Процесс производства высокопрочных болтов
Технология обработки высокопрочных болтов: горячекатаная катанка-(холодное волочение)-сфероидизация(размягчение)отжиг-механическое удаление окалины-травление-холодное волочение-холодная ковка-обработка резьбы-термическая обработка-контроль
1. Конструкция стальной конструкции
При изготовлении крепежных изделий важным звеном является правильный подбор материалов крепежных изделий, поскольку эксплуатационные характеристики крепежных изделий тесно связаны с его материалами. Если материал выбран неправильно или неправильно, производительность может не соответствовать требованиям, срок службы может сократиться, могут произойти несчастные случаи или обработка будет затруднена, а стоимость производства может быть высокой. Поэтому выбор крепежных материалов является очень важным звеном. Сталь для холодной высадки представляет собой быстрозаменяемую крепежную сталь, изготовленную методом холодной штамповки. Поскольку металл подвергается пластической обработке и формованию при комнатной температуре, каждая деталь имеет большую степень деформации, а скорость деформации также высока. Таким образом, требования к производительности стального сырья для холодной высадки очень строгие. На основе многолетней производственной практики и исследований пользователей в сочетании с GB/T6478-2001 "Технические условия для холодновысадочной и холодноштампованной стали", GB/T699-1999 "Высококачественная углеродистая конструкционная сталь" и цель JISG3507-1991 "Холодная высадка" Характеристики катанки из углеродистой стали для стали, взяв в качестве примера требования к материалам для болтов и винтов классов 8.8 и 9.8, определяют различные химические элементы. Если содержание C слишком велико, производительность холодной штамповки снизится; если он слишком низкий, требования к механическим характеристикам деталей не могут быть удовлетворены, поэтому он устанавливается на 0,25 процента {{10}},55 процента. Mn может улучшить проницаемость стали, но слишком большое его добавление укрепит структуру матрицы и повлияет на характеристики холодной штамповки; он имеет тенденцию способствовать росту аустенитных зерен в процессе закалки и отпуска деталей, и его следует соответствующим образом увеличивать на международном уровне. 0,45 процента -0,80 процента . Si может упрочнять феррит и способствовать снижению производительности при холодной штамповке. Было определено, что уменьшение удлинения материала меньше или равно {{20}},30% Si. SP является примесным элементом, их присутствие будет сегрегировать вдоль границы зерен, вызывать охрупчивание границ зерен и ухудшать механические свойства стали. Его следует максимально уменьшить. P Меньше или равно 0,030 процента, S Меньше или равно 0,035 процента. B. Максимальное содержание бора составляет 0,005 процента, потому что, хотя бор может значительно улучшить проницаемость стали, он также увеличивает хрупкость стали.
2. Сфероидизирующий (размягчающий) отжиг
Когда при холодной высадке производятся винты с потайной головкой и болты с внутренним шестигранником, исходная структура стали напрямую влияет на способность к формованию во время холодной высадки. Локальная пластическая деформация в процессе холодной высадки может достигать 60 процентов -80 процентов. Для этого сталь должна обладать хорошей пластичностью. Когда химический состав стали постоянен, металлографическая структура является ключевым фактором, определяющим пластичность. Обычно считается, что толстый чешуйчатый перлит не способствует холодной высадке, в то время как мелкозернистый сферический перлит может значительно улучшить способность стали к пластической деформации. Для среднеуглеродистой стали и среднеуглеродистой легированной стали с большим количеством высокопрочного крепежа перед холодной высадкой проводят сфероидизирующий (размягчающий) отжиг для получения однородного и мелкозернистого сфероидизированного перлита, который может лучше удовлетворить фактические потребности производства. Для размягчающего отжига катанки из среднеуглеродистой стали температуру нагрева обычно выбирают в верхней и нижней критических точках стали. Температура нагрева, как правило, не слишком высока. В противном случае третичный цементит будет осаждаться вдоль границы зерен, вызывая растрескивание при холодной высадке. Катанка из среднеуглеродистой стали подвергается изотермическому сфероидизирующему отжигу. После того, как AC1 plus (20-30 процентов) нагрет, печь охлаждают до уровня немного ниже, чем Ar1, температуру поддерживают на уровне около 700 градусов Цельсия в течение определенного периода времени, а затем печь охлаждают до около 500 градусов Цельсия. и с воздушным охлаждением. Металлографическая структура стали меняется с крупной на мелкую, с листовой на сферическую, а скорость растрескивания при холодной высадке значительно снижается. Температура размягчающего отжига стали 3545ML35SWRCH35K обычно составляет 715-735 градусов Цельсия; в то время как температура сфероидизирующего отжига стали SCM43540CrSCR435 обычно составляет 740-770 градусов Цельсия, а изотермическая температура составляет 680-700 градусов Цельсия.
