本發(fā)明一般涉及緊固件，更具體地，涉及制備具有局部冷加工區(qū)段的單件緊固件的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：
機(jī)械緊固件被廣泛應(yīng)用于接合兩個(gè)或者更多個(gè)結(jié)構(gòu)組裝件的組件。例如，機(jī)械緊固件被廣泛用于接合飛機(jī)機(jī)身的結(jié)構(gòu)組件。兩件式緊固件被用于各種應(yīng)用，其包括緊固件的張力負(fù)荷較高的情況下的應(yīng)用。這樣的兩件式緊固件可包括螺栓或者銷，該螺栓或者銷可被插入孔眼和螺母或者模鍛套（swagecollar），其可被機(jī)械地固定至螺紋或者在螺栓或者銷的自由端上形成的其他零件/特征。通過將螺母或者套環(huán)緊固抵靠結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)組裝件的組件可被夾緊在一起。雖然一般兩件式緊固件提供較高的夾持和張力負(fù)荷-承載力，但是兩件式緊固件具有減損其整體效用的一些缺陷。例如，由于需要制造、加工、以及存儲(chǔ)大量的系統(tǒng)的每個(gè)組件，其中該系統(tǒng)包括兩件式緊固件系統(tǒng)，所以采購成本較高。另外，在結(jié)構(gòu)中安裝以及裝配兩件式緊固件所需的時(shí)間較高，并且需要用于兩件式緊固件配置的各種組件的分開的、獨(dú)特的工具，這將增加生產(chǎn)成本。進(jìn)一步地，需要為每個(gè)兩件式緊固件系統(tǒng)處理兩個(gè)分開的件增加了安裝的復(fù)雜性，考慮到相當(dāng)大量的將被安裝在單個(gè)飛機(jī)機(jī)身中的緊固件（例如，幾萬個(gè)），這將令人不希望地增加整體生產(chǎn)時(shí)間。甚至進(jìn)一步，由于配合的螺母或者套環(huán)的所需尺寸或者長(zhǎng)度，要足以嚙合銷或者螺栓的末端上所形成的螺紋，從而提供足夠的夾持和張力負(fù)荷承載力，所以兩件式緊固件較重。由于單個(gè)飛機(jī)機(jī)身中利用的高容量的緊固件，即使在與緊固件有關(guān)的重量、成本、和時(shí)間上的小的節(jié)省都能夠?qū)е略诠こ踢M(jìn)度期限內(nèi)生產(chǎn)的飛機(jī)機(jī)身數(shù)量的顯著的節(jié)省?？梢钥闯?，本領(lǐng)域存在需要具有減少安裝復(fù)雜性的緊固件系統(tǒng)，并且可以在減少的時(shí)間內(nèi)安裝該緊固件系統(tǒng)，同時(shí)提供至少等效于傳統(tǒng)的兩件式緊固件的強(qiáng)度性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
通過本發(fā)明解決以及減輕與兩件式緊固件系統(tǒng)有關(guān)的上述需要，在實(shí)施例中，提供了具有頭部和自頭部延伸并且在尾端部分終止的軸桿或者桿的單件緊固件系統(tǒng)。軸桿或者桿可包括位于鄰接頭部的冷加工桿區(qū)段，以及在冷加工桿區(qū)段和尾端部分之間延伸的可延展的桿區(qū)段。同樣地，公開了用于形成單件緊固件系統(tǒng)的方法。本方法可包括提供具有相對(duì)端/相反端的坯體前體的步驟。坯體前體可被插入成形模的孔。成形模可具有擴(kuò)大的孔部分。優(yōu)選地，本方法可包括將額外的軸向壓縮力施加至坯體前體，將頭部冷加工至坯體前體，并且相應(yīng)于擴(kuò)大的成形模的孔部分，在坯體前體上形成擴(kuò)大的軸桿或者桿部分。公稱的桿部分可自擴(kuò)大的桿部分延伸。公稱的桿部分可具有大約等于緊固件的最終直徑的直徑。本方法可還包括將公稱的桿部分插入最終的減小模的孔，并且將軸向壓縮力施加至擴(kuò)大的桿部分。