Proces výroby šroubů s vysokou pevností
Technologie zpracování vysokopevnostních svorníků je: válcovaný drát za tepla-(tažení za studena)-sferoidizace (měkčení) žíhání-mechanické odstranění okují-moření-tažení za studena-kování za studena-zpracování závitů-tepelné zpracování-kontrola
1. Návrh ocelové konstrukce
Při výrobě spojovacích prostředků je správný výběr spojovacích materiálů důležitým článkem, protože výkon spojovacích prostředků úzce souvisí s jejich materiály. Pokud není materiál vybrán správně nebo správně, výkon nemusí splňovat požadavky, může se zkrátit životnost, může dojít k nehodám nebo obtížnému zpracování a výrobní náklady mohou být vysoké. Proto je výběr spojovacích materiálů velmi důležitým článkem. Ocel ražená za studena je vysoce zaměnitelná ocel spojovacího materiálu vyráběná tvářením za studena. Vzhledem k tomu, že kov je plasticky zpracováván a tvarován při pokojové teplotě, má každá část velké množství deformace a rychlost deformace je také vysoká. Proto jsou požadavky na vlastnosti surovin pro ocel za studena velmi přísné. Na základě dlouhodobé výrobní praxe a uživatelského výzkumu v kombinaci s GB/T6478-2001 „Technickými podmínkami pro ocel raženou za studena a vytlačovanou za studena“, GB/T699-1999 „Vysoce kvalitní uhlíková konstrukční ocel“ a cíl JISG3507-1991 "Cold Heading" Charakteristiky drátů z uhlíkové oceli pro ocel, například materiálové požadavky na šrouby a šrouby třídy 8.8 a 9.8, určují různé chemické prvky. Pokud je obsah C příliš vysoký, výkon tváření za studena se sníží; pokud je příliš nízká, nelze požadavky na mechanickou výkonnost součástí splnit, proto je nastavena na 0.25 procent {{10}}.55 procent . Mn může zlepšit propustnost oceli, ale přílišné přidání posílí strukturu matrice a ovlivní výkon tváření za studena; má tendenci podporovat růst austenitových zrn během procesu kalení a temperování dílů a měl by být mezinárodně přiměřeně zvýšen. 0,45 procent -0,80 procent . Si může zpevnit ferit a podpořit pokles výkonu tváření za studena. Bylo stanoveno, že snížení prodloužení materiálu je menší nebo rovné {{20}},30 procent Si. SP je příměsový prvek, jejich existence se bude segregovat podél hranice zrn, způsobí křehnutí hranic zrn a poškodí mechanické vlastnosti oceli. Mělo by se co nejvíce snížit. P Menší nebo rovno 0,030 procenta, S Menší nebo rovno 0,035 procenta. B. Maximální obsah boru je 0,005 procenta, protože ačkoli bor může významně zlepšit propustnost oceli, zvýší také křehkost oceli.
