冷鐓鋼成型用鋼,，冷鐓是在室溫下采用一次或多次沖擊加載,，廣泛用于生產(chǎn)螺釘,，銷釘,，螺母等標(biāo)準(zhǔn)件。冷鐓工藝可節(jié)省原料,，降成本,，而且通過冷作硬化提高工件的抗拉強(qiáng)度，改善性能,，冷鐓用鋼必須其有良好的冷頂鍛性能,，鋼中S和P等雜質(zhì)含量減少，對鋼材的表面質(zhì)量要求嚴(yán)格,，經(jīng)常采用優(yōu)質(zhì)碳鋼,，若鋼的含碳鋼大于0.25%，應(yīng)進(jìn)行球化退火熱處理,，以改善鋼的冷鐓性
介紹
冷鐓鋼盤條一般為低,、中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼,，用來冷鐓成型制造各種機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件和緊固件。因冷鐓工藝要求該鋼具有高的潔凈度,，控制鋼中的Si,、Al的含量，采用控制軋制和控制冷卻工藝,，避免出現(xiàn)馬氏體,、貝氏體和魏氏體組織，使鋼材具有細(xì)晶和碳化物球化組織,，以提高鋼材的塑性和冷頂鍛性能,。介紹了國內(nèi)外冷鐓鋼的開發(fā)和生產(chǎn)情況，化學(xué)成分對冷鐓性能的影響,，冷鐓鋼的生產(chǎn)工藝特長,。
冷鐓鋼盤條的鋼種一般為低、中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼,。冷鐓鋼產(chǎn)品主要用于汽車,、造船、設(shè)備制造,、電子,、家電、自行車,、工具,、輕鋼結(jié)構(gòu)、建筑等行業(yè),。
冷鐓鋼因冷成型性能良好,，在機(jī)械加工行業(yè)用冷拔代替熱軋材冷切削機(jī)加工，這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)約大量工時(shí)的同時(shí),，金屬消耗可以降低10%~30%,，而且產(chǎn)品尺寸精度高，表面光潔度好,，生產(chǎn)率高,，是近年來興起的較先進(jìn)的機(jī)加工工藝。
我國馬鋼和湘鋼從20世紀(jì)80年代開始開發(fā)冷鐓鋼,。據(jù)中國冶金報(bào)刊有關(guān)冷鐓鋼數(shù)據(jù)資料表明,，冷鐓鋼市場2003年全國緊固件需求量達(dá)到300萬噸，2005年需求量預(yù)測將增至500萬噸,，其中汽車用螺栓等中高檔冷鐓鋼絲緊固件超過100萬噸,。目前，華南一帶的冷鐓鋼市場已經(jīng)飽和,，華東地區(qū)尚有10~20萬噸的市場空間,。一汽全年用鋼材約100萬噸,，其中冷鐓鋼占7.7%。我國汽車工業(yè)用鋼材品種構(gòu)成中冷鐓鋼占7%~12%,。
用冷鐓加工方法制造緊固件,、連接件(如螺栓、螺母,、螺釘,、鉚釘?shù)?用的鋼稱為冷鐓鋼，俗稱鉚螺鋼,。
通常使用的有調(diào)質(zhì)型合金鋼,、低溫回火型合金結(jié)構(gòu)鋼、低碳低合金高強(qiáng)度鋼,、鐵素體-馬氏體雙相鋼等,。
冷鐓是在常溫下利用金屬塑性成形的。采用冷鐓工藝制造緊固件,，不但效率高,、質(zhì)量好，而且用料省,、成本低,。但是冷鐓工藝對原材料的質(zhì)量要求較高。
冷鐓性能是冷鐓鋼的重要性能之一,。冷鐓鋼應(yīng)具備的主要性能是，具有良好的冷成形性,；對于冷鐓鋼變形要具有盡可能小的阻力和可能高的變形能力,。為此，一般要求冷鐓鋼的屈強(qiáng)比為0.5~0.65,，斷面收縮率大于50%,。此外，為避免在冷鐓時(shí)表面開裂,，要求鋼材表面質(zhì)量良好,，同時(shí)鋼材的表面脫碳要盡可能小。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼材應(yīng)進(jìn)行冷頂試驗(yàn),。要求試樣冷頂鍛后冷頂鍛前高度之比為高級,；1/4；較高級,；1/3,；普通級；1/2,。一般標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1/2,。
