頭部主要作用是在螺母與螺栓配合時(shí)施加一個(gè)反向力矩，保證螺母有足夠擰緊力矩。形式種類(lèi)較多，主要有方頭、半圓頭、六角頭等形式。另外，一些非標準件高強度螺栓頭部形式由設計者根據裝配需要特別設計。螺栓頭部形狀直接決定產(chǎn)品毛坯形式。一般來(lái)說(shuō)，離合器拉環(huán)方頭螺栓毛坯可選用冷拉方鋼，六角頭螺栓毛坯可選用冷拉六角鋼，半圓頭螺栓毛坯應選用鍛件毛坯；頭部形狀特別設計的螺栓應根據具體形狀具體分析選用毛坯，為避免增加頭部加工工序，在技術(shù)要求允許的情況下建議選用鍛件毛坯；頭部大被包容尺寸和桿部外圓尺寸相差較大或者整體長(cháng)度尺寸較大的，為減少材料浪費和減少加工工時(shí)，建議選用鍛件毛坯。毛坯預留加工余量：對于型鋼類(lèi)毛坯來(lái)說(shuō)，預留加工余量主要指長(cháng)度方向。一般情況下長(cháng)度方向預留4mm余量即可，同時(shí)保證下料利用率，如果單件毛坯長(cháng)度較小，可考慮一坯料制多件零件。對于鍛件毛坯來(lái)說(shuō)，在技術(shù)要求允許的前提下，頭部形狀好直接鍛打成型，頭部?jì)榷嗣骖A留1.5mm余量。頭部成形加工在普通車(chē)床上加工即可完成。一些高強度螺栓內端面與桿部中心線(xiàn)有端面跳動(dòng)和垂直度要求，一般在0.04~0.10mm之間，這時(shí)粗加工時(shí)頭部寬度一般預留0.2mm的加工余量，精加工桿部外圓時(shí)選用精度較高，機床依靠機床本身精度來(lái)保證頭部?jì)榷嗣嫘挝还畹囊?。為保證高強度螺栓抗拉強度，內端面處要求倒角數值一般為凡±0.2.桿部主要起導向作用，特別是導徑螺栓，裝配后承受一定的徑向剪切力，要求與孔小間隙配合，對桿部外圓精度和粗糙度要求嚴格。一些裝配后只承受軸向拉伸力的螺栓對桿部要求不是很?chē)栏?，外圓尺寸公差較大。對高強度螺栓來(lái)說(shuō)，桿部與頭部接觸部位要求一定圓角，避免承受較大拉力時(shí)該部位斷裂，同時(shí)避免熱處理冷卻時(shí)產(chǎn)生裂紋，是加工重點(diǎn)注意要素。

  桿部外圓單邊預留加工1.5mm余量，對于桿部細長(cháng)的螺栓為避免熱處理時(shí)變形較大，可以預留2mm余量，或者直接將毛坯調質(zhì)到要求硬度，但硬度不易過(guò)高，一般在HRC32以下。鍛件毛坯技術(shù)要求中規定表面缺陷層、頭部與桿部同軸度要求，具體數值視產(chǎn)品要求而定，一般數值不大于0.3mm.鍛后如無(wú)特殊要求，鍛件應正火處理，降低硬度，適應后續機械加工。桿部的加工主要是外圓表面加工，車(chē)削和磨削是其主要加工方法。車(chē)削外圓，當螺栓桿部外圓尺寸精度和表面粗糙度要求不高時(shí)車(chē)削可以獲得外圓的終尺寸和精度，一般粗車(chē)精度可達IT12~mi，表面粗糙度Ra值約為50~12.5pm，一般采用較大的切深，較大的進(jìn)給量以及較低的切削速度；半精車(chē)精度可達IT10~IT9，表面粗糙度Ra值約為6.3~3.2pm，切深和進(jìn)給量較粗車(chē)小。車(chē)削外圓時(shí)螺栓頭部為夾緊部位，頭部寬度較小，需要另一端面以中心孔輔助夾緊定位。這就需要車(chē)削外圓表面前鉆端面的中心孔，大小根據螺栓大小及材料種類(lèi)而定。當外圓表面尺寸精度和表面粗糙度要求較高時(shí)，車(chē)外圓后需要增加其他工序，主要指磨削，雙邊預留0.2~0.45mm余量，桿部長(cháng)徑比較大或者需多次磨削加工的，余量取大值。

