biāo)超過(guò)國(guó)家的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。



為使材料改制而進(jìn)行的拉拔工序能夠順利實(shí)施，還是應(yīng)該進(jìn)行必要的磷化和皂化處理，但由于省掉了熱處理，可不經(jīng)過(guò)去除氧化皮的酸洗處理。同傳統(tǒng)緊固件生產(chǎn)工藝流程（圖1）相比，該流程已明顯簡(jiǎn)化,大大縮短了生產(chǎn)周期，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。所獲得的緊固件無(wú)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(zhì)量提高，極大地增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。



緊固件市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)。這個(gè)市場(chǎng)在很大程度上取決于緊固件產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，在滿足市場(chǎng)要求的情況下,質(zhì)量越高、成本越低、越具有競(jìng)爭(zhēng)力。



緊固件棒線材生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,都是圍繞著提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本展開(kāi)的。目前我國(guó)每年需花大量外匯進(jìn)口優(yōu)質(zhì)棒線材產(chǎn)品。開(kāi)發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)和行之有效的新技術(shù)和新工藝，改造現(xiàn)有緊固件棒線材生產(chǎn)線,提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，已成為緊固件用鋼生產(chǎn)廠家所關(guān)注的問(wèn)題。


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