冷鐓鋼因冷成型性能良好,，在機(jī)械加工行業(yè)用冷拔代替熱軋材冷切削機(jī)加工，這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)約大量工時(shí)的同時(shí),，金屬消耗可以降低10%~30%,，而且產(chǎn)品尺寸精度高，表面光潔度好,，生產(chǎn)率高,，是近年來興起的較先進(jìn)的機(jī)加工工藝。
冷鐓鋼包括優(yōu)質(zhì)碳鋼,、合金結(jié)構(gòu)鋼,、雙相鋼、軸承鋼和不銹鋼,。冷鐓鋼按其生產(chǎn)工藝路線又可分為非熱處理型,、調(diào)質(zhì)型、非調(diào)質(zhì)則及表面硬化型,，6.8級以下的緊固件多采用非熱處理型中碳和低碳冷鐓鋼制造,，成品緊固件無需淬火回火處理。高強(qiáng)度緊固件用鋼通常為調(diào)質(zhì)型中碳鋼或中碳合金鋼,，成品緊固件需進(jìn)行淬火回火處理,，也可選用非調(diào)質(zhì)鋼、硼鋼,、F-M雙相鋼或低碳馬氏體鋼 表面硬化型鋼為低碳鋼和低合金鋼（ML18A,、M120Cr等），主要用于制造自攻螺釘和緊固螺釘,，成品螺釘需經(jīng)滲碳,、滲氮等表面硬化處理。
冷鐓成形過程中,，零件的變形量很大( 60%~85%),，且成形速度快，為避免產(chǎn)生裂紋等缺陷,，要求冷鐓鋼應(yīng)具有良好的塑性及較高的表面質(zhì)量,。冷鐓性能是冷鐓鋼的重要指標(biāo)，通常包括變形能力和變形抗力兩方面,。收縮率大于500%,。同時(shí)，為避免冷鐓開裂,，等缺陷,，表面脫碳小。
一般要求冷鐓鋼的屈強(qiáng)比為0.5~0.65,，斷面要求鋼材表面質(zhì)量好,，無劃傷,、結(jié)疤、微裂紋
冷鐓鋼對鋼材的質(zhì)量要求很高,，因而普遍采用爐外精煉和具有電磁攪拌的連鑄工藝,。其優(yōu)點(diǎn)是：鋼中的C、Si,、Mn,、Cr、Mo等主要元素可控制在較通常更窄的范圍內(nèi),，鋼材均勻性好,，產(chǎn)品淬火回火后性能波動(dòng)范圍減小，這對于省略淬火回火處理的冷作強(qiáng)化非調(diào)質(zhì)鋼線材尤為重要,；能減少P,、S、O,、N等雜質(zhì)含量并對其進(jìn)行控制,，從而減少鋼中非金屬夾雜物的數(shù)量（高潔凈化），使其微細(xì)分散化,，以提高鋼的冷鐓性和改善表面質(zhì)量,。
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主要成分
鋼中碳含量一般按中下限控制為宜。鋼中硅含量超過0.10%,，隨硅含量增加,，鋼的抗拉強(qiáng)度、硬度有所提高,，但延伸率低,，斷面收縮率下降更顯著，不利于冷變形,。鋼中錳含量適中,，可改善鋼中硫的存在形態(tài)和分布,，有利于提高鋼的冷成型性,。
生產(chǎn)流程
冷鐓鋼生產(chǎn)的工藝流程：鐵水→轉(zhuǎn)爐→精煉爐→連鑄（模鑄）→鑄坯檢查→初軋開坯、連軋→鋼坯修磨→高線熱軋盤條→成品檢驗(yàn)→入庫,。
冶煉冷鐓鋼的關(guān)鍵是要提高鋼水的純凈度,，降低鋼水的非金屬夾雜物的污染度。鋼水終點(diǎn)碳含量穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)是降低鋼水氧化程度和減少鋼水非金屬夾雜污染的主要措施,。
力學(xué)要求
1,、屈服強(qiáng)度σs及變形抗力尺可能的小，這樣可使單位變形力相應(yīng)減小,，以延長模具壽命,。
2,、鋼材的冷變形性能要好，即材料應(yīng)有較好的塑性,，較低的硬度,，能在較大的變形程度下不致引起產(chǎn)品開裂。
3,、鋼材的加工硬化敏感性盡可能的低,，這樣不致使冷鐓變形過程中的變形力太大。
化學(xué)成份要求