本方法可額外地包括將擴(kuò)大的桿部分推進(jìn)最終的減小模的孔，并且通過減小擴(kuò)大的桿部分的橫截面積，形成冷加工桿區(qū)段/部分（section），以便坯體前體形成最終的緊固件配置。本公開還包括裝配結(jié)構(gòu)的方法。本方法可包括提供具有頭部和在尾端部分終止的桿的單件緊固件（例如，鉚釘）的步驟。頭部可包含冷加工頭部區(qū)段。桿可包括冷加工桿區(qū)段和從冷加工桿區(qū)段延伸至尾端部分的可延展的桿區(qū)段。冷加工頭部區(qū)段和冷加工桿區(qū)段可具有比可延展的桿區(qū)段高的強(qiáng)度。本方法可額外地包括在結(jié)構(gòu)的孔眼內(nèi)安裝緊固件，以及鐓鍛（upsetting）可延展的桿區(qū)段的尾端部分。根據(jù)本發(fā)明的方面，緊固件包含冷加工頭部區(qū)段、冷加工桿區(qū)段、以及從冷加工桿區(qū)段延伸至緊固件的尾端部分的可延展的桿區(qū)段，其中可延展的桿部分非冷加工。優(yōu)選地，冷加工頭部區(qū)段和冷加工桿區(qū)段具有比可延展的桿區(qū)段高的強(qiáng)度。優(yōu)選地，可延展桿區(qū)段具有比冷加工頭部區(qū)段和冷加工桿區(qū)段高的延展性水平。優(yōu)選地，緊固件具有至少一種下列材料成分：鋁、鋁合金。優(yōu)選地，緊固件具有至少一種下列材料成分：鋼、鋼合金。優(yōu)選地，緊固件具有至少一種下列材料成分：鈦、鈦合金。優(yōu)選地，緊固件具有超精細(xì)顆粒材料。優(yōu)選地，通過冷加工工藝形成冷加工頭部區(qū)段和冷加工桿區(qū)段。優(yōu)選地，緊固件使用耐腐蝕的、可固化有機(jī)涂層/涂敷材料涂層。優(yōu)選地，緊固件還包含至少一個(gè)埋頭/平頭（flushhead）配置，以及凸頭配置。根據(jù)本發(fā)明的方面，形成緊固件的方法包含將坯體前體插入具有擴(kuò)大的孔部分的成形模的孔、將軸向壓縮力施加至坯體前體、相應(yīng)于擴(kuò)大的孔部分，在坯體前體上形成冷加工頭部區(qū)段和擴(kuò)大的桿部分，其中擴(kuò)大的桿部分具有在其中延伸的公稱的桿部分、將公稱的桿部分插入最終的減小模的孔、將軸向壓縮力施加至擴(kuò)大的桿部分、將擴(kuò)大的桿部分推進(jìn)至最終的減小模的孔、以及通過減小擴(kuò)大的桿部分的橫截面積，形成冷加工桿區(qū)段。優(yōu)選地，減小擴(kuò)大的桿部分的橫截面積的步驟包含將擴(kuò)大的桿部分的橫截面積減小大約百分之2至5。優(yōu)選地，提供坯體前體的步驟包含提供具有至少一種下列材料成分的坯體前體：鈦、鈦合金。優(yōu)選地，本方法還包含提供具有超細(xì)顆粒材料成分的坯體前體。優(yōu)選地，本方法還包含在形成冷加工桿區(qū)段和冷加工頭部區(qū)段之前，至少一次坯體前體退火/熱處理（annealing），以及在形成冷加工頭部區(qū)段和冷加工桿區(qū)段之后，退火緊固件。優(yōu)選地，本方法還包含使用耐腐蝕的、可固化有機(jī)涂層材料為緊固件涂層的步驟。根據(jù)本發(fā)明方面，裝配結(jié)構(gòu)的方法包含提供具有頭部和在尾端部分終止的桿的緊固件，其中頭部包含冷加工頭部區(qū)段，桿包括冷加工桿區(qū)段以及從冷加工桿區(qū)段延伸至尾端部分的可延展的桿區(qū)段，并且冷加工頭部區(qū)段和冷加工桿區(qū)段具有比可延展的桿區(qū)段高的強(qiáng)度、在結(jié)構(gòu)的孔眼內(nèi)安裝緊固件、以及鐓鍛可延展的桿區(qū)段的尾端部分。優(yōu)選地，提供緊固件的步驟包含提供至少一種下列材料成分的緊固件：鈦、鈦合金。優(yōu)選地，提供緊固件的步驟包含提供超細(xì)顆粒材料的緊固件。