汽車螺栓與冷墩設備

眾所周知,汽車螺栓在緊固件行業中是要求最為精密、質量等級也是最高的一種產品。怎么保證汽車螺栓的質量達到要求,除了基礎材料和模具的精度外,對于生產螺栓的冷墩設備也有一定的要求。

很多螺栓生產廠家受限于資金短缺,只能選擇采購國產設備或是臺灣省產的設備來進行量產,經過調查,國產設備的使用占有率約為40%,臺灣省的設備占50%,只有10%的設備是采用進口。當然這也說明了國產設備的技術水平的提高,才有了超越歐美國家的市場占有率,但我們也得承認,在一些尖端的領域,特別是精加工設備上,其精度的控制,螺栓質量的穩定,相比于進口設備,還是要略微差一點的。

而一些大型的汽車螺栓生產廠家,比如給上汽、一汽、二汽做配套螺栓供應的,在資金充足的情況下,他們多選擇了進口設備來生產,雖然投資大了,但對于質量的把控以及量產的速度,長遠計算,其成本并沒有高出多少。

汽車螺栓屬于高端緊固件一類,而且汽車螺栓的使用量也是非常之大的,如果我們在資金保證的情況下,投入一點精密設備來生產汽車螺栓,以此讓螺栓的質量得到一個質的飛躍,我想這樣的投資應該是有利可圖的。

雖然國內的一些汽車廠家使用的螺栓也都在國內采購,但個別環節的螺栓,卻還是要進口。更不要說一些豪華汽車的組裝生產了,基本上一些高端汽車品牌,他們在生產線上使用的螺栓大多數都是進口的。為什么?說白了還是為了安全起見,同時也說明我們的螺栓制造技術還是跟發達國家有點差距,導致他們對我們的產品有一種不信任感。

作為螺栓生產的從業者,感覺還有很長的路要走啊。

達克羅螺栓的特點

為什么現在使用達克羅螺栓的地方越來越多了呢?這是因為,達克羅螺栓具備很多優秀的條件,比如它可以通過歐盟環保的認證,比如它的防腐性能可以媲美熱浸鋅螺栓,比如它的表面鍍層完全不影響螺紋的配合等等。下面我們來分析一下達克羅螺栓的一些特點。

達克羅螺栓的表面處理也稱為無鉻鋅鋁涂層,它早期主要是為了配套汽車緊固件而研發的一種表面處理技術。達克羅螺栓處理完成后,它的表面顏色類似于銀灰色,但屬于亞光,實際感觀上并沒有那么的明亮。達克羅螺栓在處理的時候,并沒有使用任何的有毒液體,表面的達克羅涂層也比較薄,大約在15微米左右,特別是對于一些12.9級的高強度螺栓,它也不會產生氫脆的現象,這是因為螺栓在達克羅處理前,并不需要酸洗。處理完成后的達克羅螺栓,可以在300度高溫的環境中正常使用,在進行鹽霧測試的時候,它可以達到720小時以上。

達克羅螺栓的涂層工藝也不是特別復雜,基本流程就是將螺栓浸泡,然后離心甩干,然后噴涂層瀝液,通過調整噴涂的時間和工藝可以得到不同的厚度。

螺栓和螺釘以及螺絲的知識

螺栓和螺母是機械零件中應用最為廣泛一種,它的品種多達上萬,各種標準的通用程度非常高,所以螺栓螺母之類的緊固件,也稱之為標準件。

所有的標準件系列,都是根據產品的尺寸、公差精度和性能等級進行驗收和區分,所以不同的標準件有不同的包裝要求,特別是一些容易搞混的產品,比如304不銹鋼標準件和316不銹鋼標準件,因為這二種產品從外觀上區分不了,所以對于它的外包裝就會有明顯的差異化,存放貨物時就比較容易了。

同樣一種標準件,有時候稱它為螺栓,有時候又稱他為螺釘,更有時候稱它為螺絲,那么這些稱呼到底是不是可以混用,還是說每種稱呼都有其特定意義呢?我們來整理一下每種稱呼的不同含義。

螺栓是多指的外六角一類,有一個六角頭部或是四角頭部之類的產品,頭部下端是外螺紋,通用用于和螺母配合使用。它是使用比較廣泛的一種標準件。材料也有很多種,不銹鋼和碳鋼比較常見,通常也能稱它為螺絲。

螺釘多指的是內六角孔位螺釘,也有梅花頭或是十字槽之類的。被稱為螺釘最多的產品是圓柱頭內六角螺釘,使用的標準規范和外六角基本一樣,也可以稱它為螺絲。所以螺絲是所有帶螺紋的標準件的統稱了。