  螺紋部分是螺栓主要部分?？梢苑殖捎行菁y部分，收尾部分（退刀部分）和螺紋末端三部分；螺紋三個(gè)主要要素：螺距、牙形半角和螺距，直接影響螺紋配合精度，也是加工重點(diǎn)注意要素。磨削外圓一般采用無(wú)心外圓磨削，其生產(chǎn)效率高，操作簡(jiǎn)單方便，但調整機床較費事，砂輪的打磨也需要一定技術(shù)水平，特別是頭部?jì)榷嗣嬗刑鴦?dòng)和垂直度要求的螺栓，其形位公差由砂輪精度來(lái)保證，砂輪一定要嚴格修整。螺紋加工方法很多，可以車(chē)削、銑削、磨削和滾壓等，對高強度螺栓來(lái)說(shuō)，滾壓螺紋是好選擇。滾壓螺紋是一種無(wú)屑加工工藝，螺紋是靠毛坯表面塑性變形而成，這種加工工藝生產(chǎn)率高，精度可達到4h，表面粗糙度可達Ra0.2pm，滾壓螺紋時(shí)，工件材料纖維不但未被切斷，反而得到進(jìn)一步強化，滾壓螺紋由于加工硬化及表面粗糙度低，還可提高疲勞強度，由于螺紋是擠壓成形的，滾壓螺紋的坯料直徑較切削螺紋的坯料直徑小，從而可節省16%~25%.但滾壓螺紋對坯徑尺寸精度要求較高。坯徑的加工可以磨床加工，也可以普通車(chē)床加工。螺紋末端收尾處需預留一定退刀空間，大約2~3mm. 2高強度螺栓的鋼材選用在緊固件制造中，正確選用緊固件材料是重要一環(huán)，因為緊固件的性能和其材料有著(zhù)密切的關(guān)系。如材料選擇不當或不正確，可能造成性能達不到要求，使用壽命縮短，甚至發(fā)生意外或加工困難，制造成本高等，因此緊固件材料的選用是非常重要的環(huán)節。冷鐓鋼是采用冷鐓成型工藝生產(chǎn)的互換性較高的緊固件用鋼。由于它是常溫下利用金屬塑性加工成型，每個(gè)零件的變形量很大，承受的變形速度也高，因此，對冷鐓鋼原料的性能要求十分嚴格。在長(cháng)期生產(chǎn)實(shí)踐和用戶(hù)使用調研的基礎上，結合GB/T6478-2001冷鐓和冷擠壓用鋼技術(shù)條件GB/T699-1999優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼及目標ISG3507-1991冷鐓鋼用碳素鋼盤(pán)條的特點(diǎn)，以8.8級，9.8級螺栓螺釘的材料要求為例，各種化學(xué)元素的確定。C含量過(guò)高，冷成形性能將降低；太低則無(wú)法滿(mǎn)足零件機械性能的要求，因此定為0.25%~0.55%.微合金化鋼也就是通過(guò)鋼中加人少量的某種元素來(lái)改變鋼的性能，用以提高緊固件的工作強度。由于每一種元素都有自己的特點(diǎn)。根據鋼中其他元素的含量，生產(chǎn)工藝以及使用要求的不同，這些元素可以分別或綜合使用。長(cháng)期以來(lái)，通常8.8級螺栓用ML35鋼，經(jīng)調質(zhì)處理后制成。無(wú)論在生產(chǎn)還是使用上都存在一定問(wèn)題，如冷鐓開(kāi)裂、熱處理時(shí)容易淬裂和脫碳，在裝拆及服役過(guò)程中，存在滑扣，變形（拉長(cháng)、頸縮、彎曲）、斷裂、六角頭磨圓等問(wèn)題。CH35ACR冷鐓鋼是替代ML35鋼制造身M14的較大規格螺栓材料，將CH35鋼與ML35鋼對比，在Si、Mn含量方面有差異，前者添加了Ci元素，并減少了P、S含量，不僅在油中冷卻的淬火臨界直徑增加為18~20mm，而且在相同的高溫回火后的硬度差比較大，抗回火穩定性能強。近年來(lái)，鋼的冷鐓合金化技術(shù)有了很大發(fā)展，一方面合金化有了很大發(fā)展，另一方面參人少量<0.1%碳化物元素，如Ti、V、Ci，加人低碳C-Mn鋼中。