2. Sferoidizační (změkčovací) žíhání
Když se při ražení za studena vyrábí šrouby se zápustnou hlavou a šrouby s vnitřním šestihranem, původní struktura oceli přímo ovlivní schopnost tváření během ražení za studena. Místní plastická deformace v procesu studeného ražení může dosáhnout 60 procent -80 procent . K tomu musí mít ocel dobrou plasticitu. Když je chemické složení oceli konstantní, je klíčovým faktorem pro určení plasticity metalografická struktura. Obecně se má za to, že tlustý vločkovitý perlit neprospívá ražení za studena, zatímco jemný sférický perlit může výrazně zlepšit schopnost plastické deformace oceli. U středně uhlíkové oceli a středně uhlíkové legované oceli s velkým množstvím vysokopevnostních spojovacích prvků se před ražením za studena provádí sféroidizační (změkčující) žíhání, aby se získal stejnoměrný a jemný sféroidizovaný perlit, který lépe vyhovuje skutečným potřebám výroby. Pro změkčovací žíhání drátu ze středně uhlíkové oceli se teplota ohřevu obvykle volí v horních a spodních kritických bodech oceli. Teplota ohřevu obecně není příliš vysoká. Jinak se terciární cementit vysráží podél hranice zrn a způsobí praskání za studena. Drátěný drát ze středně uhlíkové legované oceli využívá izotermické sféroidní žíhání. Po zahřátí AC1 plus (20-30 procent) se pec ochladí na mírně nižší teplotu než Ar1, teplota se po určitou dobu udržuje na přibližně 700 stupních Celsia a poté se pec ochladí na přibližně 500 stupňů Celsia. a vzduchem chlazené. Metalografická struktura oceli se mění z hrubé na jemnou, z plechové na sférickou a rychlost praskání za studena se výrazně sníží. Teplota měknutí žíhání oceli 3545ML35SWRCH35K je obecně 715-735 stupňů Celsia; zatímco teplota sferoidizačního žíhání oceli SCM43540CrSCR435 je obecně 740-770 stupňů Celsia a izotermická teplota je 680-700 stupňů Celsia.
3. Peeling a odstranění vodního kamene
Proces odstraňování okují z ocelového drátu za studena je odlupování okují. Existují dva způsoby: mechanické odstranění rzi a chemické moření. Nahrazení procesu chemického moření válcovaného drátu mechanickým odstraňováním okují nejen zlepšuje produktivitu, ale také snižuje znečištění životního prostředí. Tento proces odstraňování okují zahrnuje metodu ohýbání (obecně použití kulatého kotouče s trojúhelníkovou drážkou k opakovanému ohýbání drátu), stříkání devíti metod atd. Odvápňovací efekt je lepší, ale zbytkové okují nelze odstranit (rychlost odstraňování oxidu měřítko je 97 procent )) , zvláště když je přilnavost vodního kamene silná. Mechanické odstraňování rzi je proto ovlivněno tloušťkou, strukturou a stavem napětí železného plechu. Drát z uhlíkové oceli pro spojovací prvky s nízkou pevností (menší nebo rovno 6,8). Poté, co jsou vysokopevnostní spojovací prvky (větší nebo rovno 8,8) mechanicky zbaveny rzi, je okují zcela odstraněna drátěnými tyčemi a následně se rez přidá chemickým mořením. U drátu z měkké oceli může železné okuje zanechané mechanickým odstraňováním okují způsobit nerovnoměrné opotřebení tahu zrna. Když se drátěný ocelový drát tře o vnější teplotu, aby průchozí otvor zrna přilnul k železnému plechu, na povrchu drátu z ocelového drátu se vytvoří podélné stopy zrna. Pokud je válcovaný drát šroub s přírubou za studena nebo šroub s válcovou hlavou, více než 95 procent příčin mikrotrhlin na hlavě je způsobeno škrábanci na povrchu drátu během procesu tažení. tak,
4. Kreslení
