冷鐓鋼盤條一般為低、中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，用來(lái)冷鐓成型制造各種機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件和緊固件。因冷鐓工藝要求該鋼具有高的潔凈度，控制鋼中的si、al的含量，采用控制軋制和控制冷卻工藝，避免出現(xiàn)馬氏體、貝氏體和魏氏體組織，使鋼材具有細(xì)晶和碳化物球化組織，以提高鋼材的塑性和冷頂鍛性能。介紹了國(guó)內(nèi)外冷鐓鋼的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)情況，化學(xué)成分對(duì)冷鐓性能的影響，冷鐓鋼的生產(chǎn)工藝特長(zhǎng)。

冷鐓鋼盤條的鋼種一般為低、中碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。冷鐓鋼產(chǎn)品主要用于汽車、造船、設(shè)備制造、電子、家電、自行車、工具、輕鋼結(jié)構(gòu)、建筑等行業(yè)。

冷鐓鋼因冷成型性能良好，在機(jī)械加工行業(yè)用冷拔代替熱軋材冷切削機(jī)加工，這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)約大量工時(shí)的同時(shí)，金屬消耗可以降低10%~30%，而且產(chǎn)品尺寸精度高，表面光潔度好，生產(chǎn)率高，是近年來(lái)興起的較先進(jìn)的機(jī)加工工藝。

我國(guó)馬鋼和湘鋼從20世紀(jì)80年代開(kāi)始開(kāi)發(fā)冷鐓鋼。據(jù)中國(guó)冶金報(bào)刊有關(guān)冷鐓鋼數(shù)據(jù)資料表明，冷鐓鋼市場(chǎng)2003年全國(guó)緊固件需求量達(dá)到300萬(wàn)噸，2005年需求量預(yù)測(cè)將增至500萬(wàn)噸，其中汽車用螺栓等中高檔冷鐓鋼絲緊固件超過(guò)100萬(wàn)噸。目前，華南一帶的冷鐓鋼市場(chǎng)已經(jīng)飽和，華東地區(qū)尚有10~20萬(wàn)噸的市場(chǎng)空間。一汽全年用鋼材約100萬(wàn)噸，其中冷鐓鋼占7.7%。我國(guó)汽車工業(yè)用鋼材品種構(gòu)成中冷鐓鋼占7%~12%。

用冷鐓加工方法制造緊固件、連接件(如螺栓、螺母、螺釘、鉚釘?shù)?用的鋼稱為冷鐓鋼，俗稱鉚螺鋼。

通常使用的有調(diào)質(zhì)型合金鋼、低溫回火型合金結(jié)構(gòu)鋼、低碳低合金高強(qiáng)度鋼、鐵素體-馬氏體雙相鋼等。

冷鐓是在常溫下利用金屬塑性成形的。采用冷鐓工藝制造緊固件，不但效率高、質(zhì)量好，而且用料省、成本低。但是冷鐓工藝對(duì)原材料的質(zhì)量要求較高。

冷鐓性能是冷鐓鋼的重要性能之一。冷鐓鋼應(yīng)具備的主要性能是，具有良好的冷成形性；對(duì)于冷鐓鋼變形要具有盡可能小的阻力和可能高的變形能力。為此，一般要求冷鐓鋼的屈強(qiáng)比為0.5~0.65，斷面收縮率大于50%。此外，為避免在冷鐓時(shí)表面開(kāi)裂，要求鋼材表面質(zhì)量良好，同時(shí)鋼材的表面脫碳要盡可能小。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼材應(yīng)進(jìn)行冷頂試驗(yàn)。要求試樣冷頂鍛后冷頂鍛前高度之比為；1/4；較；1/3；普通級(jí)；1/2。一般標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1/2。

冷鐓鋼因冷成型性能良好，在機(jī)械加工行業(yè)用冷拔代替熱軋材冷切削機(jī)加工，這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)約大量工時(shí)的同時(shí)，金屬消耗可以降低10%~30%，而且產(chǎn)品尺寸精度高，表面光潔度好，生產(chǎn)率高，是近年來(lái)興起的較先進(jìn)的機(jī)加工工藝。

近幾年來(lái)，我國(guó)開(kāi)發(fā)的冷鐓鋼品牌在增加，產(chǎn)量在增長(zhǎng)，質(zhì)量在改進(jìn)。如馬鋼：swrch18a、1018、zl10a、zl15a、zl18a；湘鋼：xswrch10k、swrch35k、swrch6a、22a、ml40cr、ml35crmo；寶鋼：swrch35k；天鋼：swrch18a、swrch22a；萊鋼：ml35；石鋼；ml35、ml40、ml45、45#；杭鋼：ml35、ml40、ch35acr；包鋼：ml35、ml42crmo、swrm12；太鋼：ml07a、ml20mntib、ch1t；首鋼：ml35、ml15；江陰興澄：ml35；江蘇沙鋼：swrch35k、15mncrnicu；大連金牛股份：ml35、ml15mnvb、ml20mnvb、ml20mntib、ml35crmo、ml40cr、ml35mn、ml20cr等品種。顯然，冷鐓鋼的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)已經(jīng)形成了一定的批量和規(guī)模。