  用非調質(zhì)鋼制造螺栓可省略螺栓冷拔前的球化退火和螺栓成形后的淬火回火處理，還可減輕螺紋牙尖的脫碳傾向，提高螺栓成品率，經(jīng)濟效果十分明顯。由于非調質(zhì)鋼線(xiàn)材在冷加工時(shí)的硬度較通常為高，這使得加工模具壽命有所降低。因此，非調質(zhì)鋼制造的螺栓主要為8.8級，加工量少的10.9級雙頭螺栓也可采用非質(zhì)鋼，其用量正在逐步擴大。目前使用的非調質(zhì)鋼，組織上為低碳和錳的鐵素體+珠光體型和貝氏體型。在生產(chǎn)方面，采用爐外精煉減少夾雜物并控制成分在較窄的范圍，通過(guò)控制軋制和控制冷卻，細化組織以提高韌性并產(chǎn)生析出強化。ML08Mn2Si雙相冷鐓鋼是為替代ML35鋼開(kāi)發(fā)研制的，它具有高強度和優(yōu)良的冷加工成型性能，主要表現在可提高鋼材的冷鐓性，增加鋼材的利用率。它通過(guò)冷拔變形強化而達到螺栓的強度要求，因而簡(jiǎn)化了緊固件熱加工工序，節約能耗，有較高經(jīng)濟價(jià)值和社會(huì )效益。

  一般中碳（合金）結構鋼經(jīng)常規熱處理后，其強度與塑性是一對互為消長(cháng)的矛盾，為了追求高的塑性和韌性，采用淬火，高溫回火（調質(zhì)處理）等措施，勢必犧牲強度，若欲保持高強度水平，采用淬火，低溫回火，又是顯得塑性、韌性不足。離合器拉環(huán)低碳（合金）結構鋼淬火后的組織為低碳馬氏體+板條相界殘余奧氏體和夾雜期間的細小而分散碳化物，這種結構為晶間位錯結構，具有較高的強度（硬度45~50HRC），屈服強度為1000~1300MPa，良好的塑性A身10%、Z身40%和韌性Ah身59，以及良好的冷加工性，可焊性和熱處理畸變小等優(yōu)點(diǎn)，因此，研究開(kāi)發(fā)低碳馬氏體結構鋼有重要的理論和實(shí)際意義。汽車(chē)上重要螺栓，如連桿螺栓、缸蓋螺栓、半軸螺栓等，過(guò)去一般采用40Cr或35CrM鋼制造，由于其冷鐓性能差，常常因冷鐓開(kāi)裂、掉頭而產(chǎn)生大量廢品，而使用單位由于螺栓存在不確定質(zhì)量隱患而導致事故發(fā)生。

  Mn能提高鋼的滲透性，但添加過(guò)多則會(huì )強化基體組織而影響冷成形性能；在零件調質(zhì)時(shí)有促進(jìn)奧氏體晶粒長(cháng)大的傾向，故在國標的基礎上適當提高，定為0.45%~0.80%.Si能強化鐵素體，促使冷成形性能降低，材料延伸率下降定為Si小于等于0.30%S、P為雜質(zhì)元素，它們的存在會(huì )沿晶界產(chǎn)生偏析，導致晶界脆化，損害鋼材的機械性能，應盡可能降低，定為P小于等于0.030%，S小于等于0.035%B含量大值均為0.005%，因為硼元素雖然具有顯著(zhù)提高鋼材滲透性等作用，但同時(shí)會(huì )導致鋼材脆性增加。含硼量過(guò)高，對螺栓、螺釘和螺柱這類(lèi)需要良好綜合機械性能的工件是十分不利的。Mn-V-B冷鐓鋼的開(kāi)發(fā)，在M20以下可保證獲得全部馬氏體組織，其淬火態(tài)和200回火態(tài)為典型的位錯板條馬氏體，這就可用來(lái)取代40Cr調質(zhì)處理，具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。既具有較高的強度又有良好的韌性和低的冷脆轉化溫度。

  連桿螺栓、缸蓋螺栓，20Mn-V-B鋼生產(chǎn)CA488發(fā)動(dòng)機螺栓靜強度比40Cr螺栓提高了約35%，從而使螺栓承載能力提高了45%~70%.現有的低碳（合金）鋼，如制造汽車(chē)前后攔板用的8.8級、9.8級鉚接螺栓，內三點(diǎn)焊接用SWRCH22A或20Mn，經(jīng)過(guò)不同淬火介質(zhì)淬火，獲得低碳馬氏體后，可以滿(mǎn)足螺栓的服役要求。此外，采用低碳（合金）鋼冷拔冷鐓不易開(kāi)裂，冷拔模具、冷鐓模具、搓絲板、滾絲輪等不易損壞，可使螺栓的工藝性能獲得顯著(zhù)改善。低碳馬氏體鋼的開(kāi)發(fā)，為緊固件制造增添了可選擇的新鋼種，其特點(diǎn)是強韌性匹配好，基本上避免了中碳鋼制造的螺栓所易產(chǎn)生的缺陷。

