自攻螺釘是常用緊固件之一，采用20鋼精拉圓鋼制造。工藝流程為：拉絲一鐓頭一搓牙一銑刃口一熱處理一鍍鋅一成品。熱處理采用碳氮共滲表面處理強(qiáng)化，滲層深度為0.15-0.28mm，表面硬度為480-780HVO.3，心部硬度為290-380HVO.3。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，在連續(xù)式網(wǎng)帶爐中經(jīng)880℃碳氮共滲處理后，產(chǎn)品硬度合格，但在螺釘表面發(fā)現(xiàn)黑色組織，該處硬度偏低，造成部分產(chǎn)品不合格。經(jīng)檢驗(yàn)分析，該處點(diǎn)狀黑色組織屬于孔洞缺陷。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，采用高頻感應(yīng)退火設(shè)備進(jìn)行加熱熱處理，可有效避免此類缺陷的產(chǎn)生。

金相檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，工件處理后，滲層組織為隱針回火馬氏體+碳氮化合物+殘留奧氏體，心部組織為回火低碳馬氏體+鐵素體；部分硬度偏低螺釘發(fā)現(xiàn)黑色組織缺陷。分析認(rèn)為，工件硬度偏低的主要原因是黑色組織缺陷。經(jīng)掃描電鏡觀察，在滲層表面下，發(fā)現(xiàn)直徑約2-3的孔洞，在光學(xué)金相顯微鏡下觀察就是黑色組織。檢驗(yàn)分析認(rèn)為，工件碳氮共滲初期氮?jiǎng)葸^(guò)高，滲層中吸入大量氮，工藝后期，碳濃度高，產(chǎn)生氮化物分解和脫氮作用，原子氮變?yōu)榉肿拥纬煽锥?，工件表層?nèi)形成“氣球”而產(chǎn)生金相觀察的點(diǎn)狀黑色組織。

黑色組織缺陷顯著降低螺釘?shù)慕佑|疲勞強(qiáng)度，使耐磨性下降，滲層在工件工作中易剝落，甚至造成刃口變鈍和工件折斷；同時(shí)易出現(xiàn)螺釘早期疲勞斷裂失效。

采用高頻感應(yīng)退火設(shè)備進(jìn)行快速加熱，縮短工件加熱時(shí)間，加熱溫度提高40℃，縮短工藝周期，使工件進(jìn)一步減少點(diǎn)狀黑色組織出現(xiàn)。

采用上述工藝改進(jìn)措施后，取得明顯效果，生產(chǎn)中有效防止和消除了點(diǎn)狀黑色組織缺陷，自攻螺釘質(zhì)量?jī)?yōu)良，生產(chǎn)運(yùn)行良好。