《汽车紧固件用冷镦钢盘条》的研发新进展！

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介绍

昨天，受张先明先生委托，小编向大家推荐了他的最新成果“汽车紧固件用冷镦钢圆盘”的新进展。 在此分享给大家，以飨读者。

概括

国内紧固件的材质与发达国家有较大差异。 提出汽车紧固件专用冷镦钢盘，提升冷镦钢盘技术水平，有针对性地满足汽车用高硬度紧固件。 紧固件使用原材料的要求规范了国家紧固件产品的技术质量水平。

本文介绍了YB《汽车紧固件用冷镦钢圆盘》新标准。 字母已标记。

从冷蠕变、脱碳层、晶粒尺寸、非金属夹杂物和低倍组织的严格控制出发，参照现行冷镦钢国家标准GB/T6478，冷镦钢盘有5种类型：

淬火圆钢类别新增7个钢种； 含硼淬火圆钢类别中新增10个钢种。

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概述

新的发展时期，在我国车辆工业快速发展的环境下，随着市场竞争的日益激烈，加上车辆对紧固件产品轻量化、环保、长寿命等质量要求的不断提高，车辆紧缺固件企业的技术和设备将不断创新。

可见，汽车紧固件的市场空间巨大。 紧固件是汽车制造业的关键基础件之一，其品种和质量对主机水平和整车质量产生重要影响。 我国是汽车生产大国。 一段时期以来，美系、德系、日系等外资合资高端汽车关键零部件紧固件长期依赖进口。 例如，10.9级和12.9级底盘紧固件所用钢材主要来自大阪、日本新日铁、韩国浦项等公司。

在车辆底盘中，曲轴螺母、发动机螺钉、曲轴皮带轮螺钉、飞轮螺钉和连杆轴承盖螺钉统称为五键螺钉，在发动机、行走、和转向。 ，占全车紧固件使用数量的60%以上。

车辆用高硬度紧固件的生产对原材料的疲劳硬度、塑性和硬度、夹杂物浓度、表面质量、金相组织、冷镦性能等都有较高的要求。 此类螺钉的硬度基本超过10.9级，材料钢级为合金冷镦钢，需要淬火热处理。

为了保证一定的夹紧力，在生产和装配时基本采用扭矩加转角紧固的方法。 曲轴螺钉作为底盘的关键螺钉，将其拧紧至屈服状态。 底盘运行过程中，曲轴螺母要承受活塞曲轴往复运动的惯性力和曲轴旋转的离心力的交变载荷，并且在运转过程中还要承受每分钟数千次的交变偏转冲击。气缸的压缩冲程和爆炸冲程。 ，断裂方式一般为疲劳断裂。

近年来，随着我国钢铁生产技术的不断进步，高端汽车紧固件用钢国产化逐步深入。 目前，鞍钢、兴钢、永钢、济钢、马钢、兴城、襄钢等企业具备生产车辆用高强度紧固件钢的能力。 部分。

目前高硬度紧固件常用钢号有：8.8级紧固件用SWRCH3535K、10B21、10B28钢； 10.9级紧固件用10B33、35CrMo、40Cr钢； 12.9级紧固件采用35CrMo、42CrMo、SCM435钢等

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问题陈述

在车辆紧固件高硬度、高寿命、轻量化要求日益严格的趋势下，迫切要求螺钉材料具有更好的性能和更稳定的质量，以满足先进的设计理念和方法，促进我国车辆工业的发展。 紧固件行业紧固件制造水平的发展与进步。

由于我国汽车紧固件的研究起步较晚，材料的发展落后于西欧、美国、加拿大等发达国家，而国外对材料的基础数据研究，如实际疲劳特性和新材料的开发，数量相对较少。

目前国外材料主要是欧共体、美国、日本的冷镦钢材料国产化。 国内紧固件材料与发达国家有较大差异，主要表现在国产钢材的纯度和均匀性较低，氧含量较低。 非金属杂质浓度高； 钢材淬透性波动较大，低温高性能钢、低温抗冲击钢、经济批量生产的高硬度紧固件缺乏原材料。

随着各企业车辆​​用冷镦钢产品的不断发展，现行的冷镦钢国家标准GB/T6478和GB/T28906很难满足车辆用冷镦钢的质量要求。 另外，高硬度紧固件对原材料的要求较高，成本也比普通冷镦钢高。

由于国外尚无此类特种冷镦钢产品的国家或行业标准，因此不少企业制定了自己的企业标准。 此类企业标准、团体标准的主要目的是提高标准技术指标要求，满足车辆紧固件生产企业的使用。

但由于标准制定单位或学术团体的出发点、技术水平和标准起草水平存在差异，导致行业内车辆用冷镦钢标准最终的质量和技术指标要求不同，这不利于车辆用冷镦钢标准质量要求的标准化和统一。 ，也不利于用户的使用和紧固件产品的标准化。

YB《汽车紧固件用冷镦钢盘》冶金行业标准由省钢材标准委员会盘源及钢丝分技术委员会秘书处承担，标准由广东永钢集团有限公司制定。冶金工业信息标准研究院等单位起草了汽车紧固件专用冷镦钢圆盘。 该标准提升了冷镦钢圆盘的技术水平。

由于车用冷镦钢盘成分、纯净度、冷蠕变及表面质量要求较高，有针对性地满足车用高硬度紧固件的原材料要求，规范国家紧固件产品，助力紧固件出口产品及汽车用高硬度紧固件钢国产化进程的推进。

