紧固件制造关键技术：热处理篇

热处理是控制紧固件性能、保证长寿命和安全可靠的关键技术，是先进材料高端机械装备竞争力的核心要素。

　　国际上凡是出品名牌产品的紧固件制造企业，历来高度重视热处理技术的研发，通过大量投入、长期积累和持续改进，掌握独到的热处理技术并严加保密，他人可以造出几何要素与精度完全相同的仿制品，然而使用寿命和可靠性则难望其项背。近代热处理技术的发展有二大特点：一是基于材料组织转变规律及其对性能影响的基础研究不断深入形成新的热处理理论与工艺；二是吸取其它学科的成果(例如电磁感应、激光、离子束、化学热力学与动力学、燃烧技术、传热学等等)发展出新的热处理技术。我国已成为制造大国，虽然近20年来，热处理规模快速增长，但技术热处理技术上与世界先进水平还有几十年的差距，导致国产高端紧固件落后于主机的瓶颈现象日益显现。先进紧固件是高端机械制造之本，其作用可为谓“四两拨千斤”。表面上紧固件产值只占机械行业的百分之几。实质上，它带给关键构件和装备的附加值要高得多。如汽车紧固件是经济价值较高的紧固件，由于对品质和可靠性的要求很高，我国生产的还不能完全达到国产化；汽车用于关键部位的发动机连杆螺栓、飞轮螺栓、车轮螺栓、悬挂螺栓等，都是关系生命、财产安危的重要紧固件，目前还有40%～60%依靠进口。它们的制造技术虽然与一般的紧固件有某些相似之处，但其制造与检测技术、装备、材料、管理控制等，都有极大不同，为紧固件技术最高、最集中的体现。

　　①“搞好热处理零件一顶几”，节能降耗的潜力巨大；②提高产品的使用可靠性，保障人民生命财产的安全；③依托先进的热处理技术制造出体积小、重量轻、长寿命、高可靠性的紧固件，大幅度提高整机的附加值；④热处理领域的研究成果是新材料、新产品、新装备的催化剂。热处理应用实例：如10.9级高强度螺栓，调质处理能大大提高材料的抗拉强度、规定非比例延伸应力、提高屈服比和冲击韧度，使材料具有强度和塑韧性的良好的配合。由于疲劳强度、冲击韧度的提高，在高强度螺栓设计时就可以采用更小的材料截面，从而减少整机的整体重量，节省零部件占用空间和能量消耗。

　　常用的低、中碳结构钢、低合金结构钢，在GB/T699-1999《优质碳素结构钢》、GB/T3077-1999《合金结构钢》中的20、35、45、20MnTiB、35CrMoA、40Cr、42CrMoA、40CrNiMoA、30CrMnSiA等钢只有通过调质处理才能充分发挥合金元素的作用，不调质就等于浪费了宝贵的合金。

　　GB/T3098.1-2010《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》新标准的发布，强调对8.8级及以上产品的材料要求应有足够的淬透性，以确保紧固件螺纹截面的芯部在淬硬状态、回火前获得约90%的马氏体组织。实际上对于8.8级螺纹直径超过20mm的紧固件为保证良好的淬透性，需采用标准中规定的合金钢材料淬火并回火。为此，金相检验在紧固件行业得到快速发展，金相检验不仅是借助于金相显微镜来研究金属材料的内部组织，而且还通过肉眼或低倍放大镜下进行宏观检验。

　　高强度螺栓的主要失效模式是疲劳，其突出特点是在无明显变形下突然失效。解决疲劳失效问题的关键是热处理技术。热处理不仅赋予材料极限性能和赋予高强度螺栓极限服役性能，为高强度螺栓服役提供了保障。因此，紧固件热处理的非常重要。一些企业在热处理出现产品质量问题时，再想到热处理的重要性和技术的提高，亡羊补牢，犹未迟也。时不待我，技术创新难得。文章来源：        志云