  多鋼種的調質(zhì)硬度明顯提高，因此在汽車(chē)緊固件方面，用硼元素取代貴重稀有元素，可收到較好的經(jīng)濟效益。單就硼元素而言，對鋼的冷加工沒(méi)有明顯的影響，只是在熱處理時(shí)比較明顯，碳硼鋼具有高韌性、強塑性、回火溫度低、強度高的特點(diǎn)，很適合生產(chǎn)高強度緊固件。為了進(jìn)一步提高冷加工性能和省略球化退火處理，開(kāi)發(fā)低成本的低中碳高強度硼鋼。其成分設計的基本原則是降低含碳量，改善鋼的冷變形能力，加人微量硼以彌補因降碳而造成的強度和淬透性的損失。另外根據需要還可加人適量Cr、Mn等合金元素，進(jìn)一步提高淬透性。由于少量硼代替大量合金元素，鋼材成本降低，碳和合金素含量低，冷加工性能良好，軋材可以直接拉拔和冷鐓加工，不需要預先球化退火處理，節約了螺栓的制造成本。通常8.8級螺栓用40B、40MnB，而9.8級和10.9級螺栓用MnB123H鋼。該鋼系日本神戶(hù)鋼廠(chǎng)自行研制牌號，為了在425以上溫度回火時(shí)得到1000MPa以上的強度，碳含量控制在0.25%左右，同時(shí)控制Mn、B的含量，并降低雜質(zhì)元素P、S的含量，因而在900~1100MPa級的強度范圍內的耐延遲斷裂性能相當于或優(yōu)于SCM435鋼。日本采用低碳硼鋼生產(chǎn)高強度螺栓已經(jīng)比較普遍，像汽車(chē)、拖拉機等行業(yè)的高強度螺栓已經(jīng)大量使用碳硼鋼。通過(guò)硼元素的使用，可以減少其他合金元素使用。在過(guò)去的幾年中，碳硼鋼的優(yōu)良特性在某些環(huán)節并未引起人們的重視，這是由于一些不適當的生產(chǎn)環(huán)節和其他錯誤使用造成的。碳硼鋼的生產(chǎn)需要在鋼材冶煉過(guò)程中嚴格控制，以供緊固件行業(yè)的生產(chǎn)。

  3高強度螺紋緊固件產(chǎn)品的冷鐓成形和螺紋加工高強度螺紋緊固件生產(chǎn)的工藝過(guò)程為原材料改制冷鐓成形螺紋加工（滾絲或者搓絲）熱處理表面處理分選包裝，10.9級以上一般采用熱處理后滾絲工藝。螺紋緊固件的質(zhì)量除材料外，成形設備和螺紋加工設備及模具（生產(chǎn)工藝及其裝備）是保證其質(zhì)量的關(guān)鍵因素。尤其是大批量多品種供貨狀態(tài)下，對加工精度要求高的汽車(chē)緊固件，如何保證產(chǎn)品的一致性及缺陷的預防是緊固件生產(chǎn)面臨的問(wèn)題之一。常見(jiàn)缺陷有尺寸和形位公差超差、頭部折迭、螺紋流線(xiàn)鐓斷、齒部皺紋和裂紋等。目前，國內緊固件廠(chǎng)限于資金或其他原因，較多采用國產(chǎn)設備和臺灣設備來(lái)生產(chǎn)汽車(chē)用緊固件，對于保證大規模生產(chǎn)高端緊固件產(chǎn)品的尺寸公差和形位公差，應該加大在線(xiàn)監控手段和模具制作水平。消除生產(chǎn)中的不合格品，從而保證主機廠(chǎng)、整車(chē)廠(chǎng)的裝配質(zhì)量。

