ボルトは日常生活や工業生産・製造に欠かせないものです。 ボルトは産業のメーターとも呼ばれるほど、ボルトは幅広い用途で使用されています。 その応用分野には、電子製品、機械製品、デジタル製品、電気機器、電気機械製品、船舶、車両、水保全プロジェクトが含まれます。 ボルトは化学実験にも使われます。 ボルトは産業において重要な役割を担っています。 地球上に産業がある限り、ボルトの役割は常に重要です。
今回はボルトの製造・加工技術について簡単に紹介し、皆様のお役に立てれば幸いです。
ボルトの加工工程：材質選定→球状化（軟化）焼鈍→殻取り・デスケーリング→冷間引抜→冷間鍛造→ネジ加工→熱処理。
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ボルト加工用共通材質
ボルトの強度レベルに応じてさまざまな材料が使用されます。現在市場にある標準部品の主な材料は、炭素鋼、ステンレス鋼、銅の 3 つです。
(1) 炭素鋼 炭素鋼材料中の炭素含有量により、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼、合金鋼を区別します。
低炭素鋼 C% 0.25% 以下は中国では通常 A3 鋼と呼ばれます。 海外では基本的に1008、1015、1018、1022などと呼ばれています。主に4.8級ボルト、4級ナット、小ねじなどの硬さの要求のない製品に使用されます。 （注：ドリルテールネイルは主に1022素材で作られています）。
中炭素鋼 0.25%
High carbon steel C%>0.45%。 現在、市場では基本的に使用されていません。
合金鋼とは、通常の炭素鋼に合金元素を加えて、35、40 クロム モリブデン、SCM435、10B38 などの特別な特性を鋼に追加することを意味します。 Fangsheng ネジは主に SCM435 クロムモリブデン合金鋼を使用しており、その主成分は C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo です。
(2) ステンレス鋼
45、50、60、70、80、主にオーステナイト (18% Cr、8% Ni) で、良好な耐熱性、良好な耐食性、良好な溶接性を備えています。
A1、A2、A4、マルテンサイト (13%Cr)、耐食性が低く、強度が高く、耐摩耗性が良好。
C1、C2、C4、フェライト系ステンレス鋼 (18% Cr) は、マルテンサイトよりも優れた据え込み特性と強い耐食性を備えています。
(3) 銅 一般的に使用される材質は真鍮や亜鉛銅合金です。 H62、H65、および H68 銅は主に市場の標準部品として使用されます。
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球状化（軟化）焼鈍
1) 球状化（軟化）焼鈍した皿ねじや六角穴付きボルトを冷間圧造加工で製造する場合、鋼本来の組織が冷間圧造加工時の成形性に直接影響します。
2) 冷間圧造プロセス中の局所領域の塑性変形は 60% ～ 80% に達する可能性があります。 このため、鋼には良好な塑性が必要です。 鋼の化学組成が一定の場合、金属組織は塑性を決定する重要な要素となります。 一般に、厚く薄片状のパーライトは冷間圧造成形には適さないと考えられていますが、微細な球状パーライトは鋼の塑性変形能力を大幅に向上させることができます。
3）高強度ファスナーを多量に使用する中炭素鋼および中炭素合金鋼では、冷間圧造前に球状化（軟化）焼鈍を行い、均一で微細な球状化パーライトを得ることで現場のニーズに応えます。生産。 必要。
4) 中炭素鋼線材の軟化焼鈍では、通常、加熱温度は鋼の臨界点の上下に維持されます。 一般に、加熱温度は高すぎてはなりません。高すぎると、三次セメンタイトが粒界に沿って析出し、冷間圧造亀裂の原因となります。
5) 中炭素合金鋼の線材は等温球状化焼鈍を採用しています。 AC1+ (20%~30%)で加熱した後、炉をAr1よりわずかに低い温度まで冷却します。 温度は等温期間中約 700 度であり、その後炉は約 500 度まで冷却されます。 オーブンから出して空冷します。 鋼の金属組織は粗大から微細に、薄片状から球状に変化し、冷間圧造割れ率が大幅に減少します。 35\45\ML35\SWRCH35K鋼の軟化焼鈍温度の一般的な範囲は715度〜735度です。
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剥離とスケール除去
冷間圧造鋼線材から酸化鉄めっきを除去する工程がストリッピングです。 スケール除去は、機械的スケール除去と化学的酸洗いの 2 つの方法に分けられます。
