CN109468543A - 一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢，包括有按质量百分比计的C:0.05～0.11％，Si:0.01～0.05％，Mn:1.0～1.4％，S:≤0.03％，P：≤0.02％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al:0.02～0.07％，其余部分由Fe和不可避免的杂质构成，其制造方法为将按上述成分组成的钢原材料按如下工艺进行加工：线材去氧化皮—拉丝—冷镦—渗碳淬火—回火—电镀。本发明省略了制造过程中材料的球化退火过程，因此而节约了生产工艺，减少了能源消耗，降低了原材料成本及由于材料球化退火质量控制的风险。通过反复对比实验，本产品达到GB/T15856.1‑2002标准的所有机械性能要求。

Description

一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及钢材，特别涉及一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢,及其制造方法。
背景技术
冷镦钢广泛用于生产自攻自钻螺钉等标准件、紧固件，目前最常用的冷镦钢为SWRCH22A进口冷镦钢，产品具有成分稳定、有害元素低、钢质纯净度高、表面缺陷少等优点，拉拔性能好、冷镦开裂率低。冷镦是在室温下将原料钢采用一次或多次冲击加载，通过冷作硬化提高工作的抗拉强度、改善机械性能,采用冷镦工艺制造紧固件,不但效率高、质量好,而且用料省、成本低，但是冷镦工艺对原材料的质量要求较高，冷镦用钢必须其有良好的冷顶锻性能,钢中S和P等杂质含量减少,对钢材的表面质量要求严格,故经常采用优质碳钢,并进行球化退火热处理,以改善钢的冷镦性能。现有冷墩钢的常见生产工艺为：线材去氧化皮—拉丝（多次）—球化退火—拉丝—冷镦—渗碳淬火—回火—电镀。
在上述原材料的上述生产工艺过程中，为了获得高强度，高塑性和韧性，低脆性，高机械性能的原材料，球化退火过程是一个必不可少的工序，其通过控制球化温度，并通过一系列的退火处理，改变原材料内部组织结构，从而使原材料获得优良的机械性能。然而，球化过程却是一个需要精准控制的工艺过程，其球化过程的能耗高、生产成本高，导致高机械性能的优良原材料的成本相对较高，且在球化的过程中由于各种因素的控制不到位易导致废品率高，或是原材料的产品质量达不到特定要求。
因此，如果能发明一种不需要进行球化退火处理的冷镦钢原材料，则将大大节约能源消耗、降低质量风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢及其制造方法，以解决背景技术中所存在的缺点与不足。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢，其特征在于，包括有按质量百分比计的C:0.05～0.11％，Si: 0.01～0.05％，Mn:1.0～1.4％，S:≤0.03％，P：≤0.02％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.07％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
对于本发明所述的一种用于制造高强度标准件用钢材，进一步地，包括有按质量百分比计的C:0.06～0.09％，Si: 0.02～0.04％，Mn:1.0～1.3％，S:≤0.02％，P：≤0.02％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.07％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
对于本发明所述的一种用于制造高强度标准件用钢材，进一步地，包括有按质量百分比计的C:0.07～0.08％，Si: 0.02～0.03％，Mn:1.1～1.3％，S:≤0.02％，P：≤0.015％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.06％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
对于本发明所述的一种用于制造高强度标准件用钢材，进一步地，包括有按质量百分比计的C:0.07％，Si: 0.03％，Mn:1.2％，S:≤0.018％，P：≤0.015％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.06％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
一种用于生产自攻自钻螺钉冷镦钢的制造方法，其特征在于，将按上述任一一种所述的成分组成的钢原材料按如下工艺进行加工：线材去氧化皮—拉丝（多次）—冷镦—渗碳淬火—回火—电镀。
有益效果：本发明省略了制造过程中材料的球化退火过程，因此而节约了生产工艺，减少了能源消耗，降低了原材料成本及由于材料球化退火质量控制的风险。通过反复对比实验，本产品达到GB/T15856.1-2002标准的所有机械性能要求。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明：
实施例1：一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢，包括有按质量百分比计的C:0.05～0.11％，Si: 0.01～0.05％，Mn:1.0～1.4％，S:≤0.03％，P：≤0.02％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.07％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
实施例2：一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢，包括有按质量百分比计的C:0.06～0.09％，Si: 0.02～0.04％，Mn:1.0～1.3％，S:≤0.02％，P：≤0.02％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.07％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
实施例3：一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢，包括有按质量百分比计的C:0.07～0.08％，Si: 0.02～0.03％，Mn:1.1～1.3％，S:≤0.02％，P：≤0.015％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.06％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
实施例4：一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢，包括有按质量百分比计的C:0.07％，Si: 0.03％，Mn:1.2％，S:≤0.018％，P：≤0.015％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.06％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
按上述四个实施例配比生产出来的钢材的各项实验数据与现有原材料钢材SWRCH22A的主要性能指标对比：（以GB/T15856.1-2002标准）；
结论：本发明新材料钢材的主要性能指标达到或超过SWRCH22A进口冷镦钢的性能指标，且符合GB/T15856.1-2002标准的所有机械性能要求。
一种用于生产自攻自钻螺钉冷镦钢的制造方法，其特征在于，将按上述任一一种所述的成分组成的钢原材料按如下工艺进行加工：线材去氧化皮—拉丝（多次）—冷镦—渗碳淬火—回火—电镀。本工艺过程即在原传统材料工艺的基础上，省去了球化退火处理的工艺过程。在传统工艺球化退火处理的过程中，由于球化炉的密封性不好，极易导致钢材原材料中的C成份跟空气中的氧气接触从而形成二氧化碳，导致钢含量碳减少，形成脱碳，从而使材料失效或影响质量。本发明材料既节约了生产工艺，减少了能源消耗，又完全省去了球化处理过程，有效避免了球化处理过程中质量控制的风险。
通过上面的实验数据及工艺过程可以看出：在本发明新材料钢材的主要性能指标达到或超过SWRCH22A进口冷镦钢的性能指标，且符合GB/T15856.1-2002标准的所有机械性能要求的基础上，按上述配比进行钢材生产时，其完全可以去掉“球化退火”工序，同样能使得生产出来的钢材满足相关的标准要求性能指标。具体原因分析：材料中珠光体、铁素体的含量不同，导致材料的塑性指标较高，从而导致本新材料不用进行球化处理。

