2022-02-No2-扣件技術新訊

技術主題：螺栓頭承面鍛胚流動不連續缺陷探討

余征諴博士 / 國立高雄科技大學鍛造輥軋工程研究中心

波蘭 Dubiel 等人 [1] ，以M6螺栓多道次冷鍛成形爲例(材質為 30MnB4)比較三種製程條件，
利用QForm3D及實驗，探討螺栓頭承面鍛胚流動不連續缺陷成因。
該技術論文有以下結論：

一、第四道次螺栓頭預成形，將退料桿位置調低：鍛胚除了徑向流動(成形螺栓凸緣)，增加了軸向變形(桿身)，因速度不連續導致在螺栓頭承面處形成疊紋(lap)。

二、不同模具圓角設計 (定值、漸變圓角尺寸) 成形螺栓承面：採用漸變圓角設計，自小圓弧成形到大圓弧，因拉張應力導致承面處發生破裂 (crack)。

三、一次 / 兩次(預留成形量)成形承面：一次成形承面在進行螺栓頭反擠製時，鍛胚能快速填滿模穴進行反擠製；兩次成形成形承面，因爲預留成形量，鍛胚進行反擠製時，鍛胚外表面與桿身圓角處流動速度快，而承面區流動速度慢而造成速度差，導致承面處發生疊料缺陷(folding defect)。

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#參考資料：

[1] Dubiel, T., & Balawender, T. (2022). Discontinuity defects of the bolt head bearing surface. Engineering Failure Analysis, 106140. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350630722001145