1) 線材の化学酸洗プロセスを機械的デスケーリングに置き換えることで、生産性が向上するだけでなく、環境汚染も軽減されます。 このスケール除去工程には、曲げ法（三角形の溝が付いた丸ホイールを使用して線材を繰り返し曲げる方法が一般的です）や9回スプレー法などがあります。スケール除去効果は良好ですが、残留鉄スケール（除去）を除去することはできません。酸化鉄スケールの付着率が97％）、特に酸化鉄スケールの付着性が高い場合に顕著です。 したがって、機械的デスケーリングは鉄板の厚さ、構造、応力状態に影響されるため、低強度ファスナー（6.8以下）に使用される炭素鋼線材に適しています。
2) 高強度ファスナー (グレード 8.8 以上) は、線材を使用して機械的にスケール除去され、すべての酸化スケールが除去され、化学酸洗プロセスを経て複合スケール除去が行われます。 低炭素鋼線材の場合、機械的なスケール除去で残った鉄シートにより、ドラフトの不均一な摩耗が容易に発生する可能性があります。 線材鋼線と外部温度との摩擦により、鉄板が木目抜き穴に付着し、線材鋼線の表面に縦方向の木目痕が生じ、頭部に微小亀裂が発生する原因となります。線材鋼線の冷間圧造フランジボルトやシリンダーヘッドネジの場合、その95％以上は伸線加工時に生じる鋼線表面の傷が原因です。 したがって、機械的デスケーリング法は高速延伸には適していません。
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冷間引抜
1) 冷間引抜加工には 2 つの目的があります。 1 つは原材料のサイズを変更することです。 もう 1 つは、変形と強化を通じてファスナーの基本的な機械的特性を得るというものです。 中炭素鋼および中炭素合金鋼の場合は、線材の制御冷却後に得られる片状セメンタイトを伸線加工中に可能な限り破断させ、その後の球状化のための粒状セメンタイトを得るというもう一つの目的があります。 （軟化）焼きなまし。 セメンタイトの準備ができました。 ただし、メーカーによってはコスト削減のため、描画パス数を恣意的に減らす場合があります。 過度の減面率は、線材鋼線の加工硬化の傾向を増大させ、線材鋼線の冷間圧造性能に直接影響を与える。
2) 各パスの減面率分布が不適切な場合、伸線加工時に線材鋼線にもねじり亀裂が発生します。 このような亀裂は鋼線の長手方向に一定の周期で分布しており、鋼線の冷間圧造加工時に露出する。 また、伸線加工時の潤滑不良により冷間伸線線材鋼線に規則的な横割れが発生する場合もあります。
3) 粒状伸線ダイスを出て巻き取られる際の線材鋼線の接線方向が伸線ダイスと同心ではないため、伸線ダイスの片側穴の摩耗が増大し、内部の摩耗が発生します。穴の真円が狂い、鋼線が周方向に不均一な絞り変形を起こします。 鋼線の真円度が公差外となり、冷間圧造加工時の鋼線の断面応力が不均一となり、冷間圧造の合格率に影響を与えます。
4) 線材鋼線の伸線加工において、部分減面率が大きすぎると鋼線の表面品質が低下し、減面率が低すぎると片状セメンタイトの破砕が困難となり、そのままの状態で得ることが困難となる。可能な限り粒状のセメンタイトを使用します。 炭素体、すなわちセメンタイトは球状化率が低く、鋼線の冷間圧造性能に極めて悪影響を及ぼします。 伸線加工による棒線鋼線の部分減面率は10～15％に管理されています。
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冷間鍛造
冷間鍛造成形では、通常、冷間圧造塑性加工を用いてボルト頭部を成形します。 切削加工に比べ、金属繊維（金属線）が途中で切れることなく製品形状に沿って連続しているため、製品強度、特に機械的特性が向上します。 素晴らしい。 冷間圧造成形プロセスには、切断と成形、シングルステーションのシングルクリック冷間圧造、ダブルクリック冷間圧造、およびマルチステーション自動冷間圧造が含まれます。
1) セミクローズドバイトを使用してブランクを切断します。 最も簡単な方法は、スリーブタイプの切削工具を使用することです。 カットの角度は 3 度を超えてはなりません。 オープンタイプの切削工具を使用すると、切削のベベル角度は 5 度に達することがあります。 〜7度。
2) ショートサイズのブランクは、前のステーションから次の成形ステーションへの搬送プロセス中に 180 度回転できる必要があります。 これにより、自動冷間圧造機の可能性を最大限に発揮し、複雑な構造のファスナーを加工し、部品の精度を向上させることができます。
3) 各成形ステーションにはパンチの突き出し装置を備え、凹型にはスリーブ型の突き出し装置を備えている必要があります。
4) 成形ステーション（切断ステーションを除く）の数は、通常 3 ～ 4 ステーション（特別な場合は 5 ステーション以上）に達する必要があります。
5) 有効使用期間中、メインスライドレールとプロセスコンポーネントの構造により、パンチとダイの位置精度が保証されます。
