哈工大热处理原理与工艺大作业-铆钉热处理探究.ppt

成员：吴懿娟、杨珂鸿、谢一鸣、王梦得、李欣远、张博  主要内容 主要内容 铆钉的概述 铆钉的常用材料 铆钉的加工工序与热处理工艺 质量检查事项和方法 热处理缺陷及解决方法 铆钉的概述 1.1 铆钉的定义 铆钉是一种金属制一端有帽的杆状零件，穿入被联接的构件后，在杆的外端打、压出另一头，将构件压紧、固定。 在铆接中，利用自身形变或过盈连接被铆接件。这种紧固件广泛应用于汽车、机电产品、建筑装修及家用电器 。 铆钉的概述 1.2 铆钉的种类 铆钉种类很多，而且不拘形式。常用的有半圆头、平头、半空心铆钉、沉头铆钉、抽芯铆钉、空心铆钉，这些通常是利用自身形变连接被铆接件。 铆钉的概述 1.3 铆钉的用途 铆钉种类 用途 半圆头铆钉 随较大横向载荷的铆接场合，应用最广 ，如金属结构的桥梁、桁架等 平锥头铆钉 船壳、锅炉水箱等腐蚀强烈的铆接场合 沉头铆钉、半沉头铆钉 表面须平滑，随载荷不大的铆接场合 扁平头、扁圆头铆钉 金属薄板或皮革、帆布、木料等非金属材料的铆接场合 抽芯铆钉 汽车车身覆盖件、支架等连接处 空心铆钉 重量轻，钉头弱，用于受力不大的非金属材料 管状铆钉 用于非金属材料不受力处 铆钉的概述 铆钉种类 性能特点及服役环境 沉头型抽芯铆钉 铆接后表面平滑美观 双鼓型抽芯铆钉 降低作用在结构件表面上的压力 大帽沿抽芯铆钉 具有更大的接触面积，具有更强的支撑面从而可增强扭矩强度，能承受更高的径向拉力 封闭型抽芯铆钉 防水，高剪力，防振动，抗高压 全铝抽芯铆钉 美观耐用，永不生锈 开口型不锈钢抽芯铆钉 高拉力，耐腐蚀 1.4 服役条件 铆钉的概述 1.5 失效形式 失效模式：断口宏、微观观察结果表明，所有铆钉断裂特征基本相同，疲劳区面积较大、瞬断区面积较小，与机械外力打断后的断口区别明显。综合判断失效铆钉的断裂模式为疲劳断裂。 失效原因：失效铆钉断口观察表明，断裂起源区未见明显的夹杂等冶金缺陷，金相组织未见异常，热镦钉头的材料强度弱于冷镦钉头，但断裂失效却出现在冷墩端，因此铆钉铆接的断裂失效应与材质无关。铆钉断口均包含一大一小两个明显的疲劳断裂区。正常情况下，铆钉一般受剪切应力作用，不应发生疲劳断裂。从断裂均出现在冷镦钉头位置、且存在周向摩擦痕迹、铆钉杆断裂位置处也存在明显的磨损痕迹等来看，铆钉钉头脱落应为微动磨损导致的疲劳断裂。 铆钉的概述 1.5 失效形式 其它失效形式：腐蚀作用、冲刷磨损等导致的铆钉头部磨平失效；热冲击导致失效 1.6 性能要求 良好的塑性和韧性，一定的抗拉强度、抗剪强度，耐腐蚀，抗疲劳破坏 常用材料 2 常用材料 铆钉 铜及其合金 不锈钢 碳钢 铝及其合金 加工工序及热处理工艺 3.1铆钉的加工工序 ?冷墩加工：通过冲头的冲击，使金属线材在模具内发生塑性变形以达到预期的形状和尺寸 工序：线材?剪切?冷墩?出钉 ?高速车加工：通过特殊的车刀形状以及调整车刀位置和加工顺序，去除线材上多余的材料，以达到预期的形状和尺寸 工序：线材?切削?切断?出钉 加工工序及热处理工艺 3.2 铆钉的热处理工艺 ↓ 表面处理 加工工序及热处理工艺 3.2.1硬铝合金铆钉的热处理工艺 ↓ 铆钉常用的硬铝合金牌号 2A01 2A04 2B11 2B12 2A11 2A12 硬铝合金铆钉在淬火态下有很高塑性，铆接必须在保留淬火态高塑性时间内进行，硬铝合金铆钉淬火后易时效硬化，硬度、强度升高，塑性急剧降低，加上铆钉铆接时头部塑性变形镦粗产生冷作硬化，易导致铆钉铆裂，降低铝合金结构件质量和寿命，甚至使用时发生事故。因此应避免时效硬化后铆接。时效硬化时间长短决定于铆钉材料。 加工工序及热处理工艺 铝合金淬火时效现象 加工工序及热处理工艺 2A01（LY1） 特点：α固溶体过饱和程度较低，不溶性第二相少。虽是低合金、低强度硬铝，但淬火态塑性很高，在热态或冷态下塑性尚好，有良好工艺性能和切削加工性能，点焊接性能良好, 但氩弧焊接有晶间裂纹倾向，耐腐蚀性能不高。铆钉铆接在淬火和自然时效后进行, 铆接过程不受热处理时间限制。 适用条件：用于中等强度和工作温度≤100℃结构件。 热处理：淬火加热至495一505℃，保温后水冷，室温自然时效96h。铆接过程虽不受热处理后时间限制，但最好在淬火态进行。 3.2.1硬铝合金铆钉的热处理工艺 加工工序及热处理工艺 3.2.1 硬铝合金铆钉的热处理工艺 2A04 适用条件：用于中等强度和150一250℃较