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冷镦钢介绍

      冷镦钢成型用钢，冷镦是在室温下采用一次或多次冲击加载，广泛用于生产螺钉，销钉，螺母等标准件。冷镦工艺可节省原料，降成本，而且通过冷作硬化提高工作的抗拉强度，改善性能，冷镦用钢必须其有良好的冷顶锻性能，钢中S和P等杂质含量减少，对钢材的表面质量要求严格，经常采用优质碳钢，若钢的含碳钢大于0.25%,应进行球化退火热处理，以改善钢的冷镦性能。

      冷镦钢盘条一般为低、中碳优质碳素结构钢和优质合金结构钢，用来冷镦成型制造各种机械标准件和紧固件。因冷镦工艺要求该钢具有高的洁净度，控制钢中的Si、Al的含量，采用控制轧制和控制冷却工艺，避免出现马氏体、贝氏体和魏氏体组织，使钢材具有细晶和碳化物球化组织，以提高钢材的塑性和冷顶锻性能。介绍了国内外冷镦钢的开发和生产情况，化学成分对冷镦性能的影响，冷镦钢的生产工艺特长。

      冷镦钢盘条的钢种一般为低、中碳优质碳素结构钢和合金结构钢。冷镦钢产品主要用于汽车、造船、设备制造、电子、家电、自行车、工具、轻钢结构、建筑等行业。

      冷镦钢因冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材冷切削机加工，这种工艺的优点是在节约大量工时的同时，金属消耗可以降低10%~30%，而且产品尺寸精度高，表面光洁度好，生产率高，是近年来兴起的较先进的机加工工艺。

      我国马钢和湘钢从20世纪80年代开始开发冷镦钢。据中国冶金报刊有关冷镦钢数据资料表明，冷镦钢市场2003年全国紧固件需求量达到300万吨，2005年需求量预测将增至500万吨，其中汽车用螺栓等中高档冷镦钢丝紧固件超过100万吨。目前，华南一带的冷镦钢市场已经饱和，华东地区尚有10~20万吨的市场空间。一汽全年用钢材约100万吨，其中冷镦钢占7.7%。我国汽车工业用钢材品种构成中冷镦钢占7%~12%。

用途

      用冷镦加工方法制造紧固件、连接件(如螺栓、螺母、螺钉、铆钉等)用的钢称为冷镦钢，俗称铆螺钢。

      通常使用的有调质型合金钢、低温回火型合金结构钢、低碳低合金高强度钢、铁素体-马氏体双相钢等。

      冷镦是在常温下利用金属塑性成形的。采用冷镦工艺制造紧固件，不但效率高、质量好，而且用料省、成本低。但是冷镦工艺对原材料的质量要求较高。

      冷镦性能是冷镦钢的重要性能之一。冷镦钢应具备的主要性能是，具有良好的冷成形性；对于冷镦钢变形要具有尽可能小的阻力和可能高的变形能力。为此，一般要求冷镦钢的屈强比为0.5~0.65，断面收缩率大于50%。此外，为避免在冷镦时表面开裂，要求钢材表面质量良好，同时钢材的表面脱碳要尽可能小。

      标准规定钢材应进行冷顶试验。要求试样冷顶锻后冷顶锻前高度之比为高级；1/4；较高级；1/3；普通级；1/2。一般标准规定为1/2。

      冷镦钢因冷成型性能良好，在机械加工行业用冷拔代替热轧材冷切削机加工，这种工艺的优点是在节约大量工时的同时，金属消耗可以降低10%~30%，而且产品尺寸精度高，表面光洁度好，生产率高，是近年来兴起的较先进的机加工工艺。

发展概况

国内生产

      近几年来，我国开发的冷镦钢品牌在增加，产量在增长，质量在改进。如马钢：SWRCH18A、1018、ZL10A、ZL15A、ZL18A；湘钢：XSWRCH10K 、SWRCH35K、SWRCH6A、22A、ML40Cr、ML35CrMo；宝钢：SWRCH35K；天钢：SWRCH18A、SWRCH22A；莱钢：ML35；石钢；ML35、ML40、ML45、 45#；杭钢：ML35、ML40、CH35ACR；包钢：ML35、ML42CrMo、SWRM12；太钢：ML07A、ML20MnTiB、CH1T；首钢：ML35、ML15；江阴兴澄：ML35；江苏沙钢：SWRCH35K、15MnCrNiCu；大连金牛股份：ML35、ML15MnVB、ML20MnVB、ML20MnTiB、ML35CrMo、ML40Cr、ML35Mn、ML20Cr等品种。显然，冷镦钢的开发生产已经形成了一定的批量和规模。

