紧固件材料相关知识.pdf
緊固件與鋼鐵材料緊固件與鋼鐵材料-吳政哲吳政哲有百分之九十的以下的緊固件使用鋼鐵材料有百分之九十的以下的緊固件使用鋼鐵材料,如果將不銹鋼加進去如果將不銹鋼加進去,比例比例還會更高還會更高,作為緊固件銷售人員或銷售工程師作為緊固件銷售人員或銷售工程師,不可不了解其中的變化及區分不可不了解其中的變化及區分,如果是設計工程師如果是設計工程師,所應該了解的還必須更多所應該了解的還必須更多.緊固件使用鋼鐵材料所必須考慮的大約可以分為下列因素緊固件使用鋼鐵材料所必須考慮的大約可以分為下列因素:1.1.材料化學成份材料化學成份.2.2.材料精製程度及組織狀態材料精製程度及組織狀態.3.3.材料表面要求材料表面要求.4.4.材料機械性能材料機械性能.5.5.其它特殊要求其它特殊要求.一般銷售人員應該了解的是材料化學成份與緊固件機械性能的關係一般銷售人員應該了解的是材料化學成份與緊固件機械性能的關係,銷售銷售工程師必須了解工程師必須了解1-31-3及部及部份及部及部份5 5的要求的要求,至於高級品保人員及設計工程師則必至於高級品保人員及設計工程師則必須全部掌握這些因素及其間的相關性並求得融會貫通須全部掌握這些因素及其間的相關性並求得融會貫通.要全部了解世界各國所要全部了解世界各國所有緊固件使用鋼材是不可能的有緊固件使用鋼材是不可能的,因此因此,本章僅就常用部份加以討論本章僅就常用部份加以討論,其中包括其中包括:1.1.ISO.ISO.2.2.DIN.DIN.3.3.AISI.AISI.4.4.SAE.SAE.5.5.JIS.JIS.6.6.部份鋼廠引用標準部份鋼廠引用標準.如果客戶要求超過上述部份領域如果客戶要求超過上述部份領域,而銷售人員必須尋求答案時而銷售人員必須尋求答案時,您應該向您應該向品保單位主管尋求支援品保單位主管尋求支援.一般而言一般而言,如果您了解並通達本章包含材料時如果您了解並通達本章包含材料時,至少至少有八成以上詢價會難不倒您有八成以上詢價會難不倒您,而且您比您客戶的設計人員還了解鋼鐵材料在緊而且您比您客戶的設計人員還了解鋼鐵材料在緊固件的要求及使用方式固件的要求及使用方式.並進而可以獲得您客戶對您的信心並進而可以獲得您客戶對您的信心.一一.材料化學成分與緊固件材料化學成分與緊固件鋼鐵材料化學成分與緊固件強度級數息息相關鋼鐵材料化學成分與緊固件強度級數息息相關.一般而言一般而言,鋼鐵材料化學鋼鐵材料化學成分中最重要的部份是碳的含量成分中最重要的部份是碳的含量.依碳含量依碳含量,鋼又可以分為軟鋼材及硬鋼材鋼又可以分為軟鋼材及硬鋼材.軟鋼材指的是含碳量在萬分之軟鋼材指的是含碳量在萬分之 3030 以下的鋼以下的鋼.硬鋼材則是含碳量在萬分之硬鋼材則是含碳量在萬分之 3030 以以上到萬分之上到萬分之 8585 以下的鋼材以下的鋼材(依依 JISJIS 區分區分).).製造緊固件時一般可以區分為製造緊固件時一般可以區分為:1.1.冷加工用材料冷加工用材料:a.a.螺栓螺栓,螺絲及螺樁等外螺紋緊固件螺絲及螺樁等外螺紋緊固件:1)1)強度級數較低的材料使用軟鋼材強度級數較低的材料使用軟鋼材.一般級數在一般級數在ISOISO ClassClass 4.64.6 6.8(6.8(或或 SAESAE GradeGrade 1 1 2)2)之間使用軟鋼材可以達到其強度要求之間使用軟鋼材可以達到其強度要求.一一般使用軟鋼材含碳量範圍在萬分之般使用軟鋼材含碳量範圍在萬分之1010以下以下.但級數較高如但級數較高如Class 5.8Class 5.8及及 6.86.8 的緊固件則使用較高碳含量的鋼種如的緊固件則使用較高碳含量的鋼種如 C1020C1020 以上以上.但在實際但在實際應用上應用上,最好不要超過萬分之最好不要超過萬分之2525以免成型時不好處理以免成型時不好處理.此類緊固件此類緊固件不需熱處理不需熱處理.