優(yōu)選地，可延展桿區(qū)段具有比冷加工頭部區(qū)段和冷加工桿區(qū)段的延展性水平高的延展性水平。優(yōu)選地，通過冷加工工藝形成冷加工頭部區(qū)段和冷加工桿區(qū)段。優(yōu)選地，本方法還包含提供使用耐腐蝕的、可固化有機(jī)涂層材料涂層的緊固件。優(yōu)選地，安裝緊固件的步驟包含在飛機(jī)機(jī)身的結(jié)構(gòu)內(nèi)安裝緊固件。能夠在本公開的各種實(shí)施例中單獨(dú)地實(shí)現(xiàn)或者可以在其他實(shí)施例中組合已描述的特征、功能、和優(yōu)勢(shì)，參考下列描述和附圖能夠理解其中的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。附圖說明參考附圖，本公開的這些和其他特征將變得更加清晰，其中附圖中的標(biāo)識(shí)號(hào)涉及其中相同的部件，并且其中：圖1示出具有冷加工頭部區(qū)段、冷加工桿區(qū)段、以及可延展的桿區(qū)段的單件緊固件實(shí)施例的示例性側(cè)視圖，其中可延展的桿區(qū)段從冷加工桿區(qū)段延伸至緊固件的尾端部分；圖2示出被安裝在結(jié)構(gòu)內(nèi)的埋剪頭/平剪頭（flushshearhead）、單件緊固件的示例性側(cè)視圖；圖3示出被安裝在結(jié)構(gòu)內(nèi)的埋張力頭/平張力頭（flushtensionhead）、單件緊固件的示例性側(cè)視圖；圖4示出被安裝在結(jié)構(gòu)內(nèi)的凸剪頭、單件緊固件的示例性側(cè)視圖圖5示出被安裝在結(jié)構(gòu)內(nèi)的凸張力頭、單件緊固件的示例性側(cè)視圖圖6示出在鐓鍛緊固件的尾端部分之前，結(jié)構(gòu)內(nèi)的半管狀、單件緊固件的示例性側(cè)視圖；圖7示出在鐓鍛緊固件的尾端部分之后，半管狀、單件緊固件的示例性側(cè)視圖；圖8示出一個(gè)或者更多操作的流程圖，所述操作可被包括在將單件緊固件安裝至結(jié)構(gòu)中的方法中，其中在該結(jié)構(gòu)中，單件緊固件具有冷加工頭部區(qū)段、冷加工桿區(qū)段、以及可延展的桿區(qū)段；圖9示出在將緊固件安裝至穿過結(jié)構(gòu)組件延伸的孔眼之前，具有冷加工頭部和桿區(qū)段的單件緊固件的示例性的側(cè)視圖；圖10示出被安裝在孔眼內(nèi)的單件緊固件的示例性側(cè)視圖，并且示出冷加工頭部和具有長(zhǎng)度大體上等于孔眼長(zhǎng)度的桿區(qū)段，并且還示出在預(yù)安裝或者預(yù)鐓鍛的條件下，位于緊固件尾端部分的可延展的桿區(qū)段從孔眼延伸出來；圖11示出在預(yù)安裝或者處于鐓鍛中的條件下，具有工具和鉚釘頂棒被設(shè)置在緊固件的相對(duì)端的單件緊固件的示例性側(cè)視圖；圖12示出被安裝在結(jié)構(gòu)中的單件緊固件的示例性側(cè)視圖，并且示出在被鐓鍛后的條件下的緊固件的尾端部分；圖13示出在工具和鉚釘頂棒被移除的情況下，被安裝在結(jié)構(gòu)內(nèi)的單件緊固件的示例性側(cè)視圖，并且示出緊固件的鐓鍛后的端部，其中緊固件包含緊固件可延伸桿區(qū)段；圖14示出一個(gè)或者更多操作的流程圖，所述操作可被包括在形成具有冷加工頭部區(qū)段和冷加工桿區(qū)段的單件緊固件的方法中；圖15示出坯體前體的透視圖，其可以按照?qǐng)D16-23所示的操作順序形成具有冷加工頭和桿區(qū)段的埋頭、單件緊固件；圖16示出成形模的示例性側(cè)視圖，其中成形模具有埋頭孔以及成形錘體，以用于冷加工埋頭以及在坯體前體上形成擴(kuò)大的桿部分；圖17示出在通過成形錘體將軸向壓縮力施加至坯體前體之前，被安裝在成形模內(nèi)的坯體前體的示例性