冷鐓機用鋼的材料改制過程是冷鐓機生產(chǎn)工藝流程中的重要組成部分，直接影響到冷鐓機產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的正常進行。材料改制的工藝流程大致如下：

⑴材料改制熱處理

冷鐓機用鋼根據(jù)材料改制過程加工工藝要求和熱處理前后次序不同，主要分為：鋼材熱處理、中間熱處理和成品線材處理（對材料有特殊要求時采用）。

鋼材熱處理是對熱軋鋼材在冷拉拔之前的預(yù)先熱處理。其目的在于：改善鋼材的原始組織，減低鋼材硬度，提高鋼材塑性，以滿足冷拔變形的需要。對于中碳鋼以下（C＜0.25%）的碳素結(jié)構(gòu)鋼和部分低合金結(jié)構(gòu)鋼，如果不存在其他缺陷，因其硬度較低，塑性較好，一般不預(yù)先進行熱處理。但是，為了鋼材在材料改制過程中工藝性的穩(wěn)定，許多工廠不論熱扎鋼材是否存在缺陷，全部先進行熱處理。

對于含碳或合金元素較高的鋼種（45鋼以上的碳素鋼和絕大部分合金鋼），在熱軋后空冷條件下，其硬度較高，塑性較差，給冷拔變形造成困難，不僅會增加拉拔力和拉絲模的磨損，而且往往由于鋼材的硬度較高，塑性較低，冷拔時，鋼材內(nèi)部或表面形成裂紋，造成廢品（這些鋼材在熱軋后多具有粗大片狀珠光體或網(wǎng)狀滲碳體，在拉拔過程中滲碳體易被破碎）。

⑴低溫退火

⑵完全退火

⑶球化退火

 ⑵材料改制對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

材料改制對產(chǎn)品質(zhì)量的影響很大。螺栓類桿類零件的“斷頭”缺陷、冷鐓機件表面的開裂缺陷是冷鐓機生產(chǎn)中主要的廢品現(xiàn)象，引起這類缺陷的原因有些是材料準(zhǔn)備過程中所引起的。

⑶螺栓斷頭的產(chǎn)生原因及其控制

按照GB3098.1國家標(biāo)準(zhǔn)，對不經(jīng)熱處理的冷鐓機螺栓要進行頭部堅固性試驗。在試驗中，螺栓頭部的斷裂現(xiàn)象稱為“斷頭”。斷頭一般表現(xiàn)為兩種形式：頭部起夾層而導(dǎo)致開裂；頭桿結(jié)合部或毗鄰部位的斷裂。

工件頭部起夾層而引起的開裂的原因較簡單，一般是冷鐓機工藝不當(dāng)所致。當(dāng)預(yù)鐓工序的沖模與凹模的中心位置調(diào)整不當(dāng)，使預(yù)鐓件頭、桿同軸度差，頭部形成明顯的歪斜，在成形時會產(chǎn)生廢品。如線材直徑偏小，是鐓鍛比增加，在鐓粗時易發(fā)生縱向彎曲，使金屬流線紊亂，晶粒間的有機聯(lián)系被分離，也會產(chǎn)生斷頭現(xiàn)象。對于因冷鐓機工藝不當(dāng)引起的斷頭，只要改進工藝設(shè)計即可。

頭桿結(jié)合部的斷裂，有些是材料改制過程忠的原因所致。生產(chǎn)實踐和試驗研究表明，鋼材冷變形性能的好壞對工件的質(zhì)量起決定性作用。鋼材質(zhì)量由兩方面形成：一是鋼廠出廠的鋼材性能必須具備冷鐓機用鋼的要求；另一方面是鋼材在改制過程中必須有利于保護或提高鋼材的冷鐓機性能。

鋼材原始組織缺陷常見的有：鋼材中有較嚴重的偏析帶存在，在偏析處有碳、磷、硫等非金屬元素集聚，會降低鋼材的冷變形性能，導(dǎo)致工件斷裂。一般沸騰鋼較容易出現(xiàn)偏析。鋼中 有縮孔殘余、疏松、夾雜物等缺陷，或者有以粗大晶粒呈現(xiàn)的過熱組織結(jié)構(gòu)，從而顯示出脆性。

