2026-06-No2-扣件知識文章

余征諴博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心

各位【台灣扣件產業服務雲】會員先進們大家好，與您分享本期 #扣件知識文章 (2026-06-No-2)：

#知識主題 : #球面六角螺栓鍛造成形方法

球面六角螺栓（spherical head hex bolt）是一種頭部呈圓弧球面、具六角扳手施力面的特殊扣件，兼具高鎖付扭矩、良好外觀與降低尖角刮傷等特性。此類螺栓廣泛應用於汽機車零件、機械設備、金屬結構、外露固定件及裝飾性五金，是扣件製造業中極具代表性的異形頭部產品。

一、傳統製程限制

傳統球面六角螺栓多採用切削加工，或多次退火搭配冷間鍛造的複合製程。雖能達到所需尺寸精度，但製程步驟繁複、材料利用率偏低，且成品表面常殘留毛刺，影響後續組裝品質與生產良率。這些問題直接推高了扣件製造的生產成本，也限制了大批量生產的效率。

二、四道次冷間鍛造成形技術

王等人 [1] 提出一套高效的四道次冷間鍛造製程，完成球面六角螺栓的一貫化生產，各道次如下：

第零道次 (S0）：線材剪切下料。
第一道次 (S1）：前向擠製成形，前端縮徑錐度成形，鍛胚整形。
第二道次 (S2）：頭部鍛壓預成形，桿身前向擠製縮徑成形。
第三道次 (S3）：頭部鍛壓成形至球面輪廓，桿身完成粗桿與細桿縮徑。
第四道次 (S4）：六角切邊，完成六角頭型輪廓，達最終鍛件規格。

三、製程技術優勢

此四道次冷間鍛造技術具備以下核心優勢：

1. 同心度保障：製程設計確保頭部與桿部的高同心度，提升螺栓整體精度。
2. 防拉裂設計：桿部成形集中於前三道次，先行鐓粗粗桿再縮徑細桿，有效避免大變形量下的拉裂現象。
3. 均勻應變分佈：頭部逐序從預成形演進至球面，降低每道次局部應變峰值，顯著延長鍛造模具使用壽命。
4. 高材料利用率：廢料生成少、廢品率低，具備明顯的生產成本節約效益。

四、應用推廣潛力

此製程不僅適用於球面六角螺栓，更可推廣至其他具球形或異形頭部的特殊扣件-如圓頭、蘑菇頭或凸緣頭型螺栓-為扣件製造業提供一套系統化、高可調性的冷間鍛造塑性成形解決方案，有效縮短新品開發週期、降低模具開發風險。

應用該技術，可協助產業透過『球面六角螺栓鍛造成形方法』，建立『螺栓鍛造成形技術』之技術能量及相關研究開發之參考資料。

根據公開的網頁及專利資訊，可提供相關類似技術與產品之公司，如：春澤企業股份有限公司、長宏工廠股份有限公司、萬乘實業股份有限公司、智富機械有限公司、忠鍵工業股份有限公司 ... 等公司。

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#參考資料：

[1] 王循明, 吳棟濱, 20160608, 一種球面六角螺栓的塑性成型方法, 浙江機電職業技術學院, CN105642817A, https://patents.google.com/patent/CN105642817A

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件知識文章, Vol. 2026-06-No2, 球面六角螺栓鍛造成形方法, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_83e2a829-931b-465a-8090-ae577c17c506

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Tag: #Fastener, #Bolt, #Forging, #ProcessDesign, #Screw.

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#Further Information :

#Article Type : Technical Paper Review, Patent, Summary.
#Title : Forging Process Design Method for a Spherical Head Hex Bolt
#Product : Fastener, Bolt, Nut, Screw.
#Technology : Multi-Stage Forging, Process design, Die design, 
#Process Design : Coil cutting, Heading, Upsetting, Forward extrusion, Backward extrusion.
#Benefit : High production efficiency, Low material waste, High material usage.

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