其強度之達成有賴於冷加工硬化其強度之達成有賴於冷加工硬化.2)2)強度級數較高的材料使用硬鋼材或合金鋼強度級數較高的材料使用硬鋼材或合金鋼.一般級數在一般級數在 ISOISO ClassClass8.88.8 12.9(12.9(或或 SAESAE GradeGrade 5 5 8)8)之間使用硬鋼材或合金鋼及熱處理之間使用硬鋼材或合金鋼及熱處理才可以達到其強度要求才可以達到其強度要求.ClassClass 8.8(8.8(GradeGrade 5 5)一般使用中碳鋼一般使用中碳鋼(C1035C1035 以上以上)及熱處理及熱處理(淬淬火火,回火回火).).ClassClass 9.89.8 及及 ClassClass10.9(10.9(GradeGrade 8 8)使用合金鋼使用合金鋼(低到中合金鋼低到中合金鋼)及熱處理及熱處理(淬火淬火,回回火火).).ClassClass 12.9(12.9(ASTMASTM A574A574)使用中碳合金鋼及熱處理使用中碳合金鋼及熱處理(淬火淬火,回火回火).).如果緊固件的公稱直徑不大及使用場合為常溫場合時如果緊固件的公稱直徑不大及使用場合為常溫場合時,經經客戶同意或指定也可以使用低碳硼鋼及熱處理客戶同意或指定也可以使用低碳硼鋼及熱處理(淬火淬火,回火回火).).使使用低碳硼鋼運用時可用於用低碳硼鋼運用時可用於 Class 8.8,9.8,10.9(SAE Grade 5.2,8.2)Class 8.8,9.8,10.9(SAE Grade 5.2,8.2)以便降低成本以便降低成本.b.b.螺帽等內螺紋緊固件螺帽等內螺紋緊固件:1)1)強度級數較低的材料使用軟鋼材強度級數較低的材料使用軟鋼材.一般級數在一般級數在 ISOISO ClassClass 5 5 6(6(或或SAE Grade 1SAE Grade 1 2)2)之間使用軟鋼材可以達到其強度要求之間使用軟鋼材可以達到其強度要求.一般使用一般使用軟鋼材含碳量範圍在萬分之軟鋼材含碳量範圍在萬分之 1010以下以下.但級數較高如但級數較高如 Class 8(Class 8(或或 SAESAEGrade 5)Grade 5)的緊固件則使用碳含量具有下限的鋼種如的緊固件則使用碳含量具有下限的鋼種如C1010C1010以上以上.但但在實際應用上在實際應用上,最好不要超過萬分之最好不要超過萬分之 1818以免成型時不好處理以免成型時不好處理.此類此類緊固件不需熱處理緊固件不需熱處理.其強度之達成有賴於冷加工硬化其強度之達成有賴於冷加工硬化.其中以其中以 8 8 級級螺帽最難處理螺帽最難處理.螺帽與螺絲不同螺帽與螺絲不同,其荷重方式主要以壓縮為主而非其荷重方式主要以壓縮為主而非伸張伸張.因此螺帽的強度不只與材料相關因此螺帽的強度不只與材料相關,還與尺寸還與尺寸(尤其是厚度尤其是厚度)相關聯相關聯.8.8級螺帽亂用材料將會造成螺帽強度不足級螺帽亂用材料將會造成螺帽強度不足,業務人員必須小業務人員必須小心心.2)2)強度級數較高的材料使用硬鋼材強度級數較高的材料使用硬鋼材.一般級數在一般級數在 ISOISO ClassClass 1010(或或SAESAE GradeGrade 8 8)之間使用硬鋼材熱處理才可以達到其強度要求之間使用硬鋼材熱處理才可以達到其強度要求.一一般使用中碳鋼般使用中碳鋼(C1035C1035 以上以上)及熱處理及熱處理(淬火淬火,回火回火).).亦有使用硼亦有使用硼鋼製造者鋼製造者.c.c.墊圈類鋼板用料墊圈類鋼板用料:1)1)平面墊圈平面墊圈:無荷重用平墊圈通常使用結構用熱軋鋼板邊角料無荷重用平墊圈通常使用結構用熱軋鋼板邊角料(即即JISJIS G3101G3101 SSSS 材材)製造製造,一般而言一般而言,無甚要求無甚要求.