3. Пилинг и удаление накипи
Процесс удаления железной окалины с холодновысадочной стальной катанки отслаивается от окалины. Существует два метода: механическое удаление ржавчины и химическое травление. Замена процесса химического травления катанки механическим удалением окалины не только повышает производительность, но и снижает загрязнение окружающей среды. Этот процесс удаления накипи включает в себя метод изгиба (обычно с использованием круглого колеса с треугольной канавкой для многократного изгиба проволоки), девять методов распыления и т. д. Эффект удаления накипи лучше, но остаточная железная окалина не может быть удалена (скорость удаления оксида накипь составляет 97 процентов )) ), особенно при сильной адгезии накипи. Следовательно, на механическое удаление ржавчины влияют толщина, структура и напряженное состояние железного листа. Проволока из углеродистой стали для низкопрочных крепежных изделий (меньше или равна 6,8). После механического удаления ржавчины с высокопрочных крепежных изделий (больше или равно 8,8) окалина полностью удаляется с помощью катанки, а затем ржавчина усугубляется химическим травлением. Для катанки из мягкой стали железная окалина, оставшаяся после механического удаления окалины, может вызвать неравномерный износ тяги зерна. Когда стальная проволока трется о внешнюю температуру, чтобы сквозное отверстие зерна прилипало к железному листу, на поверхности стальной проволоки образуются продольные следы зерна. Когда катанка представляет собой болт с фланцем холодной высадки или винт с цилиндрической головкой, более 95 процентов причин микротрещин на головке вызваны царапинами на поверхности катанки в процессе волочения. так,
4. Рисование
Процесс рисования служит двум целям. Во-первых, изменить размер сырья; другой - получить основные механические свойства крепежа за счет деформационного упрочнения. Для среднеуглеродистой стали и среднеуглеродистой легированной стали существует еще одна цель, заключающаяся в максимально возможном растрескивании чешуйчатого цементита, полученного после контролируемого охлаждения проволоки в процессе волочения, с тем, чтобы подготовиться к последующему сфероидированию (размягчению). ) отжиг. гранулированный цементит. Однако в целях снижения затрат некоторые производители самовольно сокращают чертежи. Для прохода чрезмерное уменьшение площади поверхности увеличивает склонность катанки к деформационному упрочнению, что напрямую влияет на характеристики холодной высадки катанки. Если распределение коэффициента обжатия для каждого прохода не соответствует требованиям, это также приведет к скручиванию катанки в процессе волочения. Трещины, распределенные вдоль катанки с определенным периодом, вскрываются в процессе холодной высадки катанки. Кроме того, если смазка в процессе волочения плохая, это также приведет к регулярным поперечным трещинам в холоднотянутой катанке. Тангенциальное направление головки для намотки на выходе из проволоки не совпадает с матрицей для волочения проволоки, что увеличивает износ одностороннего отверстия волочильной матрицы для проволоки, делает внутреннее отверстие не круглым и приводит к неравномерной деформации волочения проволоки в окружное направление проволоки. Круглость стальной проволоки слишком низкая, а сила поперечного сечения стальной проволоки неравномерна в процессе холодной высадки, что влияет на квалифицированную скорость холодной высадки. В процессе волочения проволоки слишком большая скорость обжатия поверхности ухудшит качество поверхности стальной проволоки, в то время как слишком низкая скорость обжатия поверхности не способствует дроблению чешуйчатого цементита, и трудно получить как можно больше гранулированного цементита. возможный. Другими словами, скорость сфероидизации цементита низкая, что крайне неблагоприятно сказывается на характеристиках стальной проволоки при холодной высадке. Для стержней и катанки, изготовленных волочением, локальная скорость обжатия поверхности напрямую регулируется в пределах 10 процентов -15 процентов. Однако слишком низкая скорость обжатия поверхности не способствует дроблению чешуйчатого цементита, и трудно получить как можно больше гранулированного цементита. Другими словами, скорость сфероидизации цементита низкая, что крайне неблагоприятно сказывается на характеристиках стальной проволоки при холодной высадке. Для стержней и катанки, изготовленных волочением, локальная скорость обжатия поверхности непосредственно регулируется в пределах 10 процентов -15 процентов. Однако слишком низкая скорость обжатия поверхности не способствует дроблению чешуйчатого цементита, и трудно получить как можно больше гранулированного цементита. Другими словами, скорость сфероидизации цементита низкая, что крайне неблагоприятно сказывается на характеристиках стальной проволоки при холодной высадке. Для стержней и катанки, изготовленных волочением, локальная скорость обжатия поверхности напрямую регулируется в пределах 10 процентов -15 процентов.
