螺栓的制造

螺栓是工程和建筑中最基本的部件之一，但是螺栓的生产已成为一个包含多个步骤的先进高科技程序。下面让我们来了解原钢如何变成高精度的金属器具。

螺栓有多种不同的尺寸和形状，但是基本的生产过程大同小异。首先将钢丝冷锻成合适的形状，然后通过热处理提高强度，再通过表面处理提高耐用性，最后打包发货。然而，对于更先进的螺栓设计而言，生产过程可能会加入一些额外环节。

作为汽车行业紧固件的领先供应商之一，瑞典制造商Bulten对螺栓生产的每一个步骤和各个方面都了如指掌。Bulten瑞典Hallstahammar工厂的技术经理Henrik Oscarson表示：「我们不生产目录零件──我们出品的所有东西都是根据客户的要求度身设计。而生产合适的螺栓有多种不同方案，具体要看紧固件是用在什么地方。」

冷锻成形之前，大号钢丝材需要经过开卷，并切至定长。根据ISO 898‑1的要求，整个行业的钢材等级均标准化。之后，使用特殊工具将钢丝冷锻成正确的形状。钢在室温高压下通过一系列压模在模具中基本冲压成型。模具本身可能相当复杂，包含多达二百个不同部分，公差只有百分之几毫米。一旦完善，冷锻可确保快速、大批量、高统一性地生产螺栓。

对于不能仅凭冷锻成型的复杂螺栓设计，可能需要一些额外的车削或钻削工序。车削是利用高速旋转螺栓，切削钢材以达到所需的形状和设计。钻削则是在螺栓上打孔。如设计需要，一些螺栓也可能会在这个阶段加上垫圈。

热处理是所有螺栓的标准工序，将螺栓放在高温下使钢硬化。在热处理之前，当钢质地较软时，通常通过滚制或切削（参阅侧栏文章比较两种方法）来加工螺纹。滚制作业与冷锻相似，是通过模具滚压使钢成型并形成螺纹，而切削则是通过切割和削剥来形成螺纹。

由于热处理会改变钢的特性，使之变硬，所以预先加工螺纹更容易，也更具成本效益。然而，在热处理后加工螺纹意味着更佳的抗疲劳表现。

Henrik Oscarson解释：「热处理可能会使螺栓出现热痕和轻微损坏。由于这个原因，一些客户会要求在热处理后车螺纹，特别是引擎和气缸盖螺栓等应用。因为需要让更硬的钢材成形，所以这个工序的成本更高，但螺纹能够更好地保持形状。」

对于螺栓长度超过直径十倍的长螺栓，热处理会使钢材回复到原始钢丝的圆形。因此，往往需要进行矫直过程。

采用何种表面处理取决于螺栓应用和客户要求。通常，紧固件的主要关注点是抗腐蚀能力，因此通过电解处理添加镀锌涂层是常见的解决方案。在这个步骤中，螺栓会浸入含锌液体中，然后通电使锌在螺栓上形成涂层。然而，电解处理会增加氢脆的风险。另一个选择是锌片，它可以使螺栓具有更高的抗腐蚀能力，但价格也更高。

如果不用考虑抗腐蚀能力──例如在引擎内部或经常接触油的应用中，使用磷酸盐是一种更具成本效益的选择。经过表面处理后，标准螺栓通常可以进入包装阶段。但是，更先进的设计可能需要一些额外的组装，例如支架。其他螺栓也将需要某种形式的补丁，例如锁定补丁或液体补丁。锁定补丁是在螺纹上加上厚尼龙层，提高螺栓的抓力，而液体补丁则有助于提高滚牙螺纹的扭矩。

完成这些步骤后，螺栓便大功告成。现在只剩下一些质量控制措施，以确保螺栓在可以打包发货前的统一性和一致性。