力學性能要求
1. 屈服強度σs及變形抗力尺可能的小,這樣可使單位變形力相應減小,以延長模具壽命。
2. 鋼材的冷變形性能要好,即材料應有較好的塑性,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程中的變形力太大。
二、化學成份要求
1. 碳(C) 碳是影響鋼材冷塑性變形的主要元素。含碳量越高,鋼的強度越高,而塑性越低。實踐證明,含碳量每提高0.1%,其屈服強度σs約提高27.4Mpa;抗拉強度σb提高58.8~78.4Mpa;而伸長率δ則降低4.3%,斷面收縮率ψ降低7.3%。由此可見,鋼中含碳量對于鋼材的冷塑性變形性能的影響是很大的。在生產(chǎn)實際中,冷鐓,冷擠用鋼的含碳量大于0.25%時,要求鋼材在拉拔前要進行球化退火。對于變形程度為65%~80%的冷鐓件,不經(jīng)過中間退火而進行三次鐓鍛變形時,其含碳量不應超過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。錳使鋼的抗拉強度σb和屈服強度σs有所提高,塑性有所降低,對于鋼的冷塑性變形是不利的。但是錳對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0.9%。
3. 硅(Si) 硅是鋼在冶煉時脫氧劑的殘余物。當鋼中含硅量增加0.1%時,抗拉強度σb提高13.7Mpa。經(jīng)驗表明,含硅量超過0.17%且含碳量較高時,對鋼材的塑性降低有很大的影響。在鋼中適當增加硅的含量,對鋼材的綜合力學性能,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0.15%時,使鋼急劇形成非金屬夾雜物。高硅鋼即使退火,也不會軟化,降低鋼的冷塑性變形性能。因此,除了產(chǎn)品有高強度性能要求外,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)。鋼中的硫在冷鐓時會使金屬的結(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,含硫量應小于0.055%。鋼應小于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。但一般沒有專為螺母順利攻螺紋而冶煉的高硫鋼材供應。
5. 磷(P) 磷的固容強化及加工硬化作用極強,在鋼中偏析嚴重,增加了鋼的冷脆性,使鋼容易受酸的侵蝕,鋼中的磷還會惡化冷塑性變形能力,在拉拔時會使線材斷裂,冷鐓時使產(chǎn)品開裂,鋼中的磷含量應控制在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,對鋼的影響遠不及碳那樣大,含量也極其微小。