有硬度要求有硬度要求(但不但不高高)的平墊圈可以使用較厚的邊角料在壓延一些使之冷加工硬化之的平墊圈可以使用較厚的邊角料在壓延一些使之冷加工硬化之後再生產即可後再生產即可.2)2)防鬆用或荷重用墊圈防鬆用或荷重用墊圈:一般使用材料限制比較緊一般使用材料限制比較緊,依製造習慣依製造習慣,一一般使用碳素鋼般使用碳素鋼 S 50CMS 50CM到到 S 70CMS 70CM並淬火回火並淬火回火.比較困難處理的比較困難處理的(如如弓形墊圈或齒型墊圈弓形墊圈或齒型墊圈),),可以改用碳素工具鋼可以改用碳素工具鋼 SK 6MSK 6M 或或 SK 7M.SK 7M.這這些材料必須是全脫氧的冷軋鋼板些材料必須是全脫氧的冷軋鋼板(參照參照 JIS G3311).JIS G3311).d.d.鉚釘鉚釘,插銷或拉釘插銷或拉釘:鉚釘鉚釘,插銷或拉釘一般用料與螺栓同插銷或拉釘一般用料與螺栓同,但須注意有但須注意有一些鉚釘一些鉚釘(尤其是中空鉚釘尤其是中空鉚釘)其硬度不可太高其硬度不可太高,甚至要求到甚至要求到 HRBHRB 6060 以下以下者者,請注意請注意,一般鋼料在正常化後其硬度約在一般鋼料在正常化後其硬度約在 HRB 70HRB 70 80,80,因此硬度要因此硬度要求低於求低於 HRB 70HRB 70 以下時就必須特殊處理以下時就必須特殊處理,另外這些鉚釘使用材料最好不另外這些鉚釘使用材料最好不要高於要高於 AISI 1004AISI 1004 以免冷作加工之後硬度過高以免冷作加工之後硬度過高.e.e.小螺絲及自攻螺絲小螺絲及自攻螺絲:在緊固件領域裡在緊固件領域裡,這一群算是比較特殊這一群算是比較特殊,跟螺帽跟螺帽一樣一樣,材料變化也很多材料變化也很多,很難理解很難理解.不過還是會有一些規則可循不過還是會有一些規則可循.一般小機械螺絲及木螺絲未做硬化熱處理者一般小機械螺絲及木螺絲未做硬化熱處理者,其用料絕大部份為軟鋼其用料絕大部份為軟鋼料料,且集中於且集中於 C1006-C1010(SWRM 6C1006-C1010(SWRM 6 SWRM 10).SWRM 10).機械螺絲做硬化機械螺絲做硬化熱處理者熱處理者,大部份使用大部份使用 C1018C1018 C1022C1022 材料材料(這是因為含碳量要在萬分這是因為含碳量要在萬分之之1515以上才容易對調質熱處理起作用以上才容易對調質熱處理起作用,而含碳量超過萬分之而含碳量超過萬分之2525以上時以上時,調質熱處理有延展性劣化的現象調質熱處理有延展性劣化的現象,因此因此 SAESAE J429J429 GradeGrade 5.15.1 作如此規作如此規定定),),一般而言一般而言,機械螺絲不作滲碳熱處理機械螺絲不作滲碳熱處理,如果作滲碳熱處理的話如果作滲碳熱處理的話,想想必是您客戶把它當作自攻螺絲必是您客戶把它當作自攻螺絲Type CType C使用但以機械螺絲名義下單給您使用但以機械螺絲名義下單給您.這個不管這個不管,反正您的客戶爽就可以反正您的客戶爽就可以.自攻螺絲用料範圍就很窄自攻螺絲用料範圍就很窄,但是有時候為達目的但是有時候為達目的,不擇手段不擇手段,尤其是以尤其是以塑膠牙自攻螺絲為甚塑膠牙自攻螺絲為甚,不過一般來說不過一般來說,大部份還是使用低碳鋼來做大部份還是使用低碳鋼來做,不不過選擇範圍很窄過選擇範圍很窄,一般用料只有一般用料只有C1018,C1021,C1022C1018,C1021,C1022三種三種,也有人使用也有人使用10B2110B21 來作來作,通常使用滲碳熱處理通常使用滲碳熱處理.少部份使用調質熱處理少部份使用調質熱處理,也有不作也有不作熱處理的熱處理的.之所以如此之所以如此,是因自攻螺絲不太規範是因自攻螺絲不太規範,所以碰到不懂的所以碰到不懂的,沒沒有別的辦法有別的辦法,多問多問,而且要問對人而且要問對人,本公司對自攻螺絲素有研究者不出本公司對自攻螺絲素有研究者不出洪臥波及鄧祖漢兩位先生洪臥波及鄧祖漢兩位先生(拍拍馬屁拍拍馬屁,不要介意不要介意),),可以多請教可以多請教.