螺柱我們多指的是雙頭螺柱類的產品。這類產品沒有頭部,通常是二端都是螺紋,或是整根材料都是螺紋。

螺母的種類比較多,常見的是六角螺母。還有蓋帽、尼帽等。總之不管是什么螺母,都是一種內螺紋產品,是用來和螺栓或是螺釘來配合的。

墊圈是沒有任何螺紋的,平墊就是一個帶內孔的圓圈,而彈墊是一個開口的帶內孔的圓圈,也是用來和螺栓配合使用的,單獨使用沒有意義。

檔圈是一種帶彈性的開口型產品,主要用來卡在軸上來固定行程走位控制。它分為孔檔和軸檔。孔檔是卡在孔內的,軸檔是卡在軸的外面。

銷軸也是一種無螺紋式的標準件,它的連接不像螺栓一樣是螺紋擰緊的。銷軸就是一根直直的圓柱體或是圓錐體,直接插好入孔內使用。

鉚釘是用在鈑金上的產品,它包含的種類也是比較多的,需要用專業的工具來進行安裝。鉚釘有抽芯內的,有壓鉚類的,也有拉鉚內的。不同的鉚接方式,有不同的螺紋類型,或外螺紋或內螺紋。

緊固件全球之格局

全球工業化的發展,讓緊固件的使用量達到了一個巔峰期,在中國,我們第年的緊固件需求都是以二位數的比例在增長,和其它國家都是一位數的增長速度,中國的緊固件用量和產量都位居世界第一。

經過這么多年的發展,格局到今天就出現了重要的變化。很多國家和地區都出現了供大于求的現象了。我們先來看非州和中東地區,它的年產量大約在30億美元左右,可是在實際的應用需求中,大約只有15億美元的體量。那么第二個地區就是我們亞州了。我們國家的年產量將會達到70億美元,可是需求現在只有大約40億美元,這些多出來的緊固件怎么辦呢?只能走出國門,尋找新的市場了。

很多國家對于緊固件的需求增長都出現了放緩的跡象,這些國家中,美國和亞州國家是使用量最多的。按照用量劃分市場,可分為三塊。第一大市場當屬于北美,主要使用國為美國、加拿大、墨西哥。這三個國家的總需求量達了200億美元,預計每年增長為10%。第二個市場是西歐。而第三個市場當然就是亞州了。

那么全球生產出來的這么多螺栓螺母,用在哪里了呢?首先是汽車,它占到了大約20%的比例。然后是機械裝配和建筑業,它也占了大約20%。還有一個就是電子工業和電力能源的安裝,占到了大約30%的比例。其它的就是一些小行業的分攤和流通了。

緊固件市場這么大,當然就會出現一些比較知名的企業。這里就不列出這些企業的名稱了,有了廣告的嫌疑。我們只分析這些著名的企業一些共同的特征。所有這些龍頭企業,都是國際化程度相當高的,也就是說,他們的緊固件產品是面向全球所有的國家銷售的。客戶在哪里,他們就有可能把分公司搬到哪里。這些企業具備強大的研發能力,可以根據圖紙設計出讓用戶滿意的緊固件產品。對于質量的控制,基本都采用電腦自動化控制。

螺栓冷墩技術趨勢

螺栓冷墩技術也稱為冷擠壓,這種工藝不僅僅是對于螺栓這一類產品具備良好的發展趨勢,更是其它五金零件的發展態勢。冷擠壓是在正常環境中將金屬直接擠壓變形成為設計需要的形狀。

冷擠壓這一過程表現十分高效,并且節約了不少原材料的消耗。我們一顆常用的外六角螺栓,如果用車削的方法來生產,相同于冷擠壓來說,同一規格的螺栓成本,相差十倍甚至以上。車削出一顆外六角螺栓,所消耗的時間是冷墩一顆螺栓的二十倍,所浪費的材料也達到了二倍以上,顯然,冷擠壓成型的優勢比較明顯。

所以現在這種冷擠壓技術不光在螺栓行業應用廣泛,基本上其它所有的零件形成,只要能滿足冷擠壓的生產,就都在采用這種方式在生產。我們整合了一下冷擠的優點,首先是原材料的節約,相比于其它方式,所節約的原材料在50%以上。 第二個優勢是生產效率的提高,相比于常見的車削加工,冷擠壓的生產時間可以小于它的二十倍 左右。第三個是冷擠壓可以一次成型,并且能達到一定的尺寸精度,所以冷擠壓只是需要后期在個別環節進行二次加工來提高精度。第四個是螺栓的力學性能得到了穩定和提高。冷擠壓成型的螺栓,它的密度會高于車削螺栓。第五個優點是冷擠壓可以加工出形狀不規則的零件,一些異形螺栓,車削工藝無法生產,就只能用冷擠壓來完成了。

當然冷擠壓也有一定的技術要求,比如它對模具的精度和強度要求比較高,其技術要領遠超過車削刀具的技術難度。冷擠壓還需要配套大噸位的擠壓設備,這也是一筆大的投資,當然長遠看,這就不算是什么,只要是長期從事這個行業的,投資一點設備也是必需的。

