1、概述

　　大规格高强度螺栓一般指大于M42、性能等级8.8级以上产品，不仅要求具有很高的抗拉强度和屈服比，而且还要具有较高的塑韧性和低温冲击性能。尤其是以风能、太阳能、核能为主的新能源机组连接的重中之重，制造的难点之一也在于大规格高强螺栓头部镦锻，而在其材料选用的是低合金钢40Cr 、35CrMo、42CrMo、B7或40CrNiMo、40CrMnMo等。

　　由于生产条件不同，各工厂所用的锻造温度范围也不完全相同。结构钢的锻造温度范围见表1。


2、氧化形成的原因

　　钢加热到高温时，表层中的铁和炉气中的氧化性气体（如O2、CO2、H2O和SO2）发生化学反应，结果使钢料表层变成氧化铁（即氧化皮），这氧化种现象称为氧化。

　　螺栓头部的氧化皮主要由三种铁的氧化物（FeO、Fe3O4、Fe2o3）组成，氧化皮的数量与氧化钢种、温度和时间等因素有关。

　　低合金钢其导热性较差，应采用两段式加热，在低温时需要缓慢加热，加热到高温阶段才可以快速加热。

　　一般加热炉为中频、少量燃煤、燃油炉，设备没有测温和控温装置，仅靠人工来掌握加热温度，坯料是否达到始锻温度 完全依靠操作者的经验。生产中一次一个加热器中只放一个坯料，一般加热器或炉中总放入三、四件，使整个锻造过程时间过长，后出炉的坯料容易产生过热的缺陷。氧化皮随之增多增厚。

　　钢在加热时产生氧化皮的能力，随着含碳量的增加而减少，但是脱碳能力增加。若采用燃煤炉或油炉，如果燃烧不充分，会产生大量黑烟，此时将风口加大后炉气为氧化性，促使氧化加剧，形成较厚的氧化皮。

　　坯料的车加工可除氧化皮，但加热所生成的氧化皮的膨胀系数与其本质接近一致，在加热时能牢固附在钢的表面，仅仅靠车加工难将氧化皮清理干净，成型时氧化皮被压入锻件表面。

3、氧化皮的危害

　　①烧损钢料。锻造与温镦时，每加热一次，便有1%～2.5%的金属被氧化烧损，以氧化皮的形式附于螺栓头部。

　　②影响螺栓表面质量。在成形时，如氧化皮被压入坯件表面，将降低表面质量和尺寸精度。表面有氧化皮的坯件进行调质热处理时，还会引起螺栓表面组织和性能不均。

　　③降低模具使用寿命。由于氧化皮硬而脆，在模压时如果掉入模膛内，容易使模具磨损加剧。
④腐蚀损坏炉底或炉体。坯件在中频炉加热器加热时，脱落碱性氧化皮会与酸性耐火材料发生化学反应，溶解溶化使炉底或炉体损坏。

4、预防措施

　　针对氧化皮产生的原因，采取一系列预防措施，可完全实现少无氧化，以氧化皮保证螺栓的质量。

　　①在保证坯件锻造和温镦温度条件下，尽可能降低坯料的加热温度，螺栓坯件出炉温度尽量保持在1100℃。

　　②一般采用一段式加热的方法，缩短加热时间，坯料少加、勤翻，避免加热不透，减少氧化皮的产生。

　　③坯料出炉后，氧化皮容易脱落，用压缩空气将破碎的氧化皮及时吹掉，以防治落入模具模膛。在锻模中先轻击，及时用压缩空气将击落的氧化皮吹掉，再重击锻模。

　　④每一批次料生产完毕，及时清理干净炉内炉体的氧化皮。

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