日本愛(ài)知制鋼公司近年開(kāi)發(fā)了aus系冷鍛用不銹鋼。公司開(kāi)發(fā)的aus系列產(chǎn)品，按產(chǎn)品使用的方法不同而分別將其分為奧氏體（a）、鐵素體（f）、馬氏體（m）及沉淀硬化系列。

冷鍛用線材的典型用途是制作螺栓，其強(qiáng)度范圍大，從抗拉強(qiáng)度400mpa到1200mpa以上，且形狀多。俄羅斯生產(chǎn)的緊固件品種和種類接近世界水平。制造了約10%強(qiáng)度級(jí)別8.8以上高強(qiáng)度緊固件。

進(jìn)口鋼絲與國(guó)內(nèi)35#中碳鋼相近，但它的金相組織非常細(xì)小均勻，白色小粒狀的先共析鐵素體非常均勻地彌散分布在基體上，沒(méi)有網(wǎng)狀組織存在。晶粒大小僅為1~2μm，為國(guó)產(chǎn)中碳鋼絲的1/10左右。并且具有良好的強(qiáng)塑性，在拉拔過(guò)程中顯示出優(yōu)良的拉拔性能，斷絲率較低。研究認(rèn)為，進(jìn)口鋼絲可能在熱處理時(shí)并沒(méi)有完全奧氏體化，而僅僅加熱到奧氏體和鐵素體的兩相區(qū)進(jìn)行保溫后再冷卻至室溫，進(jìn)口鋼絲的奧氏體化溫度低，保溫時(shí)間短，從而熱處理后的組織細(xì)小，滲碳體與正常奧氏體化處理的滲碳體相比，尺寸更小，厚度更薄，分布更加均勻，呈現(xiàn)出進(jìn)口鋼絲特殊的“兩相組織”?；旧蠟橥耆楣怏w組織，僅有少量小塊狀（尺寸約5μm）先共析鐵素體。

鋼中碳含量一般按中下限控制為宜。鋼中硅含量超過(guò)0.10%，隨硅含量增加，鋼的抗拉強(qiáng)度、硬度有所提高，但延伸率低，斷面收縮率下降更顯著，不利于冷變形。鋼中錳含量適中，可改善鋼中硫的存在形態(tài)和分布，有利于提高鋼的冷成型性。

主要冷鐓鋼的牌號(hào)和成分見(jiàn)表1。

表1 各種冷鐓鋼的化學(xué)成分/%

生產(chǎn)廠 牌號(hào) c si mn p sals

馬鋼swrch18a 0.15~1.20 ≤0.100.09~0.60 ≤0.030 ≤0.035 ≥0.02

1018 0.15~1.20 ≤0.10 0.09~0.60≤0.040 ≤0.050 -

zl10a 0.70~0.12 ≤0.10 0.30~0.60≤0.035 ≤0.035 ≥0.02

zl18a 0.15~0.20 ≤0.10 0.09~0.60≤0.035 ≤0.035 0.015~0.060

湘鋼xswrch10k 0.06~0.12 0.05~0.200.25~0.05 ≤0.030 ≤0.030 -

swrch35kc 0.32~0.37 0.12~0.200.45~0.60 ≤0.030 ≤0.035 -

寶鋼swrch35k 0.32~0.38 0.10`0.350.60~0.90 ≤0.030 ≤0.035 -

天鋼swrch18a、swrch22a0.15~0.20

0.18~0.23 ≤0.10

≤0.10 0.60~0.90

0.70~0.10 ≤0.030

≤0.030 ≤0.035

≤0.035 ≥0.02

≥0.02

包鋼ml35

ml42crmo 0.32~0.40

0.38~0.45 ≤0.20

≤0.30 0.30~0.60

0.50~0.80 ≤0.035

≤0.035

cr0.90~1.20 ≤0.035

≤0.035

mo0.15~0.25 -

0.02~0.05

ni≤0.20

萊鋼ml35 0.32~0.40 ≤0.20 0.30~0.60≤0.035 ≤0.035 cr、ni、cu≤0.20

石鋼ml35、

ml40、

ml45 0.32~0.40

0.37~0.45

0.42~0.50 ≤0.20

≤0.20

≤0.20 0.30~0.60

0.30~0.60

0.30~0.60 ≤0.035

≤0.035

≤0.035 ≤0.035

≤0.035

≤0.035 cr、ni、cu≤0.25

cr、ni、cu≤0.25

cr、ni、cu≤0.25

杭鋼ch35acr 0.35~0.39 ≤0.100.09~0.60 ≤0.030 ≤0.030 cr0.20~0

太鋼ml07a ≤0.0.9 ≤0.10 0.30~0.60≤0.035 ≤0.035 -

ml20mntib 0.17~0.24 ≤0.301.30~1.60 ≤0.035 ≤0.035 b0.0005~0.003

ti0.04~0.10

冷鐓鋼生產(chǎn)的工藝流程：鐵水→轉(zhuǎn)爐→精煉爐→連鑄（模鑄）→鑄坯檢查→初軋開(kāi)坯、連軋→鋼坯修磨→高線熱軋盤條→成品檢驗(yàn)→入庫(kù)。

冶煉冷鐓鋼的關(guān)鍵是要提高鋼水的純凈度，降低鋼水的非金屬夾雜物的污染度。鋼水終點(diǎn)碳含量穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)是降低鋼水氧化程度和減少鋼水非金屬夾雜污染的主要措施。

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Zui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%。優(yōu)質(zhì)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