汽车高强度螺栓金属流线检测

汽车高强度螺栓是的重要连接件之一，其质量的好坏，将直接影响到整车的安全性，因此汽车制造商对其的质量要求越来越高。

由于金属流线对高强度螺栓的头杆结合部位、螺牙部位以及光杆与螺纹过渡部位的疲劳强度产生较大的影响，会直接导致疲劳强度下降。有时甚至会降低高强度螺栓头部承载力，导致断头，风险性极大。

因此金属流线查已经被列入高强度螺栓生产过程中的主要检查控制项目。

今天，螺丝君着重介绍金属流线的形成、对性能的影响、流线合理性判断原则以及检查方法。

金属流线的定义及其形成条件

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金属流线定义

金属流线：在锻压专业术语中称为“金属纤维组织”，它是金属中的化合物、偏析、杂质、晶界等在变形力的作用下，发生形态改变，并沿金属变形流动方向呈纤维状分布的组织。

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金属流线形成条件

1、金属内必须存在化合物、杂质和锻造结晶时的偏析等，这是形成金属流线的内在条件。

2、金属沿着某一个方向，有足够大的变形程度，这是形成金属流线的外在条件。

金属流线对性能的影响

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金属流线对力学性能的影响

试验表明，金属流线对强度指标影响不大，但对塑性指标影响较大，这是因为沿金属流线会有大量的脆性杂质和化合物分布，所以金属在受到拉伸应力作用时，将以这些异向质点为核心形成显微孔洞，并不断扩大和连接形成大裂纹，而导致塑性下降。

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金属流线对使用性能的影响

金属流线方向及分布，对接触疲劳性能和金属疲劳极限影响较大，会直接影响高强度螺栓的疲劳寿命。

这是因为疲劳断裂最初都在表面出现，而金属流线露头的地方就是一个微观上的缺陷，容易形成应力集中，在交变载荷作用下很容易形成疲劳源。

金属流线分布合理性的判定原则

由于金属流线与高强螺栓的强度有着密切的关系，且合理的金属流线可以充分材料的优势，提高产品性能和疲劳寿命，所以金属流线的合理性是十分重要的。

大多数经验认为：金属流线应与头部变形形状应基本一致，且流畅、连续平滑，并沿轴线分布对称的金属流线是合理的（见附图说明）。

当金属流线出现切断、涡流、穿流或者流线露头等现象，均为不合理的金属流线。

金属流线断裂就是流线不完整，呈断裂状，涡流就是流线呈回流或者旋涡状，穿流就是一股金属与另一股金属汇流形成的流线。

金属流线控制与检查

金属流线分布的合理性，取决于冷镦模具及产品变形工艺，对于不同形状的产品，应根据其形状特点和对流线的要求，合理设计冷镦模具和变形工艺（变形程度）。

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金属流线控制

对于汽车高强度螺栓，在冷镦成形过程时，工艺文件应规定，对其头杆过渡区、光杆与螺纹过渡区、螺纹牙形区进行流线检测。

在条件允许的情况下，设计成形模具和变形工艺后，采用金属成形仿真软件，模拟出金属流线图，预先判定设计是否合理，及时修改设计方案。

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金属流线检查方法

汽车高强度紧固件的金属流线可以通过低倍侵蚀（热酸蚀）的方法进行检查。

热酸蚀主要是用于显示金属偏析、疏松、白点等低倍组织及缺陷。

01 检查用具

1500ml烧杯 1只； 玻璃棒 1只；

100ml量筒 1只； 防酸手套 1双；

温度计 1只。

02 取样方法

在切割机上，先从产品头部顶端往下横向切断1倍直径金属，然后再沿产品轴心线纵向切开。

03 热酸蚀液配制

热酸蚀液的配置和酸蚀时间的长短，可由低倍组织及缺陷显示的清晰程度来确定。

配制比例及方法：

比例：蒸馏水1：工业盐酸1。

配制方法：用量杯取100ml蒸馏水倒入500ml烧杯中，然后再用量杯取100ml工业盐酸，缓慢倒入烧杯中，同时用玻璃棒充分搅拌均匀。

04 热酸蚀方法及时间

将待检查的试样放入装有酸蚀液的烧杯中，在60-80℃的温度下煮10-15分钟。

一般碳素结构钢、碳素工具钢、耐热钢煮5～20分钟；

合金结构钢、合金工具钢煮15～20分钟。

05 试样清洗

将试样从酸液中取出，取出过程中不能与容器或其他试样擦碰。

取出后用清水刷洗干净，然后置于吹风机用热风将其吹干，保持表面清洁待检。

金属线附图说明：

图示金属流线沿外形几何形状分布，且沿轴线对称，流线完整平滑，无切断、涡流、穿流现象。

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来源：GAF螺丝君