側(cè)視圖；圖18示出在施加軸向壓縮力之后，與成形模接觸的成形錘體的示例性側(cè)視圖，并且示出坯體前體部分呈現(xiàn)出大體上相應(yīng)于成形模和成形錘體形狀的形狀，從而形成坯體前體的冷加工頭部區(qū)段和擴(kuò)大的桿部分；圖19示出中間形成的坯體前體的示例性側(cè)視圖，其由于施加軸向壓縮力，在其中形成擴(kuò)大的桿部分；圖20示出具有埋頭孔和減小錘體的最終的減小模的示例性側(cè)視圖，以用于在坯體前體上冷加工擴(kuò)大的桿部分；圖21示出中間形成的坯體前體的示例性側(cè)視圖，其在通過減小錘體將軸向壓縮力施加至埋頭之前，被安裝在最終的減小模內(nèi)；圖22示出減小錘體的示例性側(cè)視圖，其在施加軸向壓縮力以及減小擴(kuò)大的桿部分的尺寸之后，與最終減小模接觸，從而形成埋頭、單件緊固件的冷加工頭部區(qū)段和冷加工桿區(qū)段；圖23示出埋頭的、單件緊固件的最終配置的示例性側(cè)視圖，其中由于施加軸向壓縮力，在緊固件上形成冷加工頭部和桿區(qū)段；圖24示出坯體前體的透視圖，其按照如圖25-32所示的操作順序，可形成具有冷加工頭部和桿區(qū)段的凸出頭部、單件緊固件；圖25示出成形模和成形錘體的示例性側(cè)視圖，其中成形模和成形錘體用于冷加工凸出頭部并且在坯體前體上形成擴(kuò)大的桿部分；圖26示出在通過成形錘體將軸向壓縮力施加至坯體前體之前，被安裝在成形模內(nèi)的坯體前體的示例性側(cè)視圖；圖27示出成形錘體的示例性側(cè)視圖，其在施加軸向壓縮力之后，與成形模接觸，并且示出坯體前體部分呈現(xiàn)出大體上相應(yīng)于成形模和成形錘體形狀的形狀，從而形成坯體前體的冷加工頭部區(qū)段和擴(kuò)大的桿部分；圖28示出中間形成的坯體前體的示例性側(cè)視圖，其中由于施加軸向壓縮力，在坯體前體上形成擴(kuò)大的桿部分；圖29示出最終減小模和減小錘體的示例性側(cè)視圖，其中最終減小模和減小錘體用于在中間形成的坯體前體上冷加工擴(kuò)大的桿部分；圖30示出在通過減小錘體將軸向壓縮力施加至凸出頭部之前，被安裝在最終減小模內(nèi)的中間形成的坯體前體的示例性側(cè)視圖；圖31示出減小錘體的示例性側(cè)視圖，其在施加軸向壓縮力以及減小擴(kuò)大的桿部分的尺寸之后，與最終減小模接觸，從而形成凸出頭部、單件緊固件的冷加工桿區(qū)段；圖32示出凸出頭部、單件緊固件的最終配置的示例性側(cè)視圖，其中由于施加軸向壓縮力，在緊固件上形成冷加工頭部和桿區(qū)段；圖33示出半管狀坯體前體和插入工具的透視圖，其中按照與圖2-9所示的順序相似的操作順序，在坯體前體形成單件緊固件的最終配件的過程中，可實(shí)施插入工具，以穩(wěn)定坯體前體的管腔；圖34示出被安置在成形模內(nèi)的半管狀坯體前體，以及被放置在坯體前體的管腔下面的插入物的示例性側(cè)視圖；圖35示出半管狀坯體前體和插入物的示例性側(cè)視圖，其中坯體前體被安置在成形模內(nèi)，并且在將軸向壓縮力施加至半管狀坯體前體之前，插入物被安裝在管腔內(nèi)；以及圖36示出一個(gè)或者更多操作的流程圖，所述操作可被包括在形成具有冷加工頭部和桿區(qū)段的單件緊固件的方法內(nèi)，并且該流程圖包括一個(gè)或者更多可選的熱處理步驟，以及將有機(jī)涂層施加至單件緊固件。具體實(shí)施方式現(xiàn)在參考附圖，其中所示是為了說明本公開的優(yōu)選和不同實(shí)施例的目的，圖1中示出形成于單件緊固件配置中的緊固件200的實(shí)施例的示例性視圖。單件緊固件200（例如，鉚釘）具有頭部203和軸桿或者桿206。桿206從頭部203延伸并且在尾端部分210終止。頭部203被冷加工并且頭部203包含單件緊固件200的冷加工頭部區(qū)段204。