常用鋼鐵材料一覽表常用鋼鐵材料一覽表JISJISSS 41SS 41 以下以下SWRM 6SWRM 6SWRM 8SWRM 8SWRM 10SWRM 10SWRM 15SWRM 15SWRM 17SWRM 17SWRM 20SWRM 20ISOISO-2CD62CD62CD82CD82CD102CD102CD152CD152CD182CD182CD202CD20DINDINUst 34Ust 34-C10C10CK10CK10-CK15CK15-CK22CK22-CK35CK35-CK40CK40CC45CC45ASTMASTMA36A36100610061008100810101010101210121015101510181018102010201022102210351035103810381040104010451045備註備註1.1.上述材料均以構造用鋼表示上述材料均以構造用鋼表示,如改以冷鍛用鋼表示時如改以冷鍛用鋼表示時,類號會有變化類號會有變化,如如JISJIS SWRMSWRM 部份應以部份應以 SWCHSWCH 取代取代.另中碳鋼不可使用構造用鋼另中碳鋼不可使用構造用鋼,只能使用只能使用冷鍛用鋼冷鍛用鋼.2.2.DINDIN 部份以部份以CKCK表示者現已少用表示者現已少用,大部份會以大部份會以StSt表示表示,但非常混亂但非常混亂.只有以只有以料號料號(如如 RSt36RSt36 料號為料號為 1.0205)1.0205)表示方可找到確實應使用的材料表示方可找到確實應使用的材料.目前公司目前公司資料不齊資料不齊.耐熱用緊固件耐熱用緊固件高拉力螺帽高拉力螺帽,高強度螺絲高強度螺絲,螺栓螺栓,螺樁螺樁高拉力機械螺絲高拉力機械螺絲,自攻螺絲自攻螺絲平面墊圈平面墊圈鉚釘鉚釘,低拉力螺絲螺栓低拉力螺絲螺栓,螺樁螺樁,低拉力螺帽低拉力螺帽低拉力螺絲螺栓低拉力螺絲螺栓,螺樁螺樁,小尺寸小尺寸高拉力螺帽高拉力螺帽大尺寸高拉力螺帽大尺寸高拉力螺帽 M12,M16M12,M16適用範圍適用範圍SWRM 12SWRM 122CD13A2CD13ASWRM 22SWRM 222CD23A2CD23ASWCH 35KSWCH 35KSWCH 38KSWCH 38KSWCH 40KSWCH 40KSWCH 45KSWCH 45K-常用合金或特殊鋼材料一覽表常用合金或特殊鋼材料一覽表JISJISSCM435SCM435-SUS304SUS304SUS305SUS305ISOISO-11111515DINDIN-X5CrNi189X5CrNi189X5CrNi1911X5CrNi1911ASTMASTM4135413540374037適用範圍適用範圍高高拉拉力力螺螺帽帽,高高強強度度螺螺絲絲,螺栓螺栓,螺樁螺樁S30400S30400幾乎所有緊固件均適用幾乎所有緊固件均適用S30500S30500小螺絲小螺絲-SUS316SUS316SUS430SUS430SUS410SUS410-8 83 3-X8Cr17X8Cr17X10Cr13X10Cr13XM7XM7小螺絲小螺絲,螺帽螺帽20,20a20,20a X5CrNiMo1810X5CrNiMo1810S31600S31600幾乎所有緊固件均適用幾乎所有緊固件均適用S43000S43000墊圈較多墊圈較多S41000S41000備註備註高拉力不鏽鋼緊固件高拉力不鏽鋼緊固件,不鏽不鏽鋼自攻螺絲鋼自攻螺絲1.1.特殊鋼用在緊固件方面特殊鋼用在緊固件方面,一般來說比較單純一般來說比較單純,不鏽鋼部份變化比較多不鏽鋼部份變化比較多.2.2.DINDIN 部份有時候客戶以料號表示部份有時候客戶以料號表示(如如 304304 料號為料號為 1.4301).1.4301).