5. Холодная ковка
Обычно головка болта изготавливается из пластика холодной высадки. По сравнению с процессом резки металлическое волокно (проволока) является непрерывным по форме изделия без разреза посередине, что повышает прочность изделия, особенно механические свойства. Процесс холодной высадки включает резку, холодную высадку с одним щелчком мыши, холодную высадку с двойным щелчком и многозадачную автоматическую холодную высадку. Автоматические машины для холодной высадки выполняют многозадачные процессы, такие как штамповка, осадка, экструзия и обжатие в нескольких штампах. Технологические характеристики сырья, используемого на однопозиционных или многопозиционных автоматических холодновысадочных машинах, определяются размерами прутков длиной 5-6 метров или проволоки массой 5-6 метров. 1900-2000KG, то есть характеристики технологии обработки. При холодной высадке не используются предварительно раскроенные штучные заготовки, а используется сам автомат холодной высадки для резки и осадки заготовок из прутка (при необходимости) и катанки. Перед выдавливанием полости заготовке необходимо придать форму. Путем формовки можно получить заготовку, отвечающую технологическим требованиям. Заготовку не нужно формовать перед осадкой, уменьшением диаметра и экструзией вперед. После того, как заготовка вырезана, ее отправляют на осадочную станцию. Эта станция может улучшить качество заготовки, снизить формовочное усилие следующей станции на 15-17 процентов и продлить срок службы пресс-формы. Болты могут быть изготовлены с несколькими уменьшенными диаметрами. 1. Используйте полузакрытый резак, чтобы вырезать заготовку. Проще всего использовать фрезу с насадкой; угол среза не должен быть больше 3 градусов; при использовании открытого резца угол скоса реза может достигать 5-7 градусов. 2. Когда короткий материал перемещается с предыдущей станции на следующую формовочную станцию, он должен иметь возможность поворачиваться на 180 градусов, чтобы задействовать потенциал автоматической машины для холодной высадки, обрабатывать крепеж со сложной структурой и повышать точность. частей. 3. Каждая формовочная станция должна быть оборудована выталкивателем пуансона, а форма должна быть оснащена выталкивателем гильзы. 4. Формовочные станции (не включая станции резки) обычно должны достигать 3-4 станций (более 5 станций в особых случаях). 5. В период эффективного использования конструкция направляющей главного ползуна и компонентов процесса может обеспечить точность позиционирования пуансона и штампа. 6. Концевые выключатели должны быть установлены на перегородке для контроля выбора материала, и необходимо уделить внимание контролю силы осадки. Овальность холоднотянутой проволоки, используемой для высокопрочного крепежа на холодновысадочных автоматических станках, должна быть в пределах допусков диаметра, а овальность катанки, используемой для более точного крепежа, должна быть в пределах диаметра диапазон допуска. Он должен быть ограничен допуском 1/2 диаметра, если диаметр проволоки не достигнет заданного размера, на высадке или головке детали появятся трещины или заусенцы. Если диаметр меньше, чем размер, необходимый для процесса, головка будет неполной, а края и углы или вздутые части не будут четкими. Точность, которой может достичь холодная высадка, также связана с выбором метода формования и используемого процесса. Кроме того, это также зависит от конструктивных характеристик, технологических характеристик и состояния используемого оборудования, точности, срока службы и степени износа пресс-формы. Для высоколегированной стали для холодной высадки и экструзии шероховатость рабочей поверхности твердосплавной формы не должна превышать Ra=0.2um. Когда шероховатость рабочей поверхности пресс-форм этого типа достигает Ra=0.025-0.050um, срок службы является самым высоким.