桿206具有可延展的桿區(qū)段214和冷加工桿區(qū)段212。冷加工桿區(qū)段212也被冷加工，并且位于鄰近單件緊固件200的冷加工頭部區(qū)段204的地方?？裳诱箺U區(qū)段214可從冷加工桿區(qū)段212延伸至桿206的尾端部分210。雖然桿206沿著桿206的長(zhǎng)度可形成大體上恒定的桿直徑208，但是桿206沿著桿206的不同位置在中間形成兩個(gè)或者更多不同的直徑（未示出）。應(yīng)當(dāng)注意，雖然本公開是在鉚釘?shù)那闆r下描述單件緊固件200，但是在無限制的情況下，單件緊固件200可被提供在各種配置的任何一種中，而不被限制于鉚釘配置。甚至進(jìn)一步地，緊固件200不被限制于用作單件緊固件200。例如，緊固件200和其有關(guān)的形成步驟可被施加至多件緊固件系統(tǒng)以及在多件緊固件系統(tǒng)中被實(shí)施，例如在兩件緊固件系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)相似的優(yōu)勢(shì)益處。有利地，由于冷加工工藝效應(yīng)，緊固件200的冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212比可延展的桿區(qū)段214的強(qiáng)度高，其中如下面更加詳細(xì)地描述，冷加工工藝可被施加至頭部203和桿206部分。例如，冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212可具有比可延展桿區(qū)段214的抗剪強(qiáng)度高的抗剪強(qiáng)度。對(duì)于具有超細(xì)顆粒的鈦或者鈦合金成分的緊固件200，冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212可具有至少95ksi（每平方寸的千磅數(shù)）的極限抗剪強(qiáng)度，并且更優(yōu)選地，至少100ksi（每平方寸的千磅數(shù)）的極限抗剪強(qiáng)度。如下面更加詳細(xì)地描述，由于冷加工頭部區(qū)段204和桿區(qū)段212的工藝，相對(duì)于傳統(tǒng)的緊固件，緊固件200可還具有較高的張力承載力。有利地，在緊固件200未被熱處理的情況下，可以實(shí)現(xiàn)局部增加冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212的強(qiáng)度水平。如下所述，冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212的較高強(qiáng)度水平還部分地由于使用具有較小平均粒度的緊固件材料?？梢酝ㄟ^使用低溫球磨、等徑角擠壓、或者其他粒度減小工藝實(shí)現(xiàn)較小的平均粒度。優(yōu)選地，相對(duì)于傳統(tǒng)的、鈦或者鈦合金材料，緊固件200中使用減小的粒度，例如低溫球磨的鈦或者鈦合金材料，產(chǎn)生改良的強(qiáng)度、改良的可模鍛性、以及增加的高溫穩(wěn)定性。另外，在無需后續(xù)的熱處理的情況下，可以實(shí)現(xiàn)改良的機(jī)械性能，其通過具有較小粒度的材料提供，例如減小的、超細(xì)顆粒材料。如本文中所公開的，增加冷加工緊固件200產(chǎn)生冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212。具有較高機(jī)械性能的冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212的組合，產(chǎn)生張力和夾持力類似于傳統(tǒng)兩件式緊固件所提供的張力和夾持力的單件緊固件200，其中較高機(jī)械性能是通過較小粒度的材料提供，例如低溫球磨的超細(xì)顆粒材料。