二二.材料精製程度及組織狀態材料精製程度及組織狀態.1.1.材料精製程度材料精製程度: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方面息息相關,一般而言一般而言,鋼鐵材料依其精製等級鋼鐵材料依其精製等級,可以分為下列三種可以分為下列三種.a.a.未靜鋼未靜鋼(Rimming Steel):(Rimming Steel):材料於煉鋼過程未經過脫氧者材料於煉鋼過程未經過脫氧者.b.b.半靜鋼半靜鋼(Semi-Killed):(Semi-Killed):材料於煉鋼過程經過脫氧但脫氧不完全者材料於煉鋼過程經過脫氧但脫氧不完全者.c.c.全靜鋼全靜鋼(Killed Steel):(Killed Steel):材料於煉鋼過程經過完全脫氧者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這裡不討論什麼叫做脫氧,有興趣者可以自己去查書看有興趣者可以自己去查書看,幾乎所有討論鋼幾乎所有討論鋼鐵材料的書都有鐵材料的書都有.我們只看其影響性我們只看其影響性.未靜鋼及半靜鋼由於內含氣泡之故未靜鋼及半靜鋼由於內含氣泡之故,因因此於壓延之後組織內部會存在有裂縫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在鍛造時極易造成裂痕,因此在冷鍛加因此在冷鍛加工方面其實用性不高工方面其實用性不高,主要是用在結構方面主要是用在結構方面,如鋼板如鋼板,鋼筋等鋼筋等.冷鍛加工方面冷鍛加工方面,絕大多數使用全淨鋼材料絕大多數使用全淨鋼材料.2.2.組織構造組織構造:既然冷鍛加工多數使用全淨鋼材料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那現在我們來看全靜鋼如何應用在冷鍛加工上何應用在冷鍛加工上,及其組織構造上又有何區別及其組織構造上又有何區別?一般而言一般而言,全淨鋼依全淨鋼依照脫氧劑的不同照脫氧劑的不同,又可以分為下列兩種又可以分為下列兩種:a.a.鋁脫氧全淨鋼鋁脫氧全淨鋼:使用鋁作為脫氧劑之全靜鋼使用鋁作為脫氧劑之全靜鋼,脫氧後其組織為細晶脫氧後其組織為細晶(Fine Grain)(Fine Grain)組織組織,其優點為易於鍛造其優點為易於鍛造,冷鍛加工硬化性低冷鍛加工硬化性低(有興趣可以有興趣可以去查一查比較專業性的書籍才有去查一查比較專業性的書籍才有),),但有一得必有一失但有一得必有一失,鋁脫氧鋼熱處鋁脫氧鋼熱處理硬化性卻是不佳理硬化性卻是不佳,這個鳥竅門很多人不知道這個鳥竅門很多人不知道,常常掉進陷阱常常掉進陷阱,例如自例如自攻螺絲或是攻螺絲或是 Grade5.1Grade5.1 小螺絲小螺絲,其實是使用其實是使用 C1018KC1018K Cl022K Cl022K 才可以比才可以比較較容容易易地地達達到到其其規規定定熱熱處處理理條條件件,但但是是用用料料習習慣慣上上為為了了節節省省成成本本(C1018K(C1018K Cl022K Cl022K有時需要退火或球狀化有時需要退火或球狀化),),還是使用了還是使用了 C1018AC1018A C1022A,C1022A,因此在臺灣因此在臺灣 QICQIC 為這個問題吵了將近十年為這個問題吵了將近十年,現在還在吵現在還在吵.因因為鋁脫氧鋼的這種性質為鋁脫氧鋼的這種性質,因此在實際應用上因此在實際應用上,多用於軟鋼料如多用於軟鋼料如 SWRCHSWRCH6A6A 15A15A 等等不不作作熱熱處處理理的的鋼鋼種種,不不過過也也有有例例外外,比比如如說說中中鋼鋼的的1035ACR1035ACR就是鋁脫氧鋼就是鋁脫氧鋼,應用在應用在 Class 8.8Class 8.8或或 Grade5Grade5的螺栓時的螺栓時,可以不可以不必退火或球化就可以直接打製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這個導致了這些螺栓台灣變成成本最低的低的.