紧固件材料相关知识(doc 9页)1)常用鋼鐵材料一覽表JIS ISO DIN ASTM 適用範圍SS 41以下- Ust 34 A36 平面墊圈SWRM 6 2CD6 - 1006 鉚釘, 低拉力螺絲螺栓, 螺樁,低拉力螺帽SWRM 8 2CD8 C10 1008SWRM 10 2CD10 CK10 1010 低拉力螺絲螺栓, 螺樁, 小尺寸高拉力螺帽SWRM 12 2CD13A - 1012SWRM 15 2CD15 CK15 1015 大尺寸高拉力螺帽M12, M16 SWRM 17 2CD18 - 1018SWRM 20 2CD20 CK22 1020高拉力機械螺絲, 自攻螺絲SWRM 22 2CD23A - 1022SWCH 35K - CK35 1035高拉力螺帽, 高強度螺絲, 螺栓, SWCH 38K - - 1038螺樁SWCH 40K - CK40 1040SWCH 45K - CC45 1045 耐熱用緊固件備註1.上述材料均以構造用鋼表示, 如改以冷鍛用鋼表示時, 類號會有變化, 如JIS SWRM部份應以SWCH取代. 另中碳鋼不可使用構造用鋼, 只能使用冷鍛用鋼.2.DIN 部份以CK表示者現已少用, 大部份會以St表示, 但非常混亂. 只有以料號( 如RSt36 料號為1.0205 )表示方可找到確實應使用的材料. 目前公司資料不齊.常用合金或特殊鋼材料一覽表JIS ISO DIN ASTM 適用範圍SCM435 - - 4135 高拉力螺帽, 高強度螺絲,螺栓, 螺樁- - - 4037SUS304 11 X5CrNi189 S30400 幾乎所有緊固件均適用SUS305 15 X5CrNi1911 S30500 小螺絲- - - XM7 小螺絲, 螺帽SUS316 20, 20a X5CrNiMo1810 S31600 幾乎所有緊固件均適用SUS430 8 X8Cr17 S43000 墊圈較多SUS410 3 X10Cr13 S41000 高拉力不鏽鋼緊固件, 不鏽鋼自攻螺絲備註1.特殊鋼用在緊固件方面, 一般來說比較單純, 不鏽鋼部份變化比較多.2.DIN部份有時候客戶以料號表示( 如304 料號為1.4301 ).二. 材料精製程度及組織狀態.1. 材料精製程度: 材料精製的程度與組織狀態與其可鍛造性及熱處理硬化性方面息息相關, 一般而言, 鋼鐵材料依其精製等級, 可以分為下列三種.a.未靜鋼( Rimming Steel ) : 材料於煉鋼過程未經過脫氧者.b.半靜鋼( Semi-Killed ) : 材料於煉鋼過程經過脫氧但脫氧不完全者.c.全靜鋼( Killed Steel ) : 材料於煉鋼過程經過完全脫氧者.這裡不討論什麼叫做脫氧, 有興趣者可以自己去查書看, 幾乎所有討論鋼鐵材料的書都有. 我們只看其影響性. 未靜鋼及半靜鋼由於內含氣泡之故, 因此於壓延之後組織內部會存在有裂縫. 在鍛造時極易造成裂痕, 因此在冷鍛加工方面其實用性不高, 主要是用在結構方面, 如鋼板, 鋼筋等. 冷鍛加工方面, 絕大多數使用全淨鋼材料.2.組織構造: 既然冷鍛加工多數使用全淨鋼材料, 那現在我們來看全靜鋼如何應用在冷鍛加工上, 及其組織構造上又有何區別? 一般而言, 全淨鋼依照脫氧劑的不同, 又可以分為下列兩種:a.