此外，以标准为导向，提升我国车用冷镦钢质量水平。 目标是提高全省国外冷镦钢的质量水平，减少高端汽车紧固件的进口。

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光盘制作过程

汽车紧固件用冷镦钢盘的基本生产工艺为：铁水预处理（KR）→转炉冶炼（BOF）→LF→RH/VD→大坯板坯→坯料切割→磨削→探伤→修磨→轧制。

冶炼过程控制的重点是杂质、偏析、晶粒度、成分均匀性和一致性以及氧、氮、氢浓度等； 轧机工艺重点控制表面质量（防止烧伤和裂纹）、脱碳层、尺寸精度、尺寸、材料头尾修整量、金相组织（防止魏氏组织）和冷蠕变性能等。 关键紧固件对抗氢致延迟断裂性能要求较高，因此要求合金具有适当的氢陷阱。

例如，常用的材料是SCM435钢。 国外大多使用日本大阪、新日铁的材料。 国内紧固件材料与发达国家有较大差异。 可见，为了保证原材料质量，必须对RH/VD精炼和钢坯质量进行调整。 控制是基本要求。

材料转换工艺为PASAIP，材料转换控制要点包括毛坯规格的选择、球化工艺、脱碳、磷化膜及表面质量等。为了满足车辆紧固件冷镦的要求，不仅合理的球化工艺，而且表面质量的控制也非常关键。 因此，要求材料的形状不能有咬伤、压伤、弯曲、残留氧化皮和黑点等缺陷。

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标准修订内容

4.1 引用标准

《汽车紧固件用冷镦钢板》结合国外钢铁企业的发展、生产工艺的优化、技术武器的进步和紧固件行业的需要，参考国内外相关标准，在GB/基于T6478-2015行业标准制定；

主要参考的国内外标准有：

4.2 钢号及物理成分

为了保证材料性能的稳定性以及考虑冷镦和冷挤压成形性能，收紧了各钢种的碳浓度和杂质浓度范围。 一般碳浓度组间距调整为5，杂质P、S浓度分别降低至0.020%。

各钢种的实际使用要求对Si、Mn等合金元素的浓度稍严格，并根据目前车辆紧固件行业的材料要求增加或删除了部分钢种。

为了便于区分车辆紧固件用冷镦钢盘与现有标准钢号的区别，钢号的命名遵循GB/T6478中的形式，同时采用“ qi”在钢号首字母中降低，并标注了首字母Q的具体字母。

至于13.9级和14.9级紧固件及相应钢材，尚不成熟，现阶段使用较少，因此不纳入该钢级。 由于非调质冷镦钢在新能源汽车方面具有相当大的优势，且目前发展进展相当顺利，因此将继续纳入标准中。

参照现行冷镦钢国家标准GB/T6478-2015，冷镦钢盘有5种类型：

淬火圆钢类别新增7个钢种：减少QML38、QML40Mn、QML50，对应JIS3507-2010的SWRCH3838K、​​SWRCH4141K、SWRCH5050K； 减少QML15CrMo、QML42CrMo，对应JISG4053-2016的SCM415、SCM440；

车辆紧固件用耐热钢的三个钢种也有所降低：QML41CrMoV、QML35CrMoV、QML21CrMoV； 另请参阅 ASTMA29/A29M-16 中对 Si 的协商要求。 对于钢材冷变形率较高的情况，可经供需双方协商控制Si质量分数不低于0.10%。 并删除用量较少的ML15Mn和ML25Mn。

含硼淬火圆钢类别新增10个钢种：减少QML2323B，对应ASTMA29-16中的10B23； 减少QML2828B，对应ISO4954:2018中的28B2； 减少QML3333B、QML3838B、QML4545B，分别对应ASTMA29 10B33中的-16； 10B38； 10B45； 减少QML20CrB，对应ASTMA29-16中的51B20。 降低能提高淬透性和热性能的钢种，并要求添加一定的Cr元素。

4.3 其他

4.3.1 冷蠕变---根据ISO4954-2018的技术要求，改变了钢材冷蠕变性能的要求。 删除了普通等级（1/2冷蠕变）的选项，减少了1/5冷蠕变的选项供用户选择。 如果盘片未经固溶直接进行1/4、1/5冷镦，就会出现塑料脱落的问题； 应降低样品在1/4和1/5冷镦前能固溶的要求。

4.3.2 渗碳层 ---参照ISO4954-2018和EN10263.1-2017修改渗碳层要求:淬火型(包括含硼钢)和非淬火型钢应符合GB/T224的规定第7.3节渗氮层检查，整流层深度应符合表2的规定。用户如有特殊需要，应在协议中注明。

表2 淬火型（包括含硼钢）和非淬火钢的渗碳层 单位：mm

4.3.3 碳化物程度——参照相关标准，提出非热处理、表面淬火及调质钢（包括含硼钢）的奥氏体碳化物程度不应大于6.0。

4.3.4 非金属夹杂物 ---参照ISO4954-2018和车辆紧固件行业要求变更夹杂物的要求。 为了满足不同的需要，提出了两套杂质等级要求，以满足不同等级紧固件的要求，如下表3所示：

表3 非金属夹杂物牌号要求

4.3.5低倍组织——根据车辆紧固件行业要求，酸浸低倍组织中的总体松动、中心松动、中心（或锭型）褐变应不小于2.5到 1.0。

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结语

在一定条件下，原材料的质量会影响紧固件生产工艺参数的选择，并直接影响车辆用高硬度紧固件的综合热性能和安全性。 在车辆安装过程中，车辆用高硬度紧固件的开发和应用仍面临来自供应商和制造商的挑战。

在正确的位置选择正确的材料是满足车辆接头制造要求的最佳方法。 由于高精度、高硬度紧固件的需求不断增加，对高纯度、高性能、高品质冷镦钢的需求也更加迫切。 通过标准的制定和实施，将促进紧固件质量的提高和行业的发展。

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