国外生产

      日本爱知制钢公司近年开发了AUS系冷锻用不锈钢。公司开发的AUS系列产品，按产品使用的方法不同而分别将其分为奥氏体（A）、铁素体（F）、马氏体（M）及沉淀硬化系列。

冷锻用线材的典型用途是制作螺栓，其强度范围大，从抗拉强度400MPa到1200MPa以上，且形状多。俄罗斯生产的紧固件品种和种类接近世界水平。制造了约10%强度级别8.8以上高强度紧固件。

      进口钢丝与国内35#中碳钢相近，但它的金相组织非常细小均匀，白色小粒状的先共析铁素体非常均匀地弥散分布在基体上，没有网状组织存在。晶粒大小仅为1~2μm，为国产中碳钢丝的1/10左右。并且具有良好的强塑性，在拉拔过程中显示出优良的拉拔性能，断丝率较低。研究认为，进口钢丝可能在热处理时并没有完全奥氏体化，而仅仅加热到奥氏体和铁素体的两相区进行保温后再冷却至室温，进口钢丝的奥氏体化温度低，保温时间短，从而热处理后的组织细小，渗碳体与正常奥氏体化处理的渗碳体相比，尺寸更小，厚度更薄，分布更加均匀，呈现出进口钢丝特殊的“两相组织”。基本上为完全珠光体组织，仅有少量小块状（尺寸约5μm）先共析铁素体。

生产工艺

主要成分

      钢中碳含量一般按中下限控制为宜。钢中硅含量超过0.10%，随硅含量增加，钢的抗拉强度、硬度有所提高，但延伸率低，断面收缩率下降更显著，不利于冷变形。钢中锰含量适中，可改善钢中硫的存在形态和分布，有利于提高钢的冷成型性。

主要冷镦钢的牌号和成分。

各种冷镦钢的化学成分/%

生产厂 牌号 C Si Mn P S Als

马钢SWRCH18A 0.15~1.20 ≤0.10 0.09~0.60 ≤0.030 ≤0.035 ≥0.02

1018 0.15~1.20 ≤0.10 0.09~0.60 ≤0.040 ≤0.050 -

ZL10A 0.70~0.12 ≤0.10 0.30~0.60 ≤0.035 ≤0.035 ≥0.02

ZL18A 0.15~0.20 ≤0.10 0.09~0.60 ≤0.035 ≤0.035 0.015~0.060

湘钢XSWRCH10K 0.06~0.12 0.05~0.20 0.25~0.05 ≤0.030 ≤0.030 -

SWRCH35KC 0.32~0.37 0.12~0.20 0.45~0.60 ≤0.030 ≤0.035 -

宝钢SWRCH35K 0.32~0.38 0.10~0.35 0.60~0.90 ≤0.030 ≤0.035 -

天钢SWRCH18A 0.15~0.20 ≤0.10 0.60~0.90 ≤0.030 ≤0.035 ≥0.02

SWRCH22A 0.18~0.23 ≤0.10 0.70~0.10 ≤0.030 ≤0.035 ≥0.02

包钢ML35 0.32~0.40 ≤0.20 0.30~0.60 ≤0.035 ≤0.035 - 

ML42CrMo 0.38~0.45 ≤0.30 0.50~0.80 ≤0.035 ≤0.035 -

Cr0.90~1.20

Mo0.15~0.25 

0.02~0.05

Ni≤0.20

莱钢ML35 0.32~0.40 ≤0.20 0.30~0.60 ≤0.035 ≤0.035 Cr、Ni、Cu≤0.20

石钢ML35 0.32~0.40 ≤0.20 0.30~0.60 ≤0.035 Cr、Ni、Cu≤0.25

ML40 0.37~0.45 ≤0.20 0.30~0.60 ≤0.035 Cr、Ni、Cu≤0.25

ML45 0.42~0.50 ≤0.20 0.30~0.60 ≤0.035 Cr、Ni、Cu≤0.25

杭钢CH35ACR 0.35~0.39 ≤0.10 0.09~0.60 ≤0.030 ≤0.030 Cr0.20~0

太钢ML07A ≤0.0.9 ≤0.10 0.30~0.60 ≤0.035 ≤0.035 -

ML20MnTiB 0.17~0.24 ≤0.30 1.30~1.60 ≤0.035 ≤0.035 B0.0005~0.003

Ti0.04~0.10

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