鋁脫氧全淨鋼: 使用鋁作為脫氧劑之全靜鋼, 脫氧後其組織為細晶( Fine Grain )組織, 其優點為易於鍛造, 冷鍛加工硬化性低(有興趣可以去查一查比較專業性的書籍才有), 但有一得必有一失, 鋁脫氧鋼熱處理硬化性卻是不佳, 這個鳥竅門很多人不知道, 常常掉進陷阱, 例如自攻螺絲或是Grade 5.1 小螺絲, 其實是使用C1018K – Cl022K才可以比較容易地達到其規定熱處理條件, 但是用料習慣上為了節省成本 ( C1018K – Cl022K有時需要退火或球狀化), 還是使用了C1018A –C1022A, 因此在臺灣QIC為這個問題吵了將近十年, 現在還在吵. 因為鋁脫氧鋼的這種性質, 因此在實際應用上, 多用於軟鋼料如SWRCH 6A –15A等不作熱處理的鋼種, 不過也有例外, 比如說中鋼的1035ACR就是鋁脫氧鋼, 應用在Class 8.8或Grade 5的螺栓時, 可以不必退火或球化就可以直接打製, 這個導致了這些螺栓台灣變成成本最低的. 又因為它是細晶材料, 所以熱處理硬化能不佳, 所以中鋼又添加了一些鉻Cr進去增加其硬化能, 不過公稱尺寸超過M12或1/2”(含)時, 就淬不到標準值, 於是中鋼又出了1040ACR牌號出來應付較大規格需要, 可是, 嘿嘿, 一到M20或3/4”(含), 這個又不行了, 根據中鋼人員表示, 更大規格可以使用1541高錳碳鋼, 不過這”只是”個建議. 對於大尺寸的螺栓, 還是依照標準使用矽脫氧粗晶材料較佳.b.矽脫氧全淨鋼: 使用矽作為脫氧劑之全靜鋼, 脫氧後其組織為粗晶( Coase Grain )組織, 其缺點為不易鍛造, 冷鍛加工硬化性高, 但有一失必有一得, 矽脫氧鋼熱處理硬化能較好. 因為矽脫氧鋼的這種性質, 因此在實際應用上, 多用於硬鋼料如SWCH 35K –45K等主要作為熱處理的鋼種.三. 材料表面要求在了解了材料精製狀況與其內部組織之後, 接下來就應該要了解材料的表面要求, 其實材料的表面要求的原則和精製要求道理差不多, 只是一個要求裡面, 一個要求外面. 只是程度上有點差別而已, 冷鍛加工時, 外部表面的敏感性比內部組織的敏感性還高. 由於只介紹冷鍛用材料, 因此我們也只介紹冷鍛用材料的表面要求研磨分等. 依照中鋼對冷鍛用材料表面要求規定, 一共可以分成4等:a.商業用品級MQ(Merchandise Quality ).b.一般冷鍛用品級GCWQ( General Cold Work Quality ).c.特殊冷鍛用品級SCWQ( Special Cold Work Quality ).d.重冷鍛用品級HCWQ( Heavy Cold Work Quality ).其差異就在於熱軋之前的表面研磨處理, 一般而言, 線材或棒鋼大部份由小鋼胚熱軋而成, 小鋼胚在煉鋼後常會於表面形成不連續或氧化物等雜質, 在軋延成線材之後會在材料表面上形成縫Seams, 對冷鍛加工有相當不利的影響, 因此冷鍛用材料常常需要研磨. 上面這4級就是在規定研磨的公差及品級要求.1.商業用品級MQ : 一般而言, MQ級材料在鋼胚時並不作表面研磨處理, 因此此級並未規定表面縫之深度, 常使用來產製變形量不大的產品如普通六角螺帽, 鍛造比不超過2的小螺絲等緊固件. 產製時一不小心就會開裂, 使用此級時應加強產品表面不連續檢查頻率.2.一般冷鍛用品級GCWQ : GCWQ材料在鋼胚時即進行表面研磨處理, 其縫之深度依照材料可鍛性及加工硬化性而定, 低碳鋼時其要求就比較鬆, 中碳鋼時其要求就比較嚴格. 一般可適用於普通鍛造比例的冷鍛加工. 