紧固件制造属于现代工业的基础范畴。紧固件质量的好坏，在很大程度上是由其所使用的冷镦材料的质量所决定的。
其中，像成分偏析、疏松以及夹杂物等这类材料的冶金质量方面，对于机械厂这样的使用者来说，通常是难以进行改变的。然而，材料的强度、硬度、塑性、组织结构和韧性等，与后续的材料加工过程存在着紧密的关联。
这些性能，实际上体现的是材料的冷镦性能、切削性能以及热处理性能。
因此，研究冷镦线材的加工工艺特性是基础，掌握冷镦线材的加工工艺特性也是基础。这是制造优质冷镦线材的基础，也是保证紧固件质量的基础。
01
冷镦线材的选择
1、钢材牌号选择
钢材的牌号，需要依据产品图纸以及相关的国家标准的要求来进行挑选。表 1 可以在选材的时候作为参考（见表 1）。
表1 钢材牌号的选择
当紧固件的规格比较大的时候，为了能够保证材料的热处理性能，就应该选用比原本规格所对应的材料档次要高一个的材料。
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表2 几种材料牌号的选择
拉丝车间要按照生产计划去领取经过检验合格的原材料，然后进行材料改制。同时，检验不合格的钢材是不可以投产的。
02
改制工艺
1、钢材（盘圆）改制工艺流程：
中低碳钢在金相组织正常且拉拔减面率不大于 35%时，一般可不进行球化退火，可直接进行拉拔。中碳合金钢需在退火后进行材料改制。若材料需要两次或两次以上拉拔，第一次拉拔比宜控制在 20%至 25%，最后一道拉拔前应进行中间退火处理，且拉拔比宜控制在 15%至 20%。
2、退火
1、退火工艺
热轧盘条的首次退火通常在真空退火炉或井式炉内进行球化处理。其目的在于让珠光体完全球化，并均匀分布在铁素体的机体上，从而使材料具备最佳的塑性以及最低的硬度。该工艺是先将其加热至 750℃~780℃江苏45k钢材线材酸洗,磷化加工厂，充分加热后，再在 680℃~700℃进行等温转变。具体的参数会依据炉型、材料的种类以及装炉量而有所不同，合适的工艺需要通过实验来确定。
b、再结晶退火：对于经过加工的材料，第二次退火需采用再结晶退火处理，且在真空炉或井式炉中进行。这样做的目的是让产生了加工硬化的材料消除应力，让各向异性的铁素体组织重结晶，从而重新软化并恢复良好的塑性。其工艺是将材料在 680℃~700℃充分加热并保温，然后随炉冷却到 550℃后出炉。不同的炉型、材料的种类以及装炉量会决定具体的参数。合适的工艺需要通过实验来确定。
2、退火作业
操作者还要做好检查炉温的记录。
b、退火装炉量需控制在真空退火炉的额定装载量之内，不能进行超负荷生产。待退火线材的捆扎不要过紧，这样有利于均热。装炉的要点如下：装炉和出炉时要注意不要让炉口密封受损；尽可能将相同材质和状态的材料放在同一炉中处理；材料入炉时不要阻碍炉内气流的循环；潮湿的材料升温到 300℃后，要提升炉盖排出水汽 5 分钟，然后再重新盖好炉盖继续升温。
c、炉子被抽真空后需要回充氮气，其真空度要达到 1330 至 133Pa 这个范围。倘若不回充氮气，那么炉内的真空度应达到 133 至 13.3Pa 。充入炉子内的氮气纯度为 99.99%，低于这个纯度的氮气是不能被使用的。
炉子抽真空的时候可以开始升温，升温的速度要不能大于 200℃每小时。当炉子达到温度后，它的温差不能超过正负 10℃。
整个退火周期期间，炉口需要通冷却水来对炉口密封材料进行保护。冷却水的流量要被控制在 1 到 2 立方米每小时这个范围。并且出水口的水温应该是小于 55 摄氏度的。
出炉温度设置需考虑热电偶与炉内实际温度的差异。炉子的控温热电偶一般在炉子的马佛罐外边，而炉内的温度，尤其是捆扎紧密的线卷里层材料的温度，在降温阶段比仪表显示的温度要高很多。尤其在冬天更是如此。所以不能盲目相信仪表的显示。
退火后的钢材需要进行硬度检验，包括 HB 检验和 HRB 检验。同时，还要进行冷顶锻试验，以及对表面脱碳层和金相组织进行检验。
中碳结构钢退火后的硬度情况是不大于 133HB（或者 80HRB）；中碳合金结构钢退火后的硬度情况是不大于 151HB（或者 86HRB）。
对于六角头螺栓、螺母等，冷顶锻后与冷顶锻前之比为 1/3 即为合格。
表面脱碳层方面：表面不完全脱碳层的比例小于等于 1.0% d（这里的 d 指材料直径）。并且，在退火之后，表面不允许存在铁素体层。