  通常，螺栓頭部的成形采用冷鐓塑性加工，同切削加工相比，金屬纖維沿產(chǎn)品形狀呈連續狀，中間無(wú)切斷，因而提高了產(chǎn)品強度，特別是機械性能優(yōu)良。冷鐓成形工藝包括切料與成形，分單工位單擊、雙擊冷鐓和多工位自動(dòng)冷鐓。一臺自動(dòng)冷鐓機分別在幾個(gè)成型凹模里進(jìn)行沖壓，鐓鍛、擠壓和縮徑等多工位工藝。單工位或多工位自動(dòng)冷鐓機使用的原始毛坯的加工特點(diǎn)是由材料尺寸長(cháng)5~6m的棒料或重量為1900~2000kg的盤(pán)條鋼絲的尺寸決定的，即加工工藝的特點(diǎn)在于冷鐓成型不是采用預先切好的單件毛坯，而是采用自動(dòng)冷鐓機本身由棒料和盤(pán)條鋼絲切取和鐓粗的（必要時(shí)）毛坯。在擠壓型腔之前，毛坯必須進(jìn)行整形。通過(guò)整形可得到符合工藝要求的毛坯。在鐓鍛，縮徑和正擠壓之前，毛坯不需整形。毛坯切斷后，送到鐓粗整形工位。該工位可提高毛坯的質(zhì)量，可使下一個(gè)工位的成型力降低15%~17%，并能延長(cháng)模具壽命，制造螺栓可采用多次縮徑。

  用半封閉切料工具切割毛坯，簡(jiǎn)單的方法是采用套筒式切料工具；切口的角度不應大于3°；而當采用開(kāi)口式切料工具時(shí)，切口的斜角可達5 ~7°。短尺寸毛坯在由上一個(gè)工位向下一個(gè)成型工位傳遞過(guò)程中，應能翻轉180°，這樣能發(fā)揮自動(dòng)冷鐓機的潛力，加工結構復雜的緊固件，提高零件精度。在各個(gè)成型工位上都應該裝有沖頭退料裝置，凹模均應帶有套筒式頂料裝置。成型工位的數量一般應達到3~4個(gè)工位。在有效使用期內，主滑塊導軌和工藝部件的結構都能保證沖頭和凹模的定位精度。在控制選料的擋板上必須安裝終端限位開(kāi)關(guān)，必須注意鐓鍛力的控制。

  在自動(dòng)冷鐓機上制造高強度緊固件所使用的冷撥盤(pán)條鋼絲的不圓度應在直徑公差范圍內。而較為精密的緊固件，其鋼絲的不圓度則應限制在1/2直徑公差范圍內。如果鋼絲直徑達不到規定的尺寸，則零件的鐓粗部分或頭部就會(huì )出現裂痕，或形成毛刺。如果直徑小于工藝所要求的尺寸，則頭部就會(huì )不完整，棱角或脹粗部分不清晰。冷鐓成型所能達到的精度還與成型方法的選擇和所采用的工序有關(guān)。此外，它還取決于所用的設備的結構特點(diǎn)、工藝特點(diǎn)及其狀態(tài)、工模具精度、壽命和磨損程度。

  盤(pán)條鋼絲拉拔工序有兩個(gè)目的，一是改制原材料的尺寸；二是通過(guò)變形強化作用使緊固件獲得基本的機械性能，對于中碳鋼還有一個(gè)目的，即是使盤(pán)條控冷后得到的片狀滲碳體在拉拔過(guò)程中盡可能的破解，為隨后的球化（軟化）退火得到粒狀滲碳體做好準備。拉拔過(guò)程中如潤滑不好，可造成冷拔盤(pán)條鋼絲有規律地出現橫裂紋。盤(pán)條鋼絲出粒絲?？谏暇硗瑫r(shí)的切線(xiàn)方向與拉絲模不同心，會(huì )造成拉絲模單邊孔型的磨損加劇，使內孔失圓，造成鋼絲圓周方向的拉拔變形不均，使鋼絲的圓度超差，在冷鐓過(guò)程中鋼絲橫截面應力不均而影響冷鐓合格率。盤(pán)條鋼絲拉拔過(guò)程中，過(guò)大的部分減面率使鋼絲的表面質(zhì)量惡化，而過(guò)低的減面率卻不利于片狀滲碳體的破碎，難以獲得盡可能多的粒狀滲碳體，即滲碳體的球化率低，對鋼絲的冷鐓性能極為不利，采用拉拔方式生產(chǎn)的棒料和盤(pán)條鋼絲，部分減面率直控制在10%>~15%c的范圍內。