通常用於普通螺帽, 普通螺栓, 螺絲等.3.特殊冷鍛用品級SCWQ : 其製作與GCWQ相同. 但要求比較嚴格, 因此可以用來製作大鍛造比例的緊固件如輪緣螺帽, 輪緣螺絲等緊固件.4.重冷鍛用品級HCWQ : 其製作與GCWQ相同. 但要求最嚴格, 可以用來製作相當大鍛造比例的緊固件如大比例輪緣螺帽, 電梯螺栓等緊固件.GCWQ, SCWQ及HCWQ這三級又稱CHQ( Cold Heading Quality ), 是冷鍛緊固件最常用的材料.至於寶鋼則將冷鍛用材料分成三級, 普通級, 較高級及高級三種. 其冷鍛容許量為普通級1/2( 可鍛壓到原長度的1/2 ), 較高級1/3, 高級三種. 使用者可以依不同的鍛造比例選擇材料.四. 材料機械性能材料機械性能方面大部份應用在加工硬化的部份, 與熱處理關聯很少, 很不幸的是討論這方面實際應用的文件相當少, 但相關標準卻很多, 絕大部份集中於構造用鋼板的加工硬化, 討論到線材或棒鋼材料的加工硬化也是不多. 由於資料上的不充足, 因此我們只好以管窺豹地來看一看這一方面究竟有啥東東.一般而言, 材料於製造緊固件時最重要的機械性能是拉力, 就構造用鋼板言, 如SS330, SS400, SS490等, 這些鋼板並不限定含碳量的多寡, 而就指定各種鋼板的抗拉強度, 因此基本上都可以用同一種材料去做, 但是壓延的比例就不一樣, 強度較低的SS330壓延比例小, 強度較高的SS490壓延比例就較大, 利用加工硬化來控制鋼板的強度. 應用在緊固件時, 如DIN 125平面墊圈, 有14H 及22H等強度區分, 如果用錯鋼板, 就可能達不到要求, 尤其是22H較高強度的墊圈.就線材及棒鋼而言, 就有一般拉伸線及重拉伸線的區分, 其分為大約是一般拉伸線其斷面縮減率在25%以下, 重拉伸線( Heavy Drawing Wire )在25%以上, 一般拉伸線拉伸斷面縮減率如果超過25%以上就必須退火或球化以求軟化材料. 但重拉伸線並不軟化以求保持原有強度. 應用在緊固件時, 常用於高拉力螺樁等不必鍛造的緊固件.五. 其它特殊要求鋼鐵材料除了上述4點應該了解的技術重點外, 另外還有一些比較特殊的要求, 銷售人員及技術人員如果可以了解的話將有助於工作之推展.1.耐候性要求: 當緊固件主要用途係暴露在大氣下使用時而又不適宜使用塗裝或表面處理時, 耐候性的要求將會變成一個重點, 其解決的方法即添加一些合金元素到鋼材裡面以便增加材料的耐候性. 如JIS SPA-H及SPA-C, 透過增加銅( 0.25% - 0.6% ), 鉻( 0.3% - 1.25%), 鎳( 0.65%Max )來增加材料的耐候性能. 應用在緊固件方面時, 通常使用於塔式螺栓, 軌道螺栓及一些構造用緊固件.2.焊接性要求: 假如緊固件的主要用途是用在焊接時, 電弧焊及氣焊一般對鋼材都沒有問題, 但如果是點焊的話, 就必須小心, 最好是使用低碳鋼種來製造緊固件, 但如果依舊不如理想或強度要求時, 可以使用錳增量鋼種, 錳含量最好不要超過 1.2%, 應用在緊固件時, 大部份使用在焊接螺帽和焊接螺絲.總結鋼鐵材料應用千變萬化, 使用得當的話, 可以化腐朽為神奇, 化清水變雞湯, 但如果用的不適當, 就可能會死的很慘. 由於客戶的設計人員對緊固件這種東西不太內行業不太重視, 因此業務人員在必要時應該負責對客戶解釋這些問題或提供解答. 您希望作一個銷售業務或是一個銷售工程師?。