多工位冷镦加工冷镦机材料

 适用于冷镦机的材料种类繁多，其品种、规格、技术条件都纳入一定的技术标准中。纳入国家标准的叫“国标”；纳入冶金部标准的以“YB”表示。还有按钢厂企业标准或者按钢厂与使用单位签订的技术协议供应。冷镦机生产中最常用的材料有黑色金属和有色金属两大类。

  Ａ、 黑色金属材料

从工艺角度，钢材在使用习惯上有以下几种分类方法。

   ㈠按钢材的质量分

   1、普通碳素钢   标准代号GB700-2004《碳素结构钢》，常用有5个牌号。普通碳素钢分为Q195、Q215、 Q235、 Q255 、Q275、共有A、B、C、D4个等级。按机械性能供应，保证抗拉强度和伸长率，根据需要可补充保证屈服点，室温冲击韧性和冷弯性能；化学成分除硫、磷有规定外，其他不保证。

普碳钢因来源广泛，价格较低廉，多用于镦制成品机械性能要求较低，变形程度不很大及形状较简单的低强度紧固件。

2、优质碳素结构钢   标准代号GB699-1999《优质碳素结构钢》，共有31个牌号。  优质碳素结构钢其牌号为10、15、20、35、45……，其化学成分和机械性能都有严格规定。含碳量从低碳（C<0.25%）到中碳（C=0.25-0.50%），可以保证冷镦机（压扁）试验，保证脱碳及宏观、微观组织，保证机械性能和表面质量等检验要求。被大量用来镦制性能要求严格、变形程度较大、形状较复杂或中等强度的紧固件和异性件。

3、  专用冷镦机钢  标准代号  GB6478-2001《冷镦机和冷挤压用钢》，共有34个牌号。专用冷镦机钢其牌号为钢号前冠ML，俗称铆螺钢。其化学成分要求严格，特别是对硫、磷、硅等不利于冷镦机变形的有害元素有严格规定。对于钢材的机械性能，特别是屈服极限、伸长率、断面收缩率、硬度等塑性指标都有较高要求。对于影响变形程度的原材料的表面缺陷都经过清除处理。因此冷镦机性能很好，能够用较大的变形量、较少的变形次数生产出形状较复杂的、合乎质量要求的产品，是较理想的冷镦机材料。

4、  合金钢    标准代号GB3077-1999《合金结构钢》，共有76个牌号。合金钢包括低合金钢及合金钢如15Mn、16Mn、15Cr、20Cr等，是在优质碳素结构钢加入少量的（一般不超过2-3%）合金元素而制成的。钢的淬火性能基本上是由含碳量和晶粒决定的。但是若加入合金元素后，钢的热处理性能随着加入量而提高（除一部分元素例外）。在低碳钢中加入少量合金元素而成的低合金钢，代替中碳结构钢用于生产中等强度的紧固件，因低合金钢的含碳量较低，故其冷变形性能较中碳钢好。同时由于热处理性能的提高，以及合金元素的强化作用，使低合金钢的强度可得到大大提高（提高25-150%左右）。所镦制的紧固件，主要用于桥梁、船舶、车辆、建筑等结构中。

合金钢如15MnVB、35CrMo等，同于镦制性能等级10.9级以上的螺栓、螺钉，10级以上的螺母等高强度航空标准件以及高速、高负荷用的紧固件。由于合金钢的强度极限较高，冷镦机变形困难，往往采用分工序加工并进行中间热处理的工艺流程，不能在多工位自动冷镦机机上进行冷变形。有些合金甚至无法适应冷变形方式，需要采用温镦工艺或切削加工。

㈡按钢材成份分

1、低碳钢的含碳量低于0.25%，如Q195、Q235、10、15等。其塑性较好，变形抗力较低，大量被用作镦制低强度的紧固件。

2、中碳钢  冷镦机中使用的中碳钢含碳量在0.25-0.50%之间。用中碳钢制作的冷镦机件经调质等热处理后，具有较高的综合机械性能，常用于镦制中等强度的紧固件。

3、高碳钢   含碳量高于0.5%的碳钢的冷变形性能差，生产中一般不使用。

4、特种钢   为满足成品的抗腐蚀性能、耐高温性能等特殊要求，也有使用1Cr13、1Cr18Ni9Ti、Cr17Ni2等不锈钢、耐热钢作为冷镦机材料。特种钢的合金元素含量很高，要根据钢材的性能来决定工艺流程。需要通过特殊的退火处理后进行塑性变形，并在各道变形中间进行热处理清除加工硬化，一般不宜在多工位自动冷镦机机上生产。