又因為它是細晶材料又因為它是細晶材料,所以熱處理硬化能不佳所以熱處理硬化能不佳,所以中鋼又添加所以中鋼又添加了一些鉻了一些鉻 CrCr 進去增加其硬化能進去增加其硬化能,不過公稱尺寸超過不過公稱尺寸超過 M12M12 或或 1/2”(1/2”(含含)時時,就淬不到標準值就淬不到標準值,於是中鋼又出了於是中鋼又出了 1040ACR1040ACR 牌號出來應付較大規格需牌號出來應付較大規格需要要,可是可是,嘿嘿嘿嘿,一到一到 M20M20或或 3/4”(3/4”(含含),),這個又不行了這個又不行了,根據中鋼人員表根據中鋼人員表示示,更大規格可以使用更大規格可以使用 15411541 高錳碳鋼高錳碳鋼,不過這不過這”只是只是”個建議個建議.對於大尺對於大尺寸的螺栓寸的螺栓,還是依照標準使用矽脫氧粗晶材料較佳還是依照標準使用矽脫氧粗晶材料較佳.b.b.矽脫氧全淨鋼矽脫氧全淨鋼:使用矽作為脫氧劑之全靜鋼使用矽作為脫氧劑之全靜鋼,脫氧後其組織為粗晶脫氧後其組織為粗晶(CoaseCoase GrainGrain)組織組織,其缺點為不易鍛造其缺點為不易鍛造,冷鍛加工硬化性高冷鍛加工硬化性高,但有一但有一失必有一得失必有一得,矽脫氧鋼熱處理硬化能較好矽脫氧鋼熱處理硬化能較好.因為矽脫氧鋼的這種性質因為矽脫氧鋼的這種性質,因此在實際應用上因此在實際應用上,多用於硬鋼料如多用於硬鋼料如 SWCHSWCH 35K35K 45K45K 等主要作為熱等主要作為熱處理的鋼種處理的鋼種.三三.材料表面要求材料表面要求在了解了材料精製狀況與其內部組織之後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接下來就應該要了解材料的表面要求面要求,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,只是一個要求裡只是一個要求裡面面,一個要求外面一個要求外面.只是程度上有點差別而已只是程度上有點差別而已,冷鍛加工時冷鍛加工時,外部表面的敏感性外部表面的敏感性比內部組織的敏感性還高比內部組織的敏感性還高.由於只介紹冷鍛用材料由於只介紹冷鍛用材料,因此我們也只介紹冷鍛用因此我們也只介紹冷鍛用材料的表面要求研磨分等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依照中鋼對冷鍛用材料表面要求規定,一共可以分一共可以分成成 4 4 等等:a.a.商業用品級商業用品級 MQ(Merchandise Quality).MQ(Merchandise Quality).b.b.一般冷鍛用品級一般冷鍛用品級 GCWQ(General Cold Work Quality).GCWQ(General Cold Work Quality).c.c.特殊冷鍛用品級特殊冷鍛用品級 SCWQ(Special Cold Work Quality).SCWQ(Special Cold Work Quality).d.d.重冷鍛用品級重冷鍛用品級 HCWQ(Heavy Cold Work Quality).HCWQ(Heavy Cold Work Quality).其差異就在於熱軋之前的表面研磨處理其差異就在於熱軋之前的表面研磨處理,一般而言一般而言,線材或棒鋼大部份由線材或棒鋼大部份由小鋼胚熱軋而成小鋼胚熱軋而成,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,在在軋延成線材之後會在材料表面上形成縫軋延成線材之後會在材料表面上形成縫 Seams,Seams,對冷鍛加工有相當不利的影響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因此冷鍛用材料常常需要研磨.