  螺栓螺紋一般采用冷加工，使一定直徑范圍內的螺紋坯料通過(guò)搓（滾）絲板（模），由絲板（滾模）壓力使螺紋成形，可獲得螺紋部分的塑性流線(xiàn)不被切斷、強度增加、精度高、質(zhì)量均一的產(chǎn)品，因而被廣泛采用。為了制出終產(chǎn)品的螺紋外徑，所需要的螺紋坯徑是不同的，因為它受螺紋精度，材料有無(wú)鍍層等因素限制。滾（搓）壓螺紋是指利用塑性變形使螺紋牙成形的加工方法。它是用帶有和被加工的螺紋同樣螺距和牙形的滾壓（搓絲板）模具，一邊擠壓圓柱形螺坯，一邊使螺坯轉動(dòng)，終將滾壓模具上的牙形轉移到螺坯上，使螺紋成形。滾（搓）壓螺紋加工的共同點(diǎn)是滾動(dòng)轉數不必太多，如果過(guò)多，則效率低，螺紋牙表面容易產(chǎn)生分離現象或者亂扣現象。反之，如果轉數太少，螺紋直徑容易失圓，滾壓初期壓力異常增高，造成模具壽命縮短。滾壓螺紋常見(jiàn)的缺陷：螺紋部分表面裂紋或劃傷；亂扣；螺紋部分失圓。這些缺陷若大量發(fā)生，就會(huì )在加工階段被發(fā)現。如果發(fā)生的數量較少，生產(chǎn)過(guò)程注意不到這些缺陷就會(huì )流通到用戶(hù)，造成麻煩。因此，應歸納加工條件的關(guān)鍵問(wèn)題，在生產(chǎn)過(guò)程控制這些關(guān)鍵因素。

  4高強度螺紋緊固件產(chǎn)品的熱處理熱處理調質(zhì)是為了提高緊固件的綜合力學(xué)性能，滿(mǎn)足產(chǎn)品規定的抗拉強度值和屈強比。調質(zhì)熱處理工藝對原材料、爐溫控制、爐內氣氛控制、淬火介質(zhì)等都有嚴格的要求。主要控制缺陷有材料的心部碳偏析、材料及退火過(guò)程中的表面脫碳、冷鐓裂紋、調質(zhì)中的淬火開(kāi)裂和變形。高強度緊固件從上料-清洗-加熱-淬火-清洗-回火-著(zhù)色到下線(xiàn)，全部自動(dòng)控制運行，有效保證了熱處理質(zhì)量。熱處理工藝對高強度緊固件，尤其是它的內在質(zhì)量有著(zhù)至關(guān)重要的影響，因此，要想生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的高強度緊固件，必須要有先進(jìn)的熱處理技術(shù)裝備。由于高強度螺栓生產(chǎn)量大，價(jià)格低廉，螺紋部分又是比較細微相對精密的結構，因此，要求熱處理設備必須具備生產(chǎn)能力大，自動(dòng)化程度高，熱處理質(zhì)量好的能力。我國的緊固件企業(yè)80%左右有熱處理設備，且采用臺灣熱處理工藝線(xiàn)居多；工藝線(xiàn)設備為連續式網(wǎng)帶爐，帶氣氛保護，并由計算機控制氣氛、溫度和工藝參數。存在的問(wèn)題有淬火介質(zhì)缺少冷卻性能測定、碳勢控制不穩定、爐溫校驗周期過(guò)長(cháng)等容易引起熱處理缺陷的環(huán)節。

  進(jìn)人20世紀90年代以來(lái)，帶有保護氣氛的連續式熱處理生產(chǎn)線(xiàn)已占主導地位，震底式、網(wǎng)帶爐尤其適用于中小規格緊固件的熱處理調質(zhì)。調質(zhì)線(xiàn)除了爐子密封性能好以外，還具有先進(jìn)的氣氛、溫度和工藝參數計算機控制，設備故障報警和顯示功能。螺紋的脫碳會(huì )導致緊固件在未達到機械性能要求的抗力時(shí)先發(fā)生脫扣，使螺紋緊固件失效，縮短使用壽命。由于原料的脫碳，如果退火不當，更會(huì )使原材料脫碳層加深。調質(zhì)熱處理過(guò)程中，一般會(huì )從爐外帶進(jìn)來(lái)一些氧化氣體。棒料鋼絲的鐵鎊或冷拔后盤(pán)條鋼絲表面上的殘留物，人爐加熱后也會(huì )分解，反應生成一些氧化性氣體。例如，鋼絲的表面鐵鎊，它的成分是碳酸鐵及氫氧化物，在加熱后將分解成C2及H2O，從而加重了脫碳。研究表明，中碳合金鋼的脫碳程度較碳鋼嚴重，而快的脫碳溫度在700~800之間。由于鋼絲表面的附著(zhù)物在一定條件下分解化合成CO2和H2O的速度很快，如果連續式網(wǎng)帶爐的爐氣控制不當，也會(huì )造成螺絲脫碳超差。

