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浅议我国紧固件的现状,难点及展望


我国是紧固件生产大国,世界离不开中国紧固件制造,我国也需要世界市场,行业无论是横向规模发展还是纵向技术升级都具有广阔的发展空间,行业要努力成为紧固件生产强国。

      2016年是“十三五”开局年,面临着这样一个良好的发展契机。目前,国内紧固件行业却无法满足国家机械装备行业的生产需求,一方面原材料强度无法满足高 强度紧固件的需求,低端、低强度紧固件市场饱和,而高强度、高精度紧固件长期依赖进口; 另一方面企业技术薄弱,设备和人员更新慢,无法满足高端、高强度紧固件的生产需求。我国高强度紧固件在质量、环保和能耗等方面仍处于落后的状态,为了赶超 国际先进水平,我国的高强度紧固件的开发和生产面临着严峻的考验。

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从整个制造业的发展来看,紧固件被称为“工业之米”。紧固件在整个产品结构中,通常只占很小的一部分,但作为产品的有机组成部分,却起着重要的作用。常见的紧固件有螺栓、螺钉、螺柱、螺母以及其组合件如垫圈、档圈、销、铆钉、连接副等。

从世界紧固件应用来看,行业主要有电子工业、维修与建筑工业、汽车工业是紧固件的三大用户。汽车工业所需的紧固件数量占紧固件总销量的23.2%,在三大用户中占有最大的比例,而维修与建筑工业和电子工业分别位居二三位,占20%和16.6%。

如汽车紧固件种类繁多,主要分为四大类,包括标准紧固件、非标准紧固件、标准机械元件和非标准机械元件;其中非标准紧固件质量要求最高。非标准紧固件 中,发动机连杆螺栓、飞轮螺栓、车轮螺栓、悬挂螺栓等由于其要求很高的质量和良好的稳定性,我国还不能达到国产化要求,少部分依赖进口。“十二五”期间, 我国上海大众、上海通用、东风富康、广州本田、奇瑞、吉利、力帆、比亚迪等在内的整车企业迅速发展,必将在今后的一段时间内带动汽车紧固件的迅速发展。

2015年,我国汽车产销量分别为2450.33万辆和2459.76万辆,而在汽车工业中,乘用车的需求量是最大的,而乘用车中紧固件的需求量也随之增加,质量也要求十分严格,其杆类紧固件和螺母类紧固件的强度要求大部分在8 级以上,产品结构也发生较大的变化。

由于汽车行业对紧固件重视不足,导致汽车紧固件的发展远远滞后于汽车行业的发展。紧固件在汽车成品中所占比例小,但对于整车造成的损害却是很大的,从发 生事故的汽车来看,由于紧固件损坏造成的事故达50%~60%,有的甚至危及人的生命安全,而追究损坏的原因,主要取决于紧固件所用材料的好坏。紧固件发 生断裂的原因可以从以下三个方面进行分析,紧固件所用材料强度不够,在外界载荷的作用下发生断裂; 由于紧固件所用材料在热处理过程中不合理,存在表面裂纹等缺陷; 由于紧固件在外界长期载荷作用下产生疲劳断裂。

为此,高质量紧固件所 用的钢在性能上需要达到以下要求: 1) 紧固件所用的钢原料在塑性变形中具有较高的伸长率和断面收缩率; 2) 紧固件在冷塑性变形中,所用钢材具有较小的变形抗力,在加工变形过程中硬化率低。在组织上需要达到以下要求: 显微组织主要由铁素体加珠光体组成,其中铁素体所占比例达到50%以上,其余为珠光体; 钢中所含的非金属夹杂物,B类氧化铝和D类球状氧化物大小级别应小于1.5级,所含夹杂物总和应小于3 级; 钢表面不存在表面任何裂纹缺陷,如凹凸折叠、结疤、麻点等,否则紧固件在冷镦或热处理过程中容易造成开裂的危险。

为了生产出高质量的紧 固件产品,在选用紧固件所用钢的过程中,必须严格控制所用钢的化学成分,减少钢中有害元素S、P、O 的含量,减少氧化物、硫化物夹杂对紧固件生产过程中产生开裂的影响;在紧固件热处理过程中,严格控制加热炉内的温度、时间和气氛,降低紧固件成品表面的氧 化和脱碳。因此,在大批量生产完成后必须进行最终的分选和检测,如人工挑选、涡流分选、光学传感尺寸及轮廓分选,分选出具有明显缺陷的不良产品,如存在表 面裂纹、表面脱碳和尺寸不合格的产品,以满足客户的要求。无缺陷的紧固件是保证装配线的顺畅运行、车辆的安全行驶以及厂家的良好声誉的关键所在。

虽然中国产量巨大,但是紧固件相比于国外起步较晚。全球咨询公司PAC集团一项调查数据显示,由于高附加值产品缺乏,很多发展中国家已接纳了紧固件转移 的制造,对我国紧固件行业形成了挑战,近年来每年将有约2.5亿元的紧固件订单“逃离”中国,造成我国紧固件企业目前这种现状的根源就在于本土企业缺乏核 心技术,亮不出自己的“绝活”来。不少企业科技投入较低,科技开发力量薄弱、工艺技术落后、交货周期长、质的提升大大滞后与量的增加,企业的创新战略意识 薄弱;企业的自主创新能力不足;企业的创新体制建设不够完善。近年来国外紧固件企业大量涌入国内,而我国的紧固件企业挑战和机遇并存。国内紧固件企业需要 打造品牌、提高品质、确保更高的零件合格率,向零缺陷的目标不断努力。

国内紧固件企业虽然与国外先进水平相比还存在明显差距,但是我国 紧固件业经过长期的发展,具备了一定的产业基础和优势。“十三五”期间及其未来10年,中国紧固件企业只能靠质的提升、量的控制来获取利润,一批规模较 小,技术力量薄弱,靠劣质原材料和偷工减料低价竞争,没有品牌的紧固件企业将在转型创新中被淘汰出局。
从世界格局来看,我国是紧固件生产大国,世界离不开中国紧固件制造,我国也需要世界市场,行业无论是横向规模发展还是纵向技术升级都具有广阔的发展空间,行业要努力成为紧固件生产强国。

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