優(yōu)選地，能夠使用簡(jiǎn)單的單件緊固件200代替?zhèn)鹘y(tǒng)的兩件式緊固件簡(jiǎn)化了緊固件安裝過程，這樣導(dǎo)致較低的緊固件安裝成本。另外，在本文中公開的單件緊固件200具有比兩件式緊固件要低的重量（例如，降低百分之30），其中兩件式緊固件具有可比的機(jī)械性能。有利地，可延展桿區(qū)段214可具有比冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212的延展性水平高的延展性水平。如下所述，在緊固件安裝（例如，鉚接或者是鐓鍛操作）過程中，可延展桿區(qū)段214的高延展性水平有助于適當(dāng)變形或者是鐓鍛緊固件200的尾端部分210?？裳诱箺U區(qū)段214的高延展性水平與坯體前體12的高延展性水平大體上類似，其中由坯體前體12可形成緊固件200。更具體地，相對(duì)于冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212的延展性，通過將緊固件200的冷加工局部地限制于冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212，并且避免任何冷加工桿206的剩余部分（即，可延展桿區(qū)段214），可以產(chǎn)生高延展性水平的可延展桿區(qū)段214。在實(shí)施例中，在無故障或者其他不可接受的條件的情況下，可延展桿區(qū)段214可具有促進(jìn)緊固件200的尾端部分210適當(dāng)變形的延展值。例如，在桿206壓裂或者故障之前，可延展桿區(qū)段214可具有沿緊固件200縱向軸的拉長(zhǎng)至少大約百分之10的延展值。在桿206壓裂或者故障之前，可延展桿區(qū)段214可還具有這樣的延展性水平，其由橫截面積減小至少大約百分之30表示?？裳诱箺U區(qū)段214的較高的延展性水平是由較小粒度的材料所致，其中可由較小粒度的材料形成緊固件200（即，坯體前體12）。優(yōu)選地，在實(shí)施例中，可以由具有較小平均粒度的超細(xì)顆粒材料形成緊固件200。例如，可以由具有平均粒度小于大約10000納米（nm）（即，小于大約10微米）的材料形成緊固件200。這樣的超精細(xì)顆粒材料可以通過摩擦攪拌工藝和/或通過等徑角擠壓（EAE）、或者其他工藝生產(chǎn)。在進(jìn)一步實(shí)施例中，可以由具有平均粒度小于大約500納米（nm）以及，尤其是平均粒度小于大約300納米的材料形成緊固件200。例如，材料可以具有從大約100納米到300納米的平均粒度。然而，用于形成緊固件200的材料不被限制于具有平均粒度小于大約10000納米的材料，而是可以由具有任何粒度的任何材料形成。例如，可以由具有被描述為平均粒度大于大約100000納米的粗粒材料的材料形成緊固件200?？蛇€由被描述為具有平均粒度小于大約100000納米，例如在大約50000至75000納米之間的細(xì)粒材料的材料形成緊固件200材料。在實(shí)施例中，可使用摩擦攪拌工藝（未示出）形成坯體前體12的材料。摩擦攪拌工藝可使用粗粒（例如，平均粒度大于大約100000nm）金屬材料，例如鈦或者鈦合金材料?？墒褂脭嚢枋遥ㄎ词境觯┖蛿嚢韫ぞ撸ㄎ词境觯┘庸ご至＝饘俨牧?。當(dāng)粗粒材料通過攪拌室時(shí)，其中在攪拌室中攪拌工具攪拌材料，并且使用若干機(jī)械變形減小粒度以及提高材料的微觀結(jié)構(gòu)的均勻性或者一致性時(shí)，粗粒材料的溫度增加?；谕顺鰯嚢枋視r(shí)產(chǎn)生具有超細(xì)顆粒微觀結(jié)構(gòu)的較高均質(zhì)材料，材料可被固結(jié)?？