在材料改制過程中，由于工藝處理不當(dāng)引起鋼材缺陷的因素有：鋼材在酸洗中的氫脆，在退火中由于過熱使晶粒粗大而導(dǎo)致脆斷。當(dāng)材料改制中拉拔變形量落在臨界變形度范圍內(nèi)，在再結(jié)晶退火后產(chǎn)生晶粒粗大，也會出現(xiàn)斷頭現(xiàn)象。

當(dāng)工件的頭部與桿部的變形量相差較大，所引起加工硬化程度相差也就較大，導(dǎo)致頭桿結(jié)合強度較低時也會引起斷頭。如凹穴六角螺栓粗梗工藝較細梗工藝較少出現(xiàn)斷頭，凹穴冷鐓機工藝較切邊冷鐓機工藝斷頭現(xiàn)象也少。就是因為前者頭、桿強度差少，在生產(chǎn)中小規(guī)格產(chǎn)品出現(xiàn)斷頭較少，這是因為小規(guī)格產(chǎn)品所用材料在軋鋼及拉拔時經(jīng)過多次軋壓使材料性能有所提高的原因。

對于螺栓的斷頭缺陷，可根據(jù)產(chǎn)生的原因，采用如下改善措施：

1）  屬于原材料的缺陷，如比較嚴重的偏析、縮孔、疏松等，一般不容易解決。這種材料，即使加工出產(chǎn)品也是廢品；

2）  不甚嚴重的氫脆，可以通過時效處理，或者用退火爐適當(dāng)烤一下去除氫脆。如有的斷頭材料，放一段時間就不會斷頭。也可在酸洗中添加緩蝕劑，可顯著減少氫脆現(xiàn)象。生產(chǎn)中有些材料有脆性斷裂現(xiàn)象，往往受材料冷脆性影響所致，在寒冷的冬天發(fā)生多，夏天出現(xiàn)少。

除了材料改制中采取措施改善斷頭缺陷外，還可改進冷鐓機工藝，如通過改進預(yù)鐓形狀，使工件頭部流線折疊位置移到近于頭部頂端處，以提高工件的頭桿結(jié)合強度?；虿捎美溏厵C擠復(fù)合工藝，增加線材直徑，增大桿部變形量，減少頭部變形量，從而減少工件頭桿強度差，也有利于提高工件的頭桿結(jié)合強度。采取這種二次縮徑工藝可基本防止螺栓斷頭現(xiàn)象。

⑷產(chǎn)品裂口缺陷的產(chǎn)生及其控制

冷鐓機件發(fā)生開裂的原因是多種多樣的；有的因為材料材質(zhì)不良，有的是加工方法有誤，有的因為局部變形過度。

a、縱向開裂   縱向開裂一般是所使用的線材表面狀態(tài)不良所致。鋼錠傷痕、軋鋼傷痕等原始坯料缺陷及拉拔時的劃傷或其他表面缺陷，在塑性加工時會形成沿著產(chǎn)品加工方向的裂紋。工件發(fā)生何種程度的開裂，要視線材表面缺陷的大小及加工時的變形條件而定。凡是變形量大的工件，材料的缺陷容易顯現(xiàn)。

鋼種偏析的存在，對螺母類冷鐓機件在成形時發(fā)生開裂有很大影響。成分偏析不均處或偏析的周邊部分太薄，則容易產(chǎn)生開裂。

b、斜開裂   如果材料的冷成形性能差，常在冷鐓機倒角處形成45°斜開裂。普碳鋼在冷成形時最易產(chǎn)生斜開裂。優(yōu)質(zhì)的含碳量較高的中碳以上材料，如果材料的球化退火不好，也易產(chǎn)生45°斜開裂。若材料的冷變形性能差，除了使工件產(chǎn)生斜裂外，還會形成大開口的裂縫。斜裂會由于材料表面?zhèn)奂坝纱水a(chǎn)生的縱向裂紋而擴大。

