一、冷鐓用金屬材料的機(jī)械性能要求
根據(jù)冷鐓工藝特點(diǎn)，對鋼材機(jī)械性能提出如下要求：
1、屈服強(qiáng)度Re以及變形抗力盡可能低，這樣可使單位變形力相
應(yīng)減小，以延長模具壽命；
2、材料的冷變形性能要好，既材料應(yīng)有較好的塑性，較低的硬
度，在大的變形程度下不致引起開裂。如冷鐓高強(qiáng)度螺栓時(shí)，即可使用含碳量較高的碳素鋼，又可使用含碳量較低的低合金鋼。如果增加含碳量，就會(huì)使硬度提高,塑性降低，使冷變形性能變壞。但是在含碳量較低的鋼中加入少量合金元素（如添加少量硼10B21、10B33鋼），即可顯著提高鋼材強(qiáng)度，從而滿足產(chǎn)品的使用性能要求，同時(shí)又不損害其冷變形性能；
3、材料的加工硬化敏感性能越低越好，這樣不致使變形過程中
的變形力太大。材料的加工硬化敏感性可用變形抗力--應(yīng)變曲線的斜率來反映。斜率越大，則加工硬化敏感性越高。如不銹鋼0Cr18Ni9（SUS304）的曲線斜率最大。這種材料的加工硬化敏感性就比較劇烈，隨著變形程度的增加，變形抗力急劇上升。
鋼材的機(jī)械性能不但表現(xiàn)原始坯料的Rm、Re、A、Z及硬度等指標(biāo)，不但受原材料的化學(xué)成分、宏觀組織、微觀組織等方面的影響，還受到材料準(zhǔn)備過程中的拉拔及各道工序之間的熱處理影響。
二、化學(xué)成分的要求
1、碳（C）碳是影響鋼材冷塑性變形的最主要元素。含碳量越高，鋼的強(qiáng)度越高，而塑性越低。含碳量每提高0.1%，其屈服強(qiáng)度Re提高27.4MPa，抗拉強(qiáng)度Rm提高（58.8-78.4MPa），而伸長率A則降低4.3%,斷面收縮率Z降低7.3%。當(dāng)鋼的含碳量＜0.5%、含錳量＜1.2%、斷面收縮率Z=80%時(shí)，單位冷變形力P與鋼材含C、Mn量之間的近似關(guān)系如下：
P=1950C+500Mn+1860（MPa）……………………可見，鋼中含碳量對于鋼材的冷塑性變形性能的影響是很大的。在實(shí)際工藝過程中，冷鐓擠壓用鋼的含碳量大于0.25%時(shí)，要求鋼退火成具有最好的塑性組織——球狀珠光體組織。對于變形程度為65%-85%的冷鐓緊固件不經(jīng)過中間熱處理而進(jìn)行三次鐓鍛變形，其含碳量不應(yīng)超過0.4%。對當(dāng)含碳量超過0.3%-0.5%的碳鋼進(jìn)行鐓鍛時(shí)，就要增加中間完全退火工序或者采用溫鐓。
2、錳（Mn）錳在鋼的冶煉中與氧化鐵作用（Mn+FeO+MnO+Fe）主要為對鋼脫氧而加入。錳在鋼中與硫化鐵作用（Mn+FeS+MnS+Fe），能減少硫?qū)︿摰挠泻π浴Ｋ纬傻牧蚧i可改善鋼的切削性能。錳使鋼的強(qiáng)度有所提高，塑性有所降低，對于鋼的冷塑性變形性能是不利的，但是錳對變形力的影響僅為碳的四分之一左右。由于成品的特殊性能要求，允許錳的含量為硫的五倍。除了成品的特殊要求外，不宜超過0.9%。
3、硅（Si）硅是鋼在冶煉中脫氧劑的殘留物。當(dāng)鋼中含硅量增加0.1%時(shí)，會(huì)增加13.7mpa。經(jīng)驗(yàn)表明，含硅量超過0.17%且含碳量較大時(shí)，對鋼的塑性的降低有很大影響。在鋼中適當(dāng)增加硅的含量，對鋼的綜合機(jī)械性能，特別是彈性極限有利，還可以增強(qiáng)鋼的耐蝕性。但是當(dāng)鋼中含硅量超過0.15%時(shí)，使鋼急劇形成非金屬夾雜物，高硅鋼即使退火也不會(huì)軟化，急劇降低鋼的冷塑性變形性能。如果硅以硅酸類形式存在于鋼中，分散在鋼中的細(xì)小顆粒會(huì)過快地磨損模具。因此，除了產(chǎn)品高強(qiáng)度的性能要求外，冷鐓用鋼總是盡量減少硅的含量。
4、硫（S）硫是有害雜質(zhì)。鋼中的硫在冷鐓時(shí)會(huì)使金屬的結(jié)晶顆粒彼此分離引起裂紋。硫的存在還促使鋼產(chǎn)生熱脆和生銹。因此含硫量應(yīng)小于0.06%。鐓制高強(qiáng)度緊固件時(shí)，應(yīng)控制在0.04%以下。由于硫、磷和錳的化合物能改善切削性能，冷鐓螺母用鋼的含硫量可放寬到0.08%-0.12%，以利于攻絲。
5、磷（P）磷的固溶強(qiáng)化及加工硬化作用極強(qiáng)，在鋼中偏析嚴(yán)重，增加鋼的冷脆性及回火脆性，使鋼易受酸的侵蝕。
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