上面這上面這 4 4 級就是在規定研磨的公差及品級要求級就是在規定研磨的公差及品級要求.1.1.商業用品級商業用品級 MQ:MQ:一般而言一般而言,MQ,MQ 級材料在鋼胚時並不作表面研磨處理級材料在鋼胚時並不作表面研磨處理,因因此此級並未規定表面縫之深度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常使用來產製變形量不大的產品如普通六角螺帽角螺帽,鍛造比不超過鍛造比不超過 2 2 的小螺絲等緊固件的小螺絲等緊固件.產製時一不小心就會開裂產製時一不小心就會開裂,使使用此級時應加強產品表面不連續檢查頻率用此級時應加強產品表面不連續檢查頻率.2.2.一般冷鍛用品級一般冷鍛用品級GCWQ:GCWQGCWQ:GCWQ材料在鋼胚時即進行表面研磨處理材料在鋼胚時即進行表面研磨處理,其縫其縫之深度依照材料可鍛性及加工硬化性而定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低碳鋼時其要求就比較鬆,中中碳鋼時其要求就比較嚴格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一般可適用於普通鍛造比例的冷鍛加工.通常通常用於普通螺帽用於普通螺帽,普通螺栓普通螺栓,螺絲等螺絲等.3.3.特殊冷鍛用品級特殊冷鍛用品級SCWQ:SCWQ:其製作與其製作與GCWQGCWQ相同相同.但要求比較嚴格但要求比較嚴格,因此可因此可以用來製作大鍛造比例的緊固件如輪緣螺帽以用來製作大鍛造比例的緊固件如輪緣螺帽,輪緣螺絲等緊固件輪緣螺絲等緊固件.4.4.重冷鍛用品級重冷鍛用品級 HCWQHCWQ:其製作與其製作與 GCWQGCWQ 相同相同.但要求最嚴格但要求最嚴格,可以用來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,電梯螺栓等緊固件電梯螺栓等緊固件.GCWQ,SCWQGCWQ,SCWQ 及及 HCWQHCWQ 這三級又稱這三級又稱 CHQ(Cold Heading Quality),CHQ(Cold Heading Quality),是是冷鍛緊固件最常用的材料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至於寶鋼則將冷鍛用材料分成三級,普通級普通級,較高級及高級三種較高級及高級三種.其冷鍛其冷鍛容許量為普通級容許量為普通級 1/2(1/2(可鍛壓到原長度的可鍛壓到原長度的 1/2),1/2),較高級較高級 1/3,1/3,高級三種高級三種.使用者可使用者可以依不同的鍛造比例選擇材料以依不同的鍛造比例選擇材料.四四.材料機械性能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,與熱處理關聯很少與熱處理關聯很少,很很不幸的是討論這方面實際應用的文件相當少不幸的是討論這方面實際應用的文件相當少,但相關標準卻很多但相關標準卻很多,絕大部份集絕大部份集中於構造用鋼板的加工硬化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討論到線材或棒鋼材料的加工硬化也是不多.由由於資料上的不充足於資料上的不充足,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.