6. Обработка резьбы
Резьба болтов обычно подвергается холодной обработке, так что заготовка резьбы в пределах определенного диапазона диаметров прокатывается (прокатывается) через проволочную пластину (матрицу), а резьба формируется под давлением проволочной пластины (накатной матрицы). Пластиковый обтекатель резьбовой части не разрезается, что повышает прочность, высокую точность и однородное качество, поэтому он широко используется. Чтобы сделать внешний диаметр резьбы конечного продукта, требуемый диаметр заготовки резьбы отличается, поскольку он ограничен такими факторами, как точность резьбы и наличие покрытия на материале. Накаткой (накаткой) резьбы называется метод обработки, использующий пластическую деформацию для формирования зубьев резьбы. Он использует накатные плашки с тем же шагом и формой зубьев, что и обрабатываемая резьба. Он вращает заготовку шнека, выдавливая цилиндрическую заготовку шнека, и, наконец, переносит профиль зуба на прокатном штампе на заготовку шнека для образования резьбы. Общим моментом обработки накаткой (натиранием) резьбы является то, что количество оборотов накатки не нужно слишком много. Если их слишком много, эффективность будет низкой, а поверхность резьбы легко отделить или случайно изогнуть. Наоборот, если число оборотов слишком мало, диаметр резьбы, скорее всего, будет аномальным, а начальное давление прокатки будет ненормально увеличено, что сократит срок службы штампа. Распространенные дефекты накатанной резьбы: трещины или царапины на поверхности резьбы; случайный изгиб; овальность резьбы. Если эти дефекты возникают в большом количестве, они будут обнаружены на этапе обработки. Если количество таких ошибок невелико, эти дефекты будут непреднамеренно переданы пользователям в процессе производства, что вызовет проблемы. Поэтому следует обобщить ключевые вопросы условий обработки, и эти ключевые факторы следует контролировать в процессе производства.
