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冷镦工艺对化学成分的要求

作者:容嬷嬷  来源:www.wzjfhg.com  更新时间:2020-8-10 10:12:26  点击次数:
  1、碳(C) 碳是影响钢材冷塑性变形的主要元素。含碳量越高,钢的强度越高,而塑性越低。含碳量每提高0.1%,其屈服强度Re提高27.4MPa,抗拉强度Rm提高(58.8-78.4MPa),而伸长率A则降低4.3%,断面收缩率Z降低7.3%。当钢的含碳量<0.5%、含锰量<1.2%、断面收缩率Z=80%时,单位冷变形力P与钢材含C、Mn量之间的近似关系如下:

  P=1950C+500Mn+1860(MPa)……………………(1)

  可见,钢中含碳量对于钢材的冷塑性变形性能的影响是很大的。在实际工艺过程中,冷镦挤压用钢的含碳量大于0.25%时,要求钢退火成具有好的塑性组织——球状珠光体组织。对于变形程度为65%-85%的冷镦紧固件不经过中间热处理而进行三次镦锻变形,其含碳量不应超过0.4%。对当含碳量超过0.3%-0.5%的碳钢进行镦锻时,就要增加中间完全退火工序或者采用温镦。

  2、锰(Mn) 锰在钢的冶炼中与氧化铁作用(Mn+FeO+MnO+Fe)主要为对钢脱氧而加入。锰在钢中与硫化铁作用(Mn+FeS+MnS+Fe),能减少硫对钢的有害性。所形成的硫化锰可改善钢的切削性能。锰使钢的强度有所提高,塑性有所降低,对于钢的冷塑性变形性能是不利的,但是锰对变形力的影响仅为碳的四分之一左右。由于成品的特殊性能要求,允许锰的含量为硫的五倍。除了成品的特殊要求外,不宜超过0。9%。

  3、硅(Si) 硅是钢在冶炼中脱氧剂的残留物。当钢中含硅量增加0.1%时,会增加13.7mpa。经验表明,含硅量超过0.17%且含碳量较大时,对钢的塑性的降低有很大影响。在钢中适当增加硅的含量,对钢的综合机械性能,特别是弹性极限有利,还可以增强钢的耐蚀性。但是当钢中含硅量超过0.15%时,使钢急剧形成非金属夹杂物,高硅钢即使退火也不会软化,急剧降低钢的冷塑性变形性能。如果硅以硅酸类形式存在于钢中,分散在钢中的细小颗粒会过快地磨损模具。因此,除了产品高强度的性能要求外,冷镦用钢总是尽量减少硅的含量。

  4、硫(S)硫是有害杂质。钢中的硫在冷镦时会使金属的结晶颗粒彼此分离引起裂纹。硫的存在还促使钢产生热脆和生锈。因此含硫量应小于0。06%。镦制高强度紧固件时,应控制在0。04%以下。由于硫、磷和锰的化合物能改善切削性能,冷镦螺母用钢的含硫量可放宽到0。08%-0。12%,以利于攻丝。

  5、磷(P) 磷的固溶强化及加工硬化作用极强,在钢中偏析严重,增加钢的冷脆性及回火脆性,使钢易受酸的侵蚀。钢中的磷会恶化冷塑性变形性能,在拉拔中使线材断裂,在冷镦中使工件开裂。钢中含磷量要求控制在0.045%以下。

  6、其他合金元素 铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、钒(V)、钨(W)等合金元素对钢的冷变形性能的影响远不及碳那样大。一般来讲,随着钢中合金元素的增加,钢的机械强度指标、淬透性随之增加,冷变形性能随之降低。
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