蛇x地，可以使用等徑角擠壓（EAE）工藝減小材料的粒度，其中由該材料形成坯體前體12，在等徑角擠壓工藝中，材料被迫通過具有大約九十度彎曲的鍛模。在等徑角擠壓工藝中，壓迫材料通過九十度彎曲導(dǎo)致機(jī)械、冷加工材料。機(jī)械、冷加工材料可減小材料的平均粒度。可還使用低溫球磨工藝生產(chǎn)材料粒度，其中球式、磨碎裝置（未示出）可被用于減小材料微觀結(jié)構(gòu)的尺寸。通過使用球式磨碎裝置的若干機(jī)械變形，材料可被磨碎至較精細(xì)的顆粒粉末漿料?？梢栽谝簯B(tài)氫或者氮或者其他冷卻介質(zhì)中磨碎材料。使用高溫等靜力壓制（HIP）工藝或者是其他固結(jié)工藝，固結(jié)超細(xì)顆粒粉末材料。本工藝將導(dǎo)致具有超細(xì)、亞微細(xì)粒顆粒微結(jié)構(gòu)。例如，可以在低溫球磨工藝中生產(chǎn)鈦和/或鈦合金粉末，其中鈦和/或鈦的合金粉末可以以預(yù)定的量或百分比與其他的合金元素混合，并且進(jìn)行低溫球磨加工。如上所述，在低溫球磨工藝中，在液態(tài)氮、氬、氫漿料、或者其他環(huán)境下，通過使用不銹鋼球體的超微磨碎型球磨設(shè)備碾磨金屬合金粉末混合物。響應(yīng)于低溫球磨工藝過程中的粉末金相組織的極端機(jī)械變形，金屬合金粉末混合物的化學(xué)成分可被改變。例如，在低溫球磨工藝過程中，由于低溫球磨工藝的氮、氬、氧、或者其他氣氛，可產(chǎn)生非常精細(xì)的氧化物或者氮化物相。精細(xì)的氧化物和氮化物相可提高所產(chǎn)生的亞微細(xì)粒、超細(xì)粒度材料的溫度穩(wěn)定性。在這方面，通過使用低溫球磨工藝，可以產(chǎn)生被改良的高的強(qiáng)度、穩(wěn)定、超細(xì)粒度粉末。例如通過使用高溫等靜力壓制（HIP）、Ceracon-型鍛造工藝、或者其他的固結(jié)工藝，鈦粉末可被除去氣味并且被固結(jié)，從而提供具有高均勻性水平的超細(xì)顆粒微結(jié)構(gòu)的鈦或者鈦合金材料。雖然本文在鈦和鈦合金的情況下描述用于形成緊固件200的材料，但是緊固件200（即，坯體前體12）材料可被提供為任何材料成分，其包括，但不限制于，鋁、鋁合金、鋼、例如不銹鋼的鋼合金、以及各種其他材料成分中的任何一種，并非限制。這樣的材料成分可優(yōu)選地具有上述的較小的平均粒度。仍參考圖1，可以通過冷加工工藝形成緊固件200的冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段，其中在冷加工工藝中，可以冷加工緊固件200的坯體前體12（圖15）。在實(shí)施例中，冷加工工藝可包含冷加工坯體前體12，從而形成冷加工頭部區(qū)段204，同時(shí)形成中間形成的坯體前體13（圖19）的擴(kuò)大的桿部分32（圖19）。冷加工工藝可還包含局部地減小擴(kuò)大的桿部分32的橫截面積，從而形成緊固件200的冷加工桿區(qū)段212，如下面更加詳細(xì)地描述。在實(shí)施例中，擴(kuò)大的桿部分32的橫截面積可被減小大約百分之2至5，如下面更加詳細(xì)地描述。然而，冷加工工藝可包含減小小于大約百分之2或者多于大約百分之5的擴(kuò)大的桿部分32的橫截面積。在實(shí)施例中，冷加工工藝可包含減小大約百分之3.5的擴(kuò)大的桿部分32的橫截面積。在這方面，中間形成的坯體前體13（圖19）的擴(kuò)大的桿直徑34可經(jīng)冷加工減小至緊固件200的最終桿直徑208的近似直徑。