一般而言一般而言,材料於製造緊固件時最重要的機械性能是拉力材料於製造緊固件時最重要的機械性能是拉力,就構造用鋼板就構造用鋼板言言,如如 SS330,SS330,SS400,SS400,SS490SS490 等等,這些鋼板並不限定含碳量的多寡這些鋼板並不限定含碳量的多寡,而就指定各而就指定各種鋼板的抗拉強度種鋼板的抗拉強度,因此基本上都可以用同一種材料去做因此基本上都可以用同一種材料去做,但是壓延的比例就但是壓延的比例就不一樣不一樣,強度較低的強度較低的SS330SS330壓延比例小壓延比例小,強度較高的強度較高的SS490SS490壓延比例就較大壓延比例就較大,利利用加工硬化來控制鋼板的強度用加工硬化來控制鋼板的強度.應用在緊固件時應用在緊固件時,如如DIN 125DIN 125平面墊圈平面墊圈,有有14H14H及及 22H22H 等強度區分等強度區分,如果用錯鋼板如果用錯鋼板,就可能達不到要求就可能達不到要求,尤其是尤其是 22H22H 較高強度較高強度的墊圈的墊圈.就線材及棒鋼而言就線材及棒鋼而言,就有一般拉伸線及重拉伸線的區分就有一般拉伸線及重拉伸線的區分,其分為大約是一其分為大約是一般拉伸線其斷面縮減率在般拉伸線其斷面縮減率在 25%25%以下以下,重拉伸線重拉伸線(HeavyHeavy DrawingDrawing WireWire)在在 25%25%以上以上,一般拉伸線拉伸斷面縮減率如果超過一般拉伸線拉伸斷面縮減率如果超過 25%25%以上就必須退火或球化以求軟以上就必須退火或球化以求軟化材料化材料.但重拉伸線並不軟化以求保持原有強度但重拉伸線並不軟化以求保持原有強度.應用在緊固件時應用在緊固件時,常用於高常用於高拉力螺樁等不必鍛造的緊固件拉力螺樁等不必鍛造的緊固件.五五.其它特殊要求其它特殊要求鋼鐵材料除了上述鋼鐵材料除了上述 4 4 點應該了解的技術重點外點應該了解的技術重點外,另外還有一些比較特殊的另外還有一些比較特殊的要求要求,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.1.1.耐候性要求耐候性要求: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裝或表面處理時,耐候性的要求將會變成一個重點耐候性的要求將會變成一個重點,其解決的方法即添加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一些合金元素到鋼材裡面以便增加材料的耐候性.如如 JIS SPA-HJIS SPA-H及及 SPA-C,SPA-C,透過增加銅透過增加銅(0.25%-0.6%),(0.25%-0.6%),鉻鉻(0.3%-1.25%),(0.3%-1.25%),鎳鎳(0.65%Max)(0.65%Max)來增加材來增加材料的耐候性能料的耐候性能.應用在緊固件方面時應用在緊固件方面時,通常使用於塔式螺栓通常使用於塔式螺栓,軌道螺栓及一軌道螺栓及一些構造用緊固件些構造用緊固件.2.2.焊接性要求焊接性要求:假如緊固件的主要用途是用在焊接時假如緊固件的主要用途是用在焊接時,電弧焊及氣焊一般電弧焊及氣焊一般對鋼材都沒有問題對鋼材都沒有問題,但如果是點焊的話但如果是點焊的話,就必須小心就必須小心,最好是使用低碳鋼種最好是使用低碳鋼種來製造緊固件來製造緊固件,但如果依舊不如理想或強度要求時但如果依舊不如理想或強度要求時,可以使用錳增量鋼種可以使用錳增量鋼種,錳含量最好不要超過錳含量最好不要超過 1.2%,1.2%,應用在緊固件時應用在緊固件時,大部份使用在焊接螺帽和焊大部份使用在焊接螺帽和焊接螺絲接螺絲.總結總結鋼鐵材料應用千變萬化鋼鐵材料應用千變萬化,使用得當的話使用得當的話,可以化腐朽為神奇可以化腐朽為神奇,化清水變雞化清水變雞湯湯,但如果用的不適當但如果用的不適當,就可能會死的很慘就可能會死的很慘.由於客戶的設計人員對緊固件這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您希望作一個銷售業務或是一個銷售工程師?