c、內(nèi)部開裂  冷鐓機件內(nèi)部開裂雖然在冷成形時不易及時發(fā)現(xiàn)，但在使用中會引起嚴重問題。內(nèi)部的橫裂，是工件內(nèi)部的最大變形層，超出材料的允許最大斷裂應(yīng)變時發(fā)生的。這種缺陷，如果預(yù)鐓與精鐓配合較好，是裂痕移到工件的正中處，則工件雖受某種載荷不一定會在表面顯現(xiàn)出來，但是受到?jīng)_擊載荷時會產(chǎn)生頭部飛出。有的螺栓在緊固時，桿部會出現(xiàn)銀灰色光亮斷面與頭部脫離。這種內(nèi)裂的產(chǎn)生，與鐓鍛方法無關(guān)，而是由于工件最大局部變形處不適應(yīng)變形條件。如使用有時效硬化性的鋼材，材料有偏處一方或斜向偏析，沿材料縱向有縮孔等內(nèi)部缺陷，都會促使內(nèi)部開裂的產(chǎn)生。

d、橫開裂   橫開裂是與鐓鍛方向成直角的工件表面。產(chǎn)生橫裂除了因為使用不適當(dāng)?shù)牟牧贤?，如線材存在嚴重的偏析、纖維狀縮孔、夾渣或其他非金屬夾雜物等，還與冷鐓機技術(shù)有關(guān)。即由于鐓鍛時產(chǎn)生折迭，有彎曲流線所致。在切邊時，如果切邊工序模具調(diào)整不當(dāng)，或者使用鈍口的模具，在切邊時受單面力的作用而產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，也能使工件頭部產(chǎn)生形似橫裂的裂痕。

減少冷鐓機件開裂除了采取解決螺栓類工件斷頭的技術(shù)措施外，還可采取以下措施：

1）  如果材料有貫穿性的縱列，根本不適應(yīng)冷鐓機就應(yīng)報廢。對于材料有少量的斷續(xù)裂紋，大部分是好的，則應(yīng)為降低生產(chǎn)成本而盡可能充分利用。如某廠一批φ14mmSWRCH35K,用于生產(chǎn)M12內(nèi)六角螺釘，在材料頭部開裂，沖模應(yīng)受力不均而極易折斷，使生產(chǎn)不能正常進行。經(jīng)過試驗，進行線材成品退火、酸洗、磷化處理工藝。雖然冷鐓機時仍產(chǎn)生裂口，但此時材料硬度稍低，磷化處理工藝。雖然冷鐓機時仍產(chǎn)生裂口，但此時材料硬度稍低，磷化后表面潤滑好，使金屬流動性有所提高，顯著減少了開裂程度 ，并且不致使沖模因受力不均而折斷。線材成品退火規(guī)范見工藝圖。

良好的材料表面質(zhì)量是減少冷鐓機件開裂的根本性措施。材料表面質(zhì)量主要受鋼錠表面質(zhì)量影響。熱軋后的鋼坯四周有斷續(xù)細裂紋，而沸騰鋼比鎮(zhèn)靜鋼更深（深的可達1mm左右）。這些裂紋如能消除，有利于線材表面質(zhì)量的提高。

鋼胚處理試驗表明：  大鋼錠制成  鋼方坯經(jīng)酸洗修磨后軋成  圓鋼，用于冷鐓機螺母，一級品可達90%以上；小鋼錠所扎制的方坯不作酸洗精整，并在冷鐓機前經(jīng)650℃以下的低溫退火，的圓鋼冷鐓機螺母，一級品率達90%以上。

實踐表明：采用大鋼錠提高軋制時的壓縮量、將鋼坯酸洗精整的，若改進軋制圓鋼的孔型，亦可較大地提高線材的表面質(zhì)量。在軋鋼時采用橢圓-圓孔型系統(tǒng)代替方-圓孔型系統(tǒng)生產(chǎn)的小規(guī)格圓鋼，冷鐓機螺母合格率亦在85%以上。