通過局部地冷加工頭部203和桿206（圖1），在所產(chǎn)生的冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212（圖1）中能夠?qū)崿F(xiàn)局部地增加強(qiáng)度水平，同時(shí)桿206（即，可延展桿區(qū)段214）的剩余部分保留較高的延展性水平（即，可模鍛性）和耐用性，這有助于提高緊固件200（圖1）安裝的性能。例如，通過局部地冷加工桿206，相對(duì)于可延展桿區(qū)段214（圖1）中的強(qiáng)度，在或者鄰近冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212中的緊固件200抗剪強(qiáng)度和張力強(qiáng)度可被局部地增加。相反地，通過將冷加工限制于局部的冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212，桿206的可延展桿區(qū)段214（即，桿206的剩余物）保留較高的延展性、可模鍛性、以及耐用性水平，這是由于材料的較小的粒度（例如，超細(xì)粒度）所產(chǎn)生。有利地，對(duì)于單件緊固件200配置，例如圖1所示鉚釘，通過提供改良的操作性，或者通過提高的拉伸鐓鍛鉚釘尾端部分210，可延展桿區(qū)段214的高延展性水平改善緊固件200安裝，這樣改善了隨后在兩個(gè)或者更多部件252、254（圖2）之間實(shí)現(xiàn)的夾持，其中兩個(gè)或者更多部件252、254可以通過緊固件200緊固。優(yōu)選地，在沒有熱處理工藝（例如，退火、人工老化等等）的情況下，可以實(shí)現(xiàn)較高強(qiáng)度水平的冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212，這將極大地減小緊固件200的制作成本和緊固件200的制作時(shí)間。然而，如下所述，一個(gè)或者更多熱處理可被包括在緊固件200的形成工藝中，從而增強(qiáng)或者穩(wěn)定緊固件200的冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212和/或進(jìn)一步改善緊固件200的機(jī)械性能，例如增加冷加工頭部區(qū)段204和冷加工桿區(qū)段212的抗剪強(qiáng)度。通過將防腐蝕有機(jī)涂層202（圖1）施加至緊固件200，可以實(shí)現(xiàn)緊固件200（圖1）性能的額外的改良。涂層202可改善緊固件200的潤(rùn)滑性，這將有助于緊固件200的安裝。通過涂層202提供的改良的潤(rùn)滑性可還避免了與緊固件的濕安裝有關(guān)的復(fù)雜性、時(shí)間、以及費(fèi)用。涂層202可還提供了對(duì)抗環(huán)境（例如，濕氣）腐蝕、電解腐蝕、和/或應(yīng)力腐蝕的用于緊固件200的增強(qiáng)的腐蝕保護(hù)。在實(shí)施例中，涂層202可包含可固化防腐蝕、有機(jī)涂層材料，其在形成緊固件200的任何時(shí)間之前、過程中、和/或之后，可被用于緊固件200的溶液中。在實(shí)施例中，涂層202（圖1）可包含可與一種或者多種增塑劑混合的酚醛樹脂。涂層202可還包括例如聚四氟乙烯的有機(jī)成分?？蛇€包括無機(jī)添加劑，例如鋁粉和/或鉻酸鍶。這樣的涂層成分和添加劑可在溶劑中被溶解，從而促進(jìn)涂層202應(yīng)用。溶劑可包含乙醇、甲苯、丁酮（MEK）、和/或其他溶劑。在實(shí)施例中，將在這樣的溶液中提供涂層202，其中具有作為溶劑的乙醇重量占大約百分之30、甲苯重量占大約百分之7、以及丁酮（MEK）重量占大約百分之45，以及鉻酸鍶重量占大約百分之2、鋁粉重量占大約百分之2。涂層成分的剩余物可包含作為涂層材料的酚醛樹脂和增塑劑，以及可包括較小量的聚四氟乙烯。作為Hi-KoteTM1的涂層202可以從Lisi航空與航天...