6) 材料の選択を制御するバッフルにはターミナルリミットスイッチを設置し、据え込み力の制御に注意する必要があります。 自動冷間圧造機で高強度ファスナーを製造するために使用される冷間ダイヤル ワイヤーの真円度は、直径の許容範囲内である必要がありますが、より高精度のファスナーの場合、鋼線の真円度は許容範囲内である必要があります。直径公差範囲は 1/2 に制限されます。 鋼線の線径が規定のサイズに達していない場合、据え込み部や部品の頭部に亀裂やバリが発生します。 直径がプロセスで必要なサイズより小さい場合、ヘッドは不完全になったり、角が立ったり、厚くなったりします。 定かでない。
7) 冷間圧造成形で達成できる精度は、使用する成形方法とプロセスの選択にも関係します。 また、使用する装置の構造的特性、プロセスの特性とその状態、工具や金型の精度、寿命や摩耗の程度によっても異なります。 冷間圧造および押出成形に使用される高合金鋼の場合、超硬合金金型の加工面粗さは Ra=0.2μm を超えてはなりません。 このタイプの金型は、加工面の粗さがRa=0.025~0.050μmに達すると最も寿命が長くなります。
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ねじ加工
1) ボルトねじは一般的に冷間加工されており、一定径範囲のねじ素材が転造(転造)された線板(ダイス)を通過し、線板(転造ダイス)の圧力によりねじ山が形成されます。 ねじ部のプラスチックの流線が途切れず、強度が増し、高精度で品質が均一なため、広く使用されています。
2）最終製品のねじ外径を製作するには、ねじ精度や材質のコーティングの有無などにより制限されるため、必要なねじブランク径は異なります。
3）ねじ転造（ラビング）とは、塑性変形を利用してねじ歯を形成する加工方法を指します。 加工するねじと同じピッチ、歯形の転造（ねじ板）ダイスを使用し、円筒状のネジ素材を回転させながら押し出し、最終的に転造ダイスの歯形状をネジ素材に転写します。 、スレッドが形成されます。
4) 転造（こすり）ねじ加工の共通点は、転造回転数をあまり多くする必要がないことです。 多すぎると効率が低下し、ねじ面に剥離やランダム座屈が発生しやすくなります。 逆に回転数が小さすぎるとねじ径が狂いやすくなり、転造初期の圧力が異常に上昇して金型寿命が短くなります。
5) 転造ねじに共通する欠陥：ねじ部の表面割れや傷、ねじ部のランダム座屈、真円度のずれ。 これらの欠陥が大量に発生すると、加工段階で発見されます。 発生数が少ないと、製造工程で気づかないうちにユーザーに流通し、トラブルの原因となります。 したがって、加工条件の重要な問題を要約し、これらの重要な要素を生産プロセス中に管理する必要があります。
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熱処理
1) 熱処理された高強度ファスナーは、技術要件に従って焼き戻されなければなりません。
2) 熱処理と焼き戻しは、製品で指定された引張強度値と降伏比を満たすようにファスナーの総合的な機械的特性を向上させることです。
3) 熱処理プロセスは、高強度ファスナー、特にその本質的な品質に重大な影響を与えます。 そのため、高品質で高強度のファスナーを製造するには、高度な熱処理技術と設備が必要となります。
4) 高力ボルトは生産量が多く、価格が安く、ねじ部は比較的微細で精密な構造であるため、熱処理装置には大規模な生産能力、高度な自動化、良好な熱処理品質が必要です。
5) ねじ山が脱炭すると、機械的性能要件を満たす前にファスナーがトリップし、ねじ山付きファスナーが故障して耐用年数が短くなります。 原料の脱炭により、焼鈍が適切でないと原料の脱炭層が深くなります。 焼入れおよび焼戻しの熱処理プロセス中に、通常、炉の外部から酸化性ガスが導入されます。
6) 棒鋼線の錆や冷間伸線線材鋼線の表面の残留物も炉加熱により分解し、反応により酸化性ガスが発生します。 例えば、鋼線の表面錆は炭酸鉄と水酸化鉄で構成されており、加熱するとCO2とH2Oに分解して脱炭を悪化させます。 研究によると、中炭素合金鋼の脱炭の程度は炭素鋼よりも深刻で、最も速い脱炭温度は700度〜800度です。
7) 鋼線表面の付着物は、条件によっては非常に早く CO2 や H2O を分解合成するため、連続メッシュベルト炉のガス制御が不適切な場合、スクリュの脱炭が許容値を超えてしまう場合もあります。
8) 高強度ファスナーを冷間圧造で成形する場合、素材と焼鈍した脱炭層がまだ存在するだけでなく、ねじ山上部まで押し出されます。 焼き入れが必要なファスナーの表面では、必要な硬度が得られません。 、機械的特性（特に強度と耐摩耗性）が低下します。 また、鋼線の表面は脱炭されており、表層と内部組織では膨張係数が異なるため、焼入れ時に表面割れが発生する場合があります。
9) ファスナーの焼入れ・焼き戻しの焼入れ工程で発生する主な品質問題としては、焼入れ状態での硬度不足、焼入れ状態での硬度の不均一、過大な焼入れ変形、焼割れなどが挙げられます。
10) 現場で発生するこのような問題は、原料、焼入れ加熱、焼入れ冷却に関係することが多いです。 熱処理プロセスを正しく策定し、生産作業プロセスを標準化することで、このような品質事故を回避できる場合が多くあります。