  三、 按钢的冶炼方法分

1，  沸腾钢  沸腾钢的含碳量一般在0.25%以下。钢液仅用弱脱氧剂锰铁进行不完全脱氧，钢中存在着数百ppm的氧，同钢中的碳反应生成Co气体。当钢水在钢锭模内凝固时呈沸腾状态，故称沸腾钢。这种钢在浇口没有缩孔，故钢锭的头部切除量比镇静钢少。钢的塑性较好，但内部均匀性低，组织不致密，性能不够均匀，冲击韧性较差，变形程度受到限制。通常用于镦制变形程度不大的低强度的紧固件。沸腾钢在钢号后面加注“F”，如08F 、10F……

2，  镇静钢   镇静钢通过添加Al、Si，将氧降到20-80ppm，不产生Co气体，凝固时呈静止状态。通常金属因为有在最终凝固部浓缩杂质的性质，所以浇镇静钢时，要将头部保温，集中杂质，使凝固时的收缩得以被部分（称冒口）吸收。冒口部分因无法成为产品，轧成钢材后切头量较多，成材率低。但其内部较纯洁，结构致密，质量较高，冷变形性能较好，被较多使用。镇静钢的钢号后面不加注符号；如ML08Al。

JIS G3507《冷镦机用碳钢线材》中的SWRCH22A、 SWRCH18A是用Al为脱氧剂；SWRCH35K、SWRCH45K是用Al、Si为脱氧剂。SCM435、SCM440是Al、Si镇静钢。

普通碳素钢有沸腾钢、镇静钢之分。其他质量要求较高的除个别钢种外，一般都是镇静钢。沸腾钢的极限压缩率随着冷拉变形量的增加而显著下降，而镇静钢则下降较为轻微。特别是10#钢，即使冷拉变形量达到50%，也几乎看不到极限压缩率有所下降。

Ｂ、有色金属材料

⑴铝

铝主要有工业纯铝及铝合金等工业用铝。纯铝不仅变形抗力低、塑性好，而且变形时的加工硬化不强烈，是一种冷塑性变形性能良好的材料。铝合金通过合金化可得到相当的强度，其强度的提高可以利用加工硬化和热处理的方法获得。铝合金的重量轻这一性质是所有结构材料所无法比拟的。同一尺寸的铝合金镦制的紧固件的重量，只是钢铁或黄铜制的1/3左右。因此对严格限制重量的部件的接合，可以说是最好的材料。一般来说，铝的耐蚀性是良好的。对于较高强度的铝合金，要添加合金元素。而铜元素会使耐蚀性变坏，因此最好能进行表面处理。铝和铝之间的接合面问题一般不大。当两种不同金属接合时，由于腐蚀电流的作用，在带有电介质的环境下，往往会在紧固件上或接合部分发生早期腐蚀。因此必须采用充分绝缘方法，最好能注意金属间的电位差，来进行防腐蚀处理。铝合金是非磁性金属，热膨胀系数为钢铁的2倍，因此在要求磁性，两种不同金属的接合处以及热变化较大等场合尽可能不使用。

国内在冷镦机中常用牌号有工业纯铝L5、L6，一般适用铝铆钉；硬铝LY1、LY8、LY12，中高强度的紧固件；防锈铝LF10、LF21，锻铝LD2、LD3等常用于铝螺母。镦制的紧固件、异型件广泛用于航空、仪表和室用电器等工业。

⑵铜

铜是以电解铜为原料通过溶解制造的。是耐蚀性、导电性、导热性、延展性等极好的材料，铜合金是以铜为基体加入了其他元素的合金，它具有比铜更为优良的性质而被各方面使用。通常使用的铜合金有铜与锌的合金-黄铜，铜与铅黄铜等，它们具有良好的塑性、冷变形和较高的强度。

   国内常用纯铜的牌号有T1、T2等，多用于镦制铆钉、接触螺钉等电器零件。常用铜合金有锌黄铜H62、锡黄铜HSn62-1,铅黄铜HPb63-3等，硬度40-65Hv0.2或60-85 Hv0.2用于耐磨、耐腐蚀紧固件，镦制铆钉、机螺钉、螺母等特殊性能的紧固件。