Claims (5)

1.一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢，其特征在于，包括有按质量百分比计的C:0.05～0.11％，Si: 0.01～0.05％，Mn:1.0～1.4％，S:≤0.03％，P：≤0.02％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.07％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
2.根据权利要求1所述的一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢，其特征在于，包括有按质量百分比计的C:0.06～0.09％，Si: 0.02～0.04％，Mn:1.0～1.3％，S:≤0.02％，P：≤0.02％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.07％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
3.根据权利要求1所述的一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢，其特征在于，包括有按质量百分比计的C:0.07～0.08％，Si: 0.02～0.03％，Mn:1.1～1.3％，S:≤0.02％，P：≤0.015％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.06％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
4.根据权利要求1所述的一种用于生产自攻自钻螺钉的冷镦钢，其特征在于，包括有按质量百分比计的C:0.07％，Si: 0.03％，Mn:1.2％，S:≤0.018％，P：≤0.015％，Cr:≤0.1％，Ni:≤0.25％，Cu:≤0.05％，Al: 0.02～0.06％，其余部分由 Fe 和不可避免的杂质构成。
5.一种自攻自钻螺钉冷镦钢的制造方法，其特征在于，将按上述任一一种所述的成分组成的钢原材料按如下工艺进行加工：线材去氧化皮—多次拉丝—冷镦—渗碳淬火—回火—电镀。
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