力學(xué)性能要求
1. 屈服強(qiáng)度σs及變形抗力尺可能的小,這樣可使單位變形力相應(yīng)減小,以延長(zhǎng)模具壽命。
2. 鋼材的冷變形性能要好,即材料應(yīng)有較好的塑性,較低的硬度,能在較大的變形程度下不致引起產(chǎn)品開(kāi)裂。
3. 鋼材的加工硬化敏感性盡可能的低,這樣不致使冷鐓變形過(guò)程中的變形力太大。
二、化學(xué)成份要求
1. 碳(C) 碳是影響鋼材冷塑性變形的主要元素。含碳量越高,鋼的強(qiáng)度越高,而塑性越低。實(shí)踐證明,含碳量每提高0.1%,其屈服強(qiáng)度σs約提高27.4Mpa;抗拉強(qiáng)度σb提高58.8~78.4Mpa;而伸長(zhǎng)率δ則降低4.3%,斷面收縮率ψ降低7.3%。由此可見(jiàn),鋼中含碳量對(duì)于鋼材的冷塑性變形性能的影響是很大的。在生產(chǎn)實(shí)際中,冷鐓,冷擠用鋼的含碳量大于0.25%時(shí),要求鋼材在拉拔前要進(jìn)行球化退火。對(duì)于變形程度為65%~80%的冷鐓件,不經(jīng)過(guò)中間退火而進(jìn)行三次鐓鍛變形時(shí),其含碳量不應(yīng)超過(guò)0.4%。
2. 錳(Mn) 錳在鋼的冶煉中與氧化鐵作用(Mn FeO→MnO Fe),主要是為鋼脫氧而加入。錳在鋼中硫化鐵作用(Mn FeS→MnS Fe),能減少硫?qū)︿摰挠泻ψ饔?。所形成的硫化錳,可改善鋼的切削性能。錳使鋼的抗拉強(qiáng)度σb和屈服強(qiáng)度σs有所提高,塑性有所降低,對(duì)于鋼的冷塑性變形是不利的。但是錳對(duì)變形力的影響僅為碳的1/4左右。所以,除特殊要求外,碳鋼的含錳量,不宜超過(guò)0.9%。
3. 硅(Si) 硅是鋼在冶煉時(shí)脫氧劑的殘余物。當(dāng)鋼中含硅量增加0.1%時(shí),抗拉強(qiáng)度σb提高13.7Mpa。經(jīng)驗(yàn)表明,含硅量超過(guò)0.17%且含碳量較高時(shí),對(duì)鋼材的塑性降低有很大的影響。在鋼中適當(dāng)增加硅的含量,對(duì)鋼材的綜合力學(xué)性能,特別是彈性極限有利,還可增加鋼的耐蝕性。但是鋼中含硅量超過(guò)0.15%時(shí),使鋼急劇形成非金屬夾雜物。高硅鋼即使退火,也不會(huì)軟化,降低鋼的冷塑性變形性能。因此,除了產(chǎn)品有高強(qiáng)度性能要求外,冷鐓鋼總是盡量要求減少硅的含量。
4. 硫(S) 硫是有害雜質(zhì)。鋼中的硫在冷鐓時(shí)會(huì)使金屬的結(jié)晶顆粒彼此分離引起裂紋,硫的存在還促使鋼產(chǎn)生熱脆和生銹,因此,含硫量應(yīng)小于0.055%。鋼應(yīng)小于0.04%,由于硫、磷和錳的化合物能改善切削性能、冷鐓螺母用鋼的含硫量可放寬到0.08~0.12%,以有利于攻螺紋。但一般沒(méi)有專(zhuān)為螺母順利攻螺紋而冶煉的高硫鋼材供應(yīng)。
5. 磷(P) 磷的固容強(qiáng)化及加工硬化作用極強(qiáng),在鋼中偏析嚴(yán)重,增加了鋼的冷脆性,使鋼容易受酸的侵蝕,鋼中的磷還會(huì)惡化冷塑性變形能力,在拉拔時(shí)會(huì)使線材斷裂,冷鐓時(shí)使產(chǎn)品開(kāi)裂,鋼中的磷含量應(yīng)控制在0.045%以下。
6. 其它合金元素 碳鋼中其它合金元素,如鉻(Cr),鉬(Mo),鎳(Ni),等,都作為雜質(zhì)存在,對(duì)鋼的影響遠(yuǎn)不及碳那樣大,含量也極其微小。