雙相不銹鋼螺栓和奧氏體不銹鋼螺栓對比

雙相不銹鋼螺栓的鐵素休的最少含量達到30%,材料元素的配比變化,使得雙相不銹鋼螺栓和奧氏體不銹鋼螺栓出現了比較明顯的不同。

我們先來看雙相不銹鋼螺栓的優點,首先它的強度就比同規格的奧氏體不銹鋼螺栓就高出了很多,所以它可以用在一些壓力容器行業,能承受更大的張力。雙相不銹鋼螺栓的防腐蝕能力也遠高于奧氏體不銹鋼螺栓,尤其是在一些特殊的高溫環境中,防腐性能的對比就會越明顯。

常規的2205雙相不銹鋼螺栓的防腐性能甚至高于316不銹鋼螺栓,更不要說超級雙相不銹鋼螺栓了,而且它的膨脹系數也比較低,基本上和碳鋼8.8級的螺栓相接近,所以橋梁等重要環節的安裝也大多使用雙相不銹鋼螺栓,它能應對一些突發的碰撞事件。在安裝中,它也能和碳鋼零件完美配合,適應力比較強。

但并不是說奧氏體不銹鋼螺栓就沒有存在的價值,相比于雙相不銹鋼螺栓,奧氏體不銹鋼螺栓也有其優點。奧氏體不銹鋼螺栓的成本相較于雙相不銹鋼螺栓要低,所以它的應用市場比雙相不銹鋼螺栓要廣泛,只要不是特殊的環境,一般也能滿足使用要求。

奧氏體不銹鋼螺栓的可塑性要比雙相不銹鋼螺栓材料好,所以很多非常規的零件可以很方便的成形生產。它的冷加工及車削的方便性遠不如奧氏體不銹鋼材料。而且奧氏體還能進行常規的焊接安裝,而雙相不銹鋼螺栓則不可以。

不銹鋼螺栓表面處理方法

很多人以為不銹鋼螺栓生產完成后只要把表面的油污去掉就可以了,其實不銹鋼螺栓也有很多表面處理方法的。正是由于不銹鋼螺栓具有很強的耐腐蝕性能,所以它的表面處理方法也是十分的重要,跟碳鋼螺栓不一樣,碳鋼螺栓表面處理有時候是為了好看,而不銹鋼螺栓的表面處理只是為了讓它的防腐性能更加穩定。

我們來看一下它的幾種常見處理方法有哪些。首先它有表面本色的白化處理,由于不銹鋼螺栓在加工的時候,難免會有一些高溫變化,這讓螺栓會形成一些黑色的氧化斑,所以就需要對它的表面進行白化處理來讓它的光潔度和亮度均達到標準。而白化處理又分為噴砂處理、化學清洗二種。

第二種是不銹鋼螺栓的表面上色。當然這種比較少見,因為我們大多數見到的不銹鋼螺栓都是本色的,很少有其它顏色的不銹鋼螺栓產品,不銹鋼螺栓上色,是為了配合它的使用環境以及增加它的耐磨程度。上色的工藝可分為化學氧化上色、離子沉積上色、高溫上色和氣相裂解上色幾種。

上面分析了不銹鋼螺栓的表面處理方法,下面再分析一下不銹鋼螺栓表面生銹的原因。常見的原因有化學腐蝕,產生的原因是由于不銹鋼螺栓在日常環境中,表面受到了油污和灰塵或是堿性物質的附著,然后與材料產生了化學反應從而出現生銹。

第二種是表面的受損引起生銹。不銹鋼螺栓表面有一層鈍化膜的防護,當外來物體劃傷螺栓時,就破壞了這一層保護膜,與空氣的接觸就會產生生銹了。

高溫也容易讓不銹鋼螺栓產生生銹,特別是在焊接的環境中,它容易出現一些物理性的缺陷,比如燒邊、比如裂紋等,這些都是容易產生生銹的原因。

再一個就是材料本身的原因了,當材料的含鎳量達不到標準時,不銹鋼螺栓就會容易被腐蝕。

新國標和老國標的區別

現在我們翻閱國標緊固件手冊會看其中某一個標準,比如GB/T6170-1988這樣的描述,后面這個1988是制定國標的年份時間,說明這個標準的制定和執行是從1988年開始的,而有的國標后面的年份是1976,則表示這個標準是從1976年開始執行的,而這個1976年就屬于比較老的國標了。現在的國標緊固件的制定從1976年到如今天,比較明顯的更訂有1988、2000以有2016的新國標了。