  高強度緊固件當采用冷鐓成形時(shí)，原材料和退火的脫碳層不但仍然存在，而且被擠壓到螺紋的頂部，對于需要淬火的緊固件表面，得不到所要求的硬度，其機械性能（特別是強度和耐磨性）降低。另外，鋼絲表面脫碳，表層與內部組織不同而具有不同的膨脹系數，淬火時(shí)有可能產(chǎn)生表面裂紋。為此，在淬火加熱時(shí)要保護螺紋頂部不脫碳，還要對原材料已脫碳的緊固件進(jìn)行適度的覆碳，把網(wǎng)帶爐中的保護氣氛的優(yōu)勢調到和被覆碳的零件原始含碳量基本相等，使已脫碳的緊固件慢慢恢復到原來(lái)的含碳量。

  碳勢設定在0.42%~0.48%為宜，覆碳溫度與淬火加熱相同，不能在高溫下進(jìn)行，以免晶粒粗大，影響機械性能。緊固件在調質(zhì)淬火過(guò)程中，可能出現的質(zhì)量問(wèn)題主要有：淬火態(tài)硬度不足；淬火態(tài)硬度不均；淬火變形超差；淬火開(kāi)裂?，F場(chǎng)出現的這類(lèi)問(wèn)題往往與原材料，淬火加熱和淬火冷卻有關(guān)，正確制訂熱處理工藝，規范生產(chǎn)操作過(guò)程，往往可以避免此類(lèi)質(zhì)量事故。

  用低碳馬氏體鋼和中碳調質(zhì)鋼進(jìn)行靜拉伸、偏斜拉伸、沖擊韌性、疲勞強度和延遲斷裂強度等試驗結果表明，與中碳調質(zhì)鋼相比，低碳馬氏體鋼的強度提高1/3以上，同時(shí)保持較高的塑性和韌性，螺栓的承載能力提高45%c~70%c，而缺口偏斜敏感性并不顯著(zhù)升高；螺栓的疲勞強度與中碳鋼調質(zhì)態(tài)螺栓大體相同；低碳馬氏體鋼的延遲斷裂敏感性比相同強度水平的40Cr鋼小，并且在鹽水和水中對延遲斷裂是不敏感的。因此選用低碳馬氏體鋼作高強度螺栓材料，不僅在綜合機械性能方向有許多優(yōu)點(diǎn)，而且其優(yōu)良的工藝性能更是中碳鋼不能比擬的。

  沉頭螺釘，內六角圓柱頭螺栓采用冷鐓工藝生產(chǎn)時(shí)，鋼材的原始組織會(huì )直接影響著(zhù)冷鐓加工時(shí)的成形能力。冷鐓過(guò)程中局部區域的塑性變形可達60%~80%，為此要求鋼材必須具有良好的塑性。當鋼材的化學(xué)成分一定時(shí)，金相組織就是決定塑性?xún)?yōu)劣的關(guān)鍵性因素，通常認為粗大片狀珠光體不利于冷鐓成形，而細小的球狀珠光體可顯著(zhù)地提高鋼材塑性變形的能力。對高強度緊固件用量較多的中碳鋼和中碳合金鋼，在冷鐓前進(jìn)行球化（軟化）退火，以便獲得均細致的球化珠光體，以更好地滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需要。對中碳鋼盤(pán)條軟化退火而言，其加熱溫度多選擇在該鋼材臨界點(diǎn)上下保溫，加熱溫度一般不能太高，否則會(huì )產(chǎn)生三次滲碳體沿晶界析出，造成冷鐓開(kāi)裂，而對于中碳合金鋼的盤(pán)條采用等溫球化退火，在A(yíng)Ci+（20%~30%）加熱后，爐冷到略低于A(yíng)n，溫度約700等溫一段時(shí)間，然后爐冷至500左右出爐空冷。鋼材的金相組織由粗變細，由片狀變球狀，冷鐓開(kāi)裂率將大大減少。5/45/ML35/SWRCH35K鋼軟化退火溫度一般區域為加熱溫度一般區域為740~770，等溫溫度冷鐓鋼盤(pán)條去除氧化鐵皮工序為剝亮，除鱗，有機械除鱗和化學(xué)酸洗兩種方法。用機械除鱗取代盤(pán)條的化學(xué)酸洗工序，既提高了生產(chǎn)率又減少了環(huán)境污染。此除鱗過(guò)程包括彎曲法（普遍使用帶三角形凹槽的圓輪反覆彎曲盤(pán)條），噴丸法等，除鱗效果較好，但不能使殘余鐵鱗去凈（氧化鐵皮清除率為97%），尤其是氧化鐵皮粘附性很強時(shí)，因此，機械除鱗受鐵皮厚度，結構和應力狀態(tài)的影響，使用于低強度緊固件用的碳鋼盤(pán)條。高強度緊固件（大于等于8.8級）用盤(pán)條在機械除鱗后，為除凈所有的氧化鐵皮，再經(jīng)化學(xué)酸洗工序即復合除鱗。