金相组织方面：对于用于法兰面螺栓、内六角螺钉等冷镦变形较大的材料，其球化退火后的组织应处于 5 至 6 级；而用于六角头螺栓等的材料江苏45k钢材线材酸洗,磷化加工厂，其球化退火后的组织应为 4 至 6 级；用于螺母等的材料，其球化退火后的组织应为 3 至 6 级；金相组织的检验是依据 JB/T5074-2007 来进行的。
3、酸洗
1、酸洗液的配制 (见表2)
并非新酸的腐蚀能力最为强大，而是新旧酸混合使用时具备最强的腐蚀能力。
2、上料
盘元穿上吊架横梁后需把捆扎带去掉。接着把线卷吊起至 1 米高，然后快速让线卷落下并摔打。在此过程中，要同时向前滚动线卷约 120°。之后换一个位置吊起材料，再次进行摔打。
至少进行三次这样的操作，直至线卷完全变得松散。需要注意的是，要在地面上垫一块厚钢板，并且要及时把氧化皮清扫掉。
3、酸洗
用吊车把线材平稳地吊进酸洗槽里。在酸洗的过程中，要将材料上下串动大约 2 次，这样就能保证各个部位的线材都能与酸接触到。
为避免出现氢脆或过酸洗的情况，浸酸的时间不能太长。在室温下进行酸洗时，通常不会超过十五分钟，要一直观察材表面，直到其达到银灰色为止。
材料酸洗后表面呈银灰色，应无氧化皮，锈迹和黑斑。
4、清洗
酸洗后的线材需迅速置入流动清水缸中，接着要让线材在缸中上下进行串动，之后用高压水对材料表面的残酸及附着物进行冲洗，经冲洗后，线材表面不应呈现棕黄色。
5、磷化、皂化
详见磷化、皂化工艺规程。
6、干燥
经中和挂浆后的线材需立刻进行干燥处理。通常可使用阳光干燥法以及炉火烘干法。
7、辗尖
拉拔前需将材料头部辗尖，该头部长度约为 100 至 150 毫米，并且要将直径控制在能够顺利通过拉丝模的程度。
8、拉拔
拉拔是在拉丝机上展开的。针对不同产品的冷镦工艺，要选取合适的拉丝模来进行拉拔操作，当拉丝模安装好之后，就可以开始拉拔了。
拉后的成品线材直径尺寸需符合冷镦工艺要求的直径尺寸。其表面不能有影响使用的麻点，不能有拉痕，也不能有裂纹等。
对于采用马钢、邢钢热轧线材生产的 M6～M12 规格的 8.8 级六角头螺栓，不进行球化退火处理，直接拉拔至成品丝尺寸；对于其他钢厂生产的以及 35#、ML35 热轧线材生产的 8.8 级六角头螺栓，需先进行球化退火处理，然后再拉拔至成品丝尺寸，这两种情况下的总拉拔比应小于 25%；对于采用 35#、ML35 热轧线材生产的 8.8 级法兰面螺栓、内六角螺钉等变形量较大的产品，应先按 10%～15%的拉拔比进行预拉拔，接着进行球化退火处理，之后再拉拔至成品丝尺寸，最后一次的拉拔比应小于 10%。[]
对于采用 40Cr、热轧线材生产的 10.9 级六角头螺栓，需先进行球化退火处理，接着一次性拉拔至成品丝尺寸，且总拉拔比要小于 20%；而对于采用 40Cr、热轧线材生产的 10.9 级法兰面螺栓、内六角螺钉等变形量较大的产品，应先按 10%至 15%的拉拔比进行预拉拔，之后进行球化退火处理，随后再拉拔至成品丝尺寸，最后一次的拉拔比应小于 10%。[]
对于采用热轧线材生产的 12.9 级六角头螺栓，需先进行球化退火处理，接着一次性拉拔至成品丝尺寸，且总拉拔比应小于 20%；而对于采用热轧线材生产的 12.9 级法兰面螺栓、内六角螺钉等变形量较大的产品，要先进行球化退火处理，然后按比成品丝尺寸大 0.3 至 0.5mm 进行预拉拔，之后进行中间退火处理，最后再拉拔到成品丝尺寸。原材料的规格选用参见附表A。
对于用中碳钢生产的六角螺母，首先要进行球化退火处理，接着一次性拉拔至成品丝尺寸。原材料的规格可参考附表 B。
对于双头螺柱产品，不进行球化退火处理。而是直接将其一次性拉拔至成品尺寸。
对于自攻螺钉产品，其原材料没有合适的规格，通常只有φ6.5mm 的规格。所以，需要进行二到四次的拉拔。在最后一次拉拔之前，应当进行球化退火处理，然后再拉拔到成品丝的尺寸。可参考附表 C。
特别注意：
线材经拉拔后再进行中间退火，在退火之前，拉拔压缩比必须避开临界压缩比，这样做是为了避免在中间退火时出现晶粒胀大、塑性降低以及甚至报废的情况。
A3 钢的临界压缩比在 7%到 16%之间；35 钢的临界压缩比在 8%到 15%之间。
压缩比计算公式：
说明：
本表仅供参考。选用材料规格时，需要根据具体产品来确定，同时也要根据具体加工机床来确定。
2）、当螺杆较长时应适当缩小用料直径，螺杆较短时应取上限。
3）、头部用料较多时，应选较大的料。
对于需要镦后磨削滚丝的产品，在选用较大料时，要依据冷镦工艺来确定。
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