螺栓螺母是最常用的堅固件，是利用物體的斜面圓形旋轉(zhuǎn)和摩擦力的物理學(xué)和數(shù)學(xué)原理，循序漸進地緊固器物機件的工具。
螺栓螺母要求能夠在交變應(yīng)力下滿足高負荷長效使用，金相組織的優(yōu)劣就非常重要，一般都要求內(nèi)部有較好的韌性和合理的硬度，表面有較高的硬度和較強的耐磨耐腐能力，不同的材料和熱處理制度下具有不同的金相組織。

01設(shè)備和耗材

設(shè)備

特魯利TableCUT-200自動精密切割機；

特魯利FlexPRESS-600自動鑲嵌機；

特魯利Alpha雙盤雙控磨拋機；

特魯利 Alpha-600 磨拋機；

特魯利ThetaMount壓力冷鑲嵌機；

Leica DM2700M金相顯微鏡；

吹風(fēng)機；

耗材

酒精；脫脂棉；
特魯利TJ2237保邊型熱鑲嵌料；
特魯利TJ2568AB環(huán)氧樹脂；
特魯利PL-W拋光潤滑液；
特魯利SiC金相砂紙(P180；P400；P800；P1200；P2000；P2500)；
特魯利YS-JP 白色纖維拋光布(8in)；
特魯利ET-JP白色合成人造絲拋光布(8in)；
特魯利3μm多晶金剛石拋光液 ；
特魯利0.05μm二氧化硅拋光液。

02制樣過程

1-切割

使用TableCUT-200精密自動切割機將螺栓螺母對半切開（尺寸太小或形狀不規(guī)則者需要專用夾具）。

設(shè)備

TableCUT-200精密自動切割機

耗材

SiC砂輪切割片

參數(shù)

轉(zhuǎn)速3000rpm，進給0.2mm/s

2.1-熱鑲嵌

使用FlexPRESS-600自動鑲嵌機鑲嵌切割好的試樣，其中直徑較小的螺母也可不切割直接鑲嵌。

設(shè)備

FlexPRESS-600自動鑲嵌機

耗材

TJ2237保邊型熱鑲嵌料

參數(shù)

壓力180Bar，溫度175℃，時間5min，中速冷卻

2.2-冷鑲嵌

按比例配制TJ2568AB環(huán)氧樹脂澆注試樣，試樣澆注好后放置在ThetaMount壓力冷鑲嵌機中加壓固化。

設(shè)備

ThetaMount壓力冷鑲嵌機

耗材

TJ2568AB環(huán)氧樹脂

參數(shù)

壓力0.2MPa，時間30min

3.1.1-自動研磨

使用Alpha-600自動磨拋機研磨試樣。

設(shè)備

Alpha-600自動磨拋機

耗材

SiC砂紙：P180；P400；P800；P1200；P2000；P2500

參數(shù)

壓力22N，同向200rpm，時間120s

3.1.2-拋光（自動粗拋）

使用Alpha-600自動磨拋機拋光試樣，先使用YS拋光布，配合3μm多晶金剛石拋光液粗拋，同時添加PL-W拋光潤滑液。

設(shè)備

Alpha-600自動磨拋機

耗材

YS拋光布，3μm多晶金剛石拋光液，PL-W拋光潤滑液

參數(shù)

壓力25N，同向150rpm，時間300s

3.1.3-拋光（自動精拋）

使用Alpha-600自動磨拋機拋光試樣，然后使用ET拋光布配合0.05μm二氧化硅拋光液進行精拋。

設(shè)備

Alpha-600自動磨拋機

耗材

ET拋光布，0.05μm二氧化硅拋光液

參數(shù)

壓力22N，同向120rpm，時間120s

3.2.1-手動研磨

使用Alpha-202雙盤雙控磨拋機研磨試樣。

設(shè)備

Alpha-202雙盤雙控磨拋機

耗材

SiC砂紙：P180,P400,P800,P1200,P2000,P2500

參數(shù)

300rpm

3.2.2-手動粗拋

使用Alpha-202磨拋機拋光試樣，先使用YS拋光布，配合3μm多晶金剛石拋光液粗拋，同時添加PL-W拋光潤滑液。

設(shè)備

Alpha-202雙盤雙控磨拋機

耗材

YS拋光布，3μm多晶金剛石拋光液，PL-W拋光潤滑液

參數(shù)

轉(zhuǎn)速500rpm，時間5min

3.2.3-手動精拋

使用Alpha-202磨拋機拋光試樣，然后使用ET拋光布配合0.05μm二氧化硅拋光液精拋。

設(shè)備

Alpha-202雙盤雙控磨拋機

耗材

ET拋光布，0.05μm二氧化硅拋光液

參數(shù)

轉(zhuǎn)速200rpm，時間2min

4-腐蝕

客戶提供的螺栓螺母材質(zhì)未知，默認按照碳鋼或低中合金鋼進行腐蝕。使用4%硝酸酒精擦蝕。

設(shè)備

配方

使用方法

4%硝酸酒精

HNO??? 4ml
H?O??? 96ml

擦蝕法

5-觀察

設(shè)備

Leica DM2700M金相顯微鏡

耗材

參數(shù)

50×→500×倍觀察

03分析

熱鑲??? 螺絲??? 50×

可見大量硫化物夾雜

熱鑲??? 螺絲??? 200×

可見大量硫化物夾雜

熱鑲??? 螺母 ?? 200×

牙底可見裂紋

熱鑲??? 螺母 ?? 500×

牙底可見裂紋

拋光態(tài)??? 50×

含有大量硫化物夾雜

圖一：腐蝕態(tài)??? 50×

含有大量硫化物夾雜

圖二：腐蝕態(tài)??? 200×

含有大量硫化物夾雜。心部為正火組織，存魏氏體。表面冷速快生成馬氏體。

圖一：腐蝕態(tài)??? 50×

保留馬氏體位向的回火索氏體

圖二：腐蝕態(tài)??? 200×

保留馬氏體位向的回火索氏體

圖一：腐蝕態(tài)??? 50×

組織呈纖維狀，可見牙頂有斷流和紊流

圖一：腐蝕態(tài)??? 50×

組織呈纖維狀，可見牙頂有斷流和紊流

圖一：腐蝕態(tài)??? 100×

可見鐵素體和三次滲碳體，表面晶界有滲入物

圖二：腐蝕態(tài)??? 200×

可見鐵素體和三次滲碳體，表面晶界有滲入物

圖三：腐蝕態(tài)??? 500×

表面晶界有滲入物，有一定厚度的涂層

提供的材料多種多樣，既有螺栓也有螺母，尺寸不一。對于尺寸較小或形狀特殊的件應(yīng)設(shè)計專門的夾具以便切割時夾持。當(dāng)然，一些尺寸很小的件也可以直接鑲嵌后粗磨到中間剖面。

對于有涂鍍層的試樣，應(yīng)使用保邊型熱鑲嵌料鑲嵌。

一些薄壁件在熱壓鑲嵌時會變形，應(yīng)使用冷鑲。

要針對不同的材料開發(fā)不同的磨拋步驟。