7. Термическая обработка
Высокопрочные крепежные изделия должны подвергаться закалке и отпуску в соответствии с техническими требованиями. Термическая обработка и отпуск предназначены для улучшения комплексных механических свойств крепежных изделий до достижения заданного значения прочности на растяжение и коэффициента текучести продукта. Процесс термической обработки оказывает решающее влияние на высокопрочные крепежные изделия, особенно на их внутреннее качество. Поэтому для производства качественного высокопрочного крепежа требуются передовые технологии термообработки и оборудование. Из-за большого объема производства и низкой цены высокопрочных болтов структура резьбовой части относительно тонкая и точная, поэтому оборудование для термообработки должно иметь большую производственную мощность, высокую степень автоматизации и термообработку хорошего качества. . С 1990ов доминируют линии непрерывной термообработки в защитной атмосфере. Конвейерная печь с качающимся подом особенно подходит для термической обработки и отпуска мелких и средних крепежных изделий. В дополнение к хорошим герметизирующим характеристикам печи, линия закалки и отпуска также имеет усовершенствованный микрокомпьютерный контроль атмосферы, температуры и параметров процесса, а также функции сигнализации и отображения отказов оборудования. Высокопрочный крепеж полностью автоматически контролируется от загрузки-очистки-нагрева-закалки-очистки-отпуска-окрашивания до автономного режима, что эффективно гарантирует качество термообработки. Обезуглероживание резьбы может привести к тому, что крепежный элемент выскочит первым, когда сопротивление, требуемое механическими свойствами, не будет обеспечено, что приведет к выходу из строя резьбового крепежного элемента и сокращению срока службы. Из-за обезуглероживания сырья при неправильном отжиге обезуглероживающий слой сырья будет углубляться. При закалке и отпуске некоторые окисляющие газы обычно вводят извне печи. Ржавчина катанки или остатки на поверхности катанки после холодного волочения также разлагаются после нагрева в печи, и в результате реакции образуются окисляющие газы. Например, ржавчина на поверхности стальной проволоки состоит из карбоната и гидроксида железа, которые после нагревания разлагаются на CO2 и H2O, что интенсифицирует обезуглероживание. Исследования показали, что степень обезуглероживания среднеуглеродистой легированной стали более серьезная, чем у углеродистой стали, а самая быстрая температура обезуглероживания составляет 700-800 градусов Цельсия. Так как вставка на поверхности стальной проволоки будет быстро разлагаться и синтезировать CO2 и H2O при определенных условиях, если газ непрерывной ленточной печи не контролируется должным образом, это также приведет к чрезмерному обезуглероживанию шнека. При нагартовке высокопрочных крепежных изделий обезуглероженный слой сырья и отжига не только остается, но и выдавливается на вершину резьбы. Для поверхности крепежа, подлежащей закалке, требуемой твердости достичь не удается. Механические свойства (особенно прочность и износостойкость) снижаются. Кроме того, поверхность стальной проволоки обезуглерожена, а коэффициенты расширения поверхностного слоя и внутренней структуры различны, и при закалке могут появиться поверхностные трещины. По этой причине необходимо предохранять верх резьбы от обезуглероживания при закалке и нагреве, а также должным образом науглероживать крепежные изделия, сырье которых было обезуглерожено, чтобы скорректировать преимущества защитной атмосферы в печи с сетчатым конвейером на исходный уровень. Детали с карбоновым покрытием. Содержание углерода в основном одинаковое, так что обезуглероженные крепежные детали медленно возвращаются к исходному содержанию углерода. Углеродный потенциал был установлен на уровне 0,42 процента -0,48 процента. Температура углеродного покрытия такая же, как и при закалке, и ее нельзя проводить при высокой температуре. , чтобы не повлиять на механические свойства из-за крупных зерен. К проблемам качества, которые могут возникнуть в процессе закалки и отпуска крепежных изделий, в основном относятся: недостаточная твердость в закаленном состоянии; неравномерная твердость в закаленном состоянии; чрезмерная закалочная деформация; закалка трещин. Такие проблемы на месте часто связаны с сырьем, закалочным нагревом и закалочным охлаждением. Правильно сформулировав процесс термообработки и стандартизировав производственный процесс, часто можно избежать возникновения таких аварий качества.
8. Заключение
Подводя итог, можно сказать, что технологические факторы, влияющие на качество высокопрочных крепежных изделий, включают конструкцию стали, сфероидизирующий отжиг, отслаивание и удаление ржавчины, волочение, холодную высадку, обработку резьбы, термообработку и т. д., а иногда это наложение различных факторов. . . Мы знаем, что дефекты крепежных изделий вызваны колебаниями качественных характеристик продукции. Только точно улавливая технологические факторы в процессе производства продукта и создавая огромную движущую силу для постоянного улучшения качества, мы можем получить больше прибыли и повысить конкурентоспособность за счет постоянного улучшения качества!