那么老國標和新國標有什么區別呢?其實它的主要區別就在于其中的幾個規格的六角對邊不同,這幾個規格分別是 M8、M10、M12、M14、M22 這五個,而其它的標準基本上是沒有區別的。比如我們的M8的螺母,新國標中,它的六角對邊是13毫米,而老國標則是14毫米,同樣M10的產品上也存在這樣的區別,新國標中M16的六角對邊是16毫米,而老國標則是17毫米,又是多了一毫米,而其它三個的標準都是老國標比新國標多了一毫米的六角對邊尺寸。這一毫米的標準,需要在安裝使用中,選擇對應的板手及相關配套使用工具,還是比較重要的。

而對于新國標和老國標的頭部厚度和螺母的厚度,雖然略有區別,但基本上區別不大,日常使用中,它都是可以互換通用的。除了一些特別精度要求高的環境中,就必需只能按設計的要求來了。

不銹鋼和不銹鐵的區別

在我們正常的緊固件材料使用中,如果是不銹鋼螺栓,那么使用的材料我們統一稱為304不銹鋼或是316不銹鋼,如果是304不銹鋼螺栓,我們還會默認稱為它“不銹鋼螺栓”,這是一個行業的行規。使用不銹鋼螺栓,就是因為使用的環境中,需要螺栓具備防腐性能,特別是在沿海地區,空氣中腐蝕性物質很多,而標準的304不銹鋼螺栓或316不銹鋼螺栓就可以在這類環境中保持不生銹,當然,同樣的一顆螺栓,正宗不銹鋼的價格肯定是高于其它材料的不銹鋼螺栓的。

正是因為成本的原因,這就有一些不法商販在材料上做假。所以市面上就出現了一種所謂的不銹鐵的材料。用這種不銹鐵的材料生產出來的螺栓,外觀看上去沒有什么區別,但它的防腐蝕性能則差了很多,同樣的環境下,它可能一年就出現生銹了,甚至還不如一顆碳鋼螺栓進行表面處理后的效果。

不銹鐵是將回收的一些廢料經過簡單的二次合成加工,再進行一點的消磁處理,然后再將它生產成螺栓,所以這類螺栓你去用磁鐵石去檢測,它的磁性反而會比標準的不銹鋼螺栓的的磁性更小,正是因為這個原因,很多裝修業都大量充斥著這樣的不銹鐵螺栓。一噸標準的不銹鋼材料,它大約在三萬元一噸,而一噸不銹鐵材料只要五千元左右,這樣巨大的空間,讓很多不良廠家挺而走險去獲得更高的利潤。

因此我們在此呼吁,各行各業應該堅持取締這些不銹鐵螺栓的產品。

如何防止不銹鋼螺栓鎖死

我們都知道不銹鋼螺栓在安裝過程中容易出現鎖死的情況,如果一段發生了這種鎖死現象,那么這顆不銹鋼螺栓就完全無法正常使用了,而這僅僅只是浪費了一顆螺栓而已,相對來說問題并不是很大,關鍵的問題在于,當不銹鋼螺栓在安裝過程中突然鎖死后,這顆螺栓不僅無法繼續擰緊,也無法反向旋轉松脫,這就很麻煩了,還需要采用其它辦法將螺栓截斷或是燒斷后再重新更換新的不銹鋼螺栓使用,這對工作時效產生了很大的影響,所以如何防止不銹鋼螺栓鎖死就非常有必要了。

如果設計可以的情況下,可以將螺母的材料換成碳鋼的,如果不行,也可以換成不同的不銹鋼材料,比如304的螺栓配316的螺母,或是反過來,316的螺栓配304的螺母。當然一般企業因為成本的考慮很少選擇這一方案。

在安裝不銹鋼螺栓前,要保證螺栓的表面是清潔的,螺紋間不要有雜質,這種有污漬的情況是最容易引起不銹鋼螺栓出現的突發鎖死的。然后控制不銹鋼螺栓的長度,通常情況下,我們擰緊螺母后,外露的螺紋長度為二毫米到五毫米最佳,如果規格小,就以2毫米為準,比如M10以下的螺栓。如果規格大就以五毫米為準,比如M12以上的螺栓。合適的長度也能有效防止不銹鋼螺栓鎖死。

安裝時,還需要檢測電動工具的旋轉速度,如果轉速過快,容易讓螺栓表面的溫度快速上升,也是非常容易引發鎖死的,所以合理的轉動速度是很有必要的。

當我們做完這些基本工作后,還可以做一些輔助性的工作,比如在螺栓上涂一些潤滑油之類的辦法,黃油、石墨粉之類的都是比較常見的。不過,現在的工業技術也比較發達了,無錫泛奧生產銷售的不銹鋼螺栓在出廠前就做了一些防鎖死處理,其原理就類似于在螺栓的表面加了一層肉眼看不到的防鎖死潤滑劑。如果有需要的,可以在采購訂單中注意此項要求,當然,同樣的螺栓,處理好的比沒處理的螺栓成本要略高一些。