De huidige productie van bevestigingsmiddelen omvat zes kernprocessen, elk ontworpen met specifieke materialen, prestatie-eisen en kostenoverwegingen in gedachten:
Koud koersproces
Koudkoppen is de meest voorkomende vormmethode bij de productie van bevestigingsmiddelen. Hierbij worden hogedrukmatrijzen gebruikt om metaaldraad (zoals koolstofstaal, roestvrij staal of een aluminiumlegering) bij kamertemperatuur te extruderen tot basisvormen zoals bouten en moeren. De belangrijkste voordelen van dit proces zijn hoge efficiëntie en superieur materiaalgebruik; een enkele vormbewerking kan de noodzaak voor daaropvolgende bewerking (snijden) met 30%–50% verminderen, terwijl een maatprecisie binnen ±0,05 mm wordt bereikt. Typische toepassingen zijn onder meer automotorbouten en zeer sterke-constructiemoeren-componenten die uitzonderlijke sterkte en consistentie vereisen. Belangrijke technische aspecten zijn onder meer:
- Matrijsontwerp: Optimalisatie van de matrijsholtehoeken op basis van de ductiliteit van het materiaal om scheuren te voorkomen;
- Smering: gebruik van smeermiddelen op grafiet- of water-basis om de wrijvingscoëfficiënt te verminderen en de levensduur van de matrijs te verlengen;
- Gloeien: het uitvoeren van sferoïdiserend gloeien na een koude kop om interne spanning te verlichten en de verwerkbaarheid voor daaropvolgende verwerking te verbeteren.
Heet smeedproces
Voor bevestigingsmiddelen op grote- schaal of met hoge- sterkte (zoals bouten van windturbinetorens en brugconnectoren) omvat het hete smeedproces het verwarmen van het metaal boven de herkristallisatietemperatuur (doorgaans 800–1200 graden) en het uitoefenen van druk via een smeedpers om plastische vervorming teweeg te brengen. De belangrijkste voordelen zijn onder meer de mogelijkheid om complexe dwars-doorsnedevormen te produceren en een hoge materiaaldichtheid te bereiken, wat resulteert in een treksterkte die 15%–20% hoger is dan die van koud-onderdelen. Kritische controlepunten zijn onder meer:
- Temperatuurcontrole: Strikte monitoring van de verwarmingstemperatuur en houdtijd is vereist om overmatige vorming van oxideaanslag of vergroving van de korrels te voorkomen;
- Smeedverhouding: Een totale vervormingsverhouding groter dan of gelijk aan 3 is doorgaans vereist om een continue stroom van metaalkorrels te garanderen;
- Na-verwerking: aanpassing van de hardheid via normaliseren of blussen en temperen is noodzakelijk om te voldoen aan het standaard HRC 28–38-bereik.
Draaiproces
Hoewel minder efficiënt dan kouddraaien, blijft het draaiproces onmisbaar voor het produceren van speciaal gevormde bevestigingsmiddelen (zoals niet-standaard bouten en geboorde pennen). Het proces omvat het roteren van het werkstuk op een CNC-draaibank en het gebruik van een snijgereedschap om overtollig materiaal te verwijderen. De belangrijkste technische kenmerken zijn onder meer:
- Hoge precisie: Behaalt de tolerantieniveaus IT5–IT7, waardoor het geschikt is voor connectoren voor precisie-instrumenten;
- Brede materiaalaanpassing: geschikt voor het verwerken van materialen die moeilijk te vormen zijn via koude kop, zoals koper- en titaniumlegeringen;
Stempelproces
Dit proces wordt voornamelijk gebruikt voor de vervaardiging van platte bevestigingsmiddelen zoals sluitringen en veerringen. Bij dit proces wordt gebruik gemaakt van een krachtpers om een matrijs aan te drijven die bewerkingen uitvoert zoals het stansen en buigen van metalen platen. De belangrijkste voordelen zijn de hoge-productiesnelheid (met een capaciteit van honderden onderdelen per minuut) en lage kosten; de volgende factoren vereisen echter aandacht:
- Slijtage van matrijzen: Stempels en matrijzen moeten periodiek worden vervangen om overmatige bramen te voorkomen;
- Materiaalselectie: staalplaten met een laag-koolstofgehalte en goede ductiliteit, zoals Q235 of SPCC, hebben de voorkeur;
- Oppervlaktebehandeling: Na-stempelbehandelingen-zoals galvaniseren of zwart maken- zijn nodig om roest en corrosie te voorkomen.
Draadwalsproces
Het draadwalsproces wordt gebruikt voor het draadsnijden van bouten en schroeven en vormt draden op het werkstukoppervlak door de roterende compressie van twee of drie rolmatrijzen. Vergeleken met draadsnijden zijn de voordelen onder meer:
- Verhoogde sterkte: Harden bij koud werk verhoogt de schuifsterkte van de draden met 20%–30%;
- Oppervlakkwaliteit: De ruwheid van het schroefdraadoppervlak kan Ra 0,8 μm bereiken, waardoor het wrijvingsverlies wordt verminderd;
- Materiaalbesparing: Er worden geen spanen geproduceerd, waardoor het materiaalgebruik de 100% nadert.
Oppervlaktebehandelingsprocessen
De corrosieweerstand en esthetische kwaliteit van bevestigingsmiddelen zijn afhankelijk van de oppervlaktebehandeling; veel voorkomende processen zijn onder meer:
- Elektro-verzinken: lage kosten, geschikt voor binnenomgevingen, met een typische dikte van 5–12 μm;
- Dacromet: Geen risico op waterstofverbrossing, is bestand tegen 500-1.000 uur zoutsproeitesten en wordt vaak gebruikt voor autochassisonderdelen;
- Zinkdiffusiecoating: Vormt via diffusie een laag-ijzerlegering op het staaloppervlak, die 3 tot 5 maal de corrosieweerstand biedt van elektro-verzinken;
- Spuiten: Zoals polyester poedercoating, gebruikt voor architecturale decoratieve schroeven om een breed scala aan kleuropties te bieden.