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,。實(shí)踐證明，含碳量每提高0.1%,，其屈服強(qiáng)度σs約提高27.4Mpa,；抗拉強(qiáng)度σb提高58.8~78.4Mpa；而伸長率δ則降低4.3%,，斷面收縮率ψ降低7.3%,。由此可見，鋼中含碳量對于鋼材的冷塑性變形性能的影響是很大的,。在生產(chǎn)實(shí)際中,，冷鐓，冷擠用鋼的含碳量大于0.25%時(shí),，要求鋼材在拉拔前要進(jìn)行球化退火,。對于變形程度為65%~80%的冷鐓件，不經(jīng)過中間退火而進(jìn)行三次鐓鍛變形時(shí),，其含碳量不應(yīng)超過0.4%,。
2、錳（Mn） 錳在鋼的冶煉中與氧化鐵作用（Mn+FeO→MnO+Fe）,，主要是為鋼脫氧而加入,。錳在鋼中硫化鐵作用（Mn+FeS→MnS+Fe）,能減少硫?qū)︿摰挠泻ψ饔谩Ｋ纬傻牧蚧i,，可改善鋼的切削性能,。錳使鋼的抗拉強(qiáng)度σb和屈服強(qiáng)度σs有所提高，塑性有所降低,，對于鋼的冷塑性變形是不利的,。但是錳對變形力的影響僅為碳的1/4左右。所以，除特殊要求外,，碳鋼的含錳量,，不宜超過0.9%。
3,、硅（Si） 硅是鋼在冶煉時(shí)脫氧劑的殘余物,。當(dāng)鋼中含硅量增加0.1%時(shí)，抗拉強(qiáng)度σb提高13.7Mpa,。經(jīng)驗(yàn)表明,，含硅量超過0.17%且含碳量較高時(shí)，對鋼材的塑性降低有很大的影響,。在鋼中適當(dāng)增加硅的含量,，對鋼材的綜合力學(xué)性能，特別是彈性極限有利,，還可增加鋼的耐蝕性,。但是鋼中含硅量超過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，降低鋼的冷塑性變形性能,。因此,，除了產(chǎn)品有高強(qiáng)度性能要求外，冷鐓鋼總是盡量要求減少硅的含量,。
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0.055%,。優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)小于0.04%,，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%,，以有利于攻螺紋。但一般沒有專為螺母順利攻螺紋而冶煉的高硫鋼材供應(yīng),。
5,、 磷（P） 磷的固容強(qiáng)化及加工硬化作用,，在鋼中偏析嚴(yán)重,，增加了鋼的冷脆性，使鋼容易受酸的侵蝕，鋼中的磷還會(huì)惡化冷塑性變形能力,，在拉拔時(shí)會(huì)使線材斷裂,，冷鐓時(shí)使產(chǎn)品開裂，鋼中的磷含量應(yīng)控制在0.045%以下,。
6,、其它合金元素 碳鋼中其它合金元素，如鉻（Cr）,，鉬（Mo）,，鎳（Ni），等,，都作為雜質(zhì)存在,，對鋼的影響遠(yuǎn)不及碳那樣大，含量也極其微小,。
冷鐓鋼連鑄工藝主要包括以下幾點(diǎn)：
(1)鋼水可澆性差,，容易產(chǎn)生水口結(jié)瘤，因此,，嚴(yán)格控制鋼水潔凈度,，降低鋼中AI2O3，夾雜和鋼中硫含量,，同時(shí)嚴(yán)格控制鋼中酸溶鋁在0.02%~0.04%,，鈣鋁比大于0.09。
(2)中間包烘烤溫度大于1100℃,。中間包開澆第一爐提前在中間包加入部分堿土金屬合金對AI2O3,，夾雜進(jìn)行變性；采用中間包充氬及時(shí)加入中間包覆蓋劑,。
(3)澆鑄過程全程保護(hù)澆鑄,。
(4)中間包采用陶瓷過濾器或管道陶瓷送氣管去除非金屬夾雜物。
(5)采用液面自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定鋼水在結(jié)晶器液面高度實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)澆鑄,。
(6)采用結(jié)晶器電磁攪拌,，提高鑄坯的表面質(zhì)量，減少內(nèi)部裂紋和中心缺陷,。