  5高強度螺栓產(chǎn)品加工工藝的未來(lái)趨勢隨著(zhù)汽車(chē)、摩托車(chē)、機械行業(yè)的發(fā)展，對各類(lèi)緊固件提出了愈來(lái)愈高的要求。如汽車(chē)、摩托車(chē)的高性能化和輕型化對鋼材提出了新的功能要求，這雖未必能降低零件本身的成本但卻有可能降低機器或部件的總成本。實(shí)踐表明由于添加Ni、Cr、Mo等元素材料本身成本勢必增高，但螺栓的耐延遲破壞強度也得到了提高。和原來(lái)相比，由于螺栓直徑減小，螺栓安裝孔相應減小，作為被緊固構件尺寸亦相應減小，從而達到整體降低成本之目的。據世界金屬導報報載，北京鋼鐵研究總院在42CrM.鋼的基礎上，通過(guò)降低S、P、Si、Mn的含量，添加微量合金元素V、Nb，并增加Mo的含量，成功地開(kāi)發(fā)出一種1300MPa級的高強度螺栓鋼42CrMoVNbAPFl，其綜合力學(xué)性能有較大幅度提高。高強度螺栓鋼大多是中碳鋼和中碳合金鋼，都在調質(zhì)態(tài)淬火高溫回火使用，因此常把機械制造用鋼、合金結構鋼和調質(zhì)鋼混合起來(lái)稱(chēng)呼。目前我國這類(lèi)鋼年產(chǎn)量已超過(guò)1500萬(wàn)噸，僅中碳鋼就在1000萬(wàn)噸/年左右。經(jīng)調質(zhì)后其顯微組織是回火馬氏體碳化物。通過(guò)對淬火前的奧氏體超細化，證明其力學(xué)性能可以提高。與42CrM.鋼傳統的細晶熱處理奧氏體晶粒度在A(yíng)STM8級左右、即20~30m左右相比，當細化至10pm以下時(shí)，所有的力學(xué)性能強度、塑性、韌性都有顯明的改善。

  毛坯的設計制造不僅影響毛坯的制造成本，而且影響后續工序的經(jīng)濟性和環(huán)境的影響。綜合起來(lái)，盡可能利用如精鍛等加工精度高的工藝，這樣可以大大減少機械加工量，充分利用資源；結合具體的生產(chǎn)條件，考慮外協(xié)的可能性，實(shí)現毛坯的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，從而可以在大批量生產(chǎn)的模式下采用新工藝和新技術(shù)。

  高強度螺栓的毛坯也是如此，隨著(zhù)鍛造技術(shù)的發(fā)展，現在很多毛坯專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)采用先進(jìn)的精鍛技術(shù)生產(chǎn)的毛坯，可以直接鍛造出高強度螺栓的外形，減少了車(chē)桿徑工序，從而減少了資源和能源的消耗；隨著(zhù)未來(lái)鍛造技術(shù)的發(fā)展，高強度螺栓的毛坯將會(huì )進(jìn)一步發(fā)展，螺紋坯徑和桿徑都可以鍛造出來(lái)，加工工藝可以簡(jiǎn)化為螺紋的加工和熱處理，這樣將會(huì )大大減少加工成本，還可以減少資源和能源的消耗。

  切削液是現代切削加工中經(jīng)常使用的，但現在使用的切削液中經(jīng)常含有有毒物質(zhì)，對環(huán)境的危害較大，增大了環(huán)境負擔，同時(shí)也不利于工人的身體健康?；诖?，在高強度螺栓加工過(guò)程中，未來(lái)可能的方式為干切削。干切削是消除切削液污染，實(shí)現清潔化生產(chǎn)的有效途徑，但干切削在很大程度上要依賴(lài)新型刀具的開(kāi)發(fā)和應用。

  陶瓷刀具由于具有高耐熱性和良好的化學(xué)穩定性，非常適合用于干切削，但陶瓷材料脆性大、強度及韌性差等固有物理特性限制了陶瓷刀具在干切削中的應用。為了解決這一難題，通常采用減小陶瓷晶粒尺寸及提高材料純度的新型陶瓷材料刀具；設計合理的納米涂層，可使刀具的硬度和韌性顯著(zhù)增加，使其具有優(yōu)異的抗磨損及自潤滑性能。