Proces kreslení slouží dvěma účelům. Jedním z nich je změna velikosti suroviny; druhým je získání základních mechanických vlastností spojovacího prvku prostřednictvím deformačního zpevnění. U středněuhlíkové oceli a středněuhlíkové legované oceli existuje další účel, a to co nejvíce popraskat vločkovitý cementit získaný po řízeném ochlazování drátu během procesu tažení tak, aby se připravil na následnou sféroidizaci (změkčení ) žíhání. granulovaný cementit. Kvůli snížení nákladů však někteří výrobci zmenšují výkresy bez povolení. Při průchodu zvyšuje nadměrné zmenšení povrchové plochy tendenci válcového drátu k mechanickému zpevnění, což přímo ovlivňuje výkon válcování za studena. Není-li rozdělení redukčního poměru každého průchodu vhodné, způsobí to také kroucení válcovaného drátu během procesu tažení. Trhliny rozmístěné podélně podél válcovaného drátu s určitou periodou jsou obnaženy během procesu válcování válcovaného drátu za studena. Kromě toho, pokud není mazání během procesu tažení dobré, způsobí také pravidelné příčné trhliny ve válcovaném drátu taženém za studena. Směr tečny výstupního vinutí drátu není soustředný s tahačem drátu, což zvýší opotřebení jednostranného otvoru tažení drátu, vnitřní otvor nebude kulatý a deformace tažení drátu bude nerovnoměrná. obvodový směr drátu. Kulatost ocelového drátu je příliš špatná a síla na průřez ocelového drátu je nerovnoměrná během procesu ražení za studena, což ovlivňuje kvalifikovanou rychlost ražení za studena. Během procesu tažení drátu příliš velká míra redukce povrchu zhorší kvalitu povrchu ocelového drátu, zatímco příliš nízká rychlost redukce povrchu nevede k drcení vločkovitého cementitu a je obtížné získat co nejvíce granulovaného cementitu. možný. To znamená, že rychlost sferoidizace cementitu je nízká, což je extrémně nepříznivé pro výkon ocelového drátu při hlavičce za studena. U tyčí a válcovaných tyčí vyráběných tažením je místní míra zmenšení povrchu přímo řízena v rozsahu 10 procent -15 procent . Příliš nízká míra redukce povrchu však nevede k drcení vločkovitého cementitu a je obtížné získat co nejvíce granulovaného cementitu. To znamená, že rychlost sferoidizace cementitu je nízká, což je extrémně nepříznivé pro výkon ocelového drátu při hlavičce za studena. U tyčí a válcovaných tyčí vyráběných tažením je místní míra zmenšení povrchu přímo řízena v rozsahu 10 procent -15 procent. Příliš nízká míra redukce povrchu však nevede k drcení vločkovitého cementitu a je obtížné získat co nejvíce granulovaného cementitu. To znamená, že rychlost sferoidizace cementitu je nízká, což je extrémně nepříznivé pro výkon ocelového drátu při hlavičce za studena. U tyčí a válcovaných tyčí vyrobených tažením je místní míra zmenšení povrchu přímo řízena v rozsahu 10 procent -15 procent.
5. Kování za studena
Hlava šroubu je obvykle vyrobena ze studeného plastu. Ve srovnání s procesem řezání je kovové vlákno (drát) souvislé podél tvaru výrobku bez řezání uprostřed, což zlepšuje pevnost výrobku, zejména mechanické vlastnosti. Proces tváření hlaviček za studena zahrnuje tváření řezáním, jednostanici jediným kliknutím za studena, dvojklikem za studena a víceúlohové automatické tváření za studena. Automatické stroje pro tváření za studena provádějí multitaskingové procesy, jako je lisování, pěchování, vytlačování a redukování ve více tvářecích nástrojích. Zpracovatelské charakteristiky surovin používaných v jednostanicových nebo vícestanicových automatických strojích na ražení za studena jsou určeny velikostí tyčí o délce 5-6 metrů nebo drátů o hmotnosti 5-6 metrů. 1900-2000KG, tedy charakteristika technologie zpracování. Za studena se nepoužívají předřezané jednodílné polotovary, ale používá se k řezání a pěchování polotovarů tyče (je-li to nutné) a drátěných tyčí samotný automatický stroj na řezání za studena. Před vytlačením dutiny musí být polotovar vytvarován. Tvarováním lze získat polotovar, který splňuje požadavky procesu. Sochor nemusí být tvarován před pěchováním, zmenšováním průměru a protlačováním dopředu. Po odříznutí je polotovar odeslán do pěchovací stanice. Tato stanice může zlepšit kvalitu polotovaru, snížit tvářecí sílu další stanice o 15-17 procent a prodloužit životnost formy. Šrouby lze vyrobit v několika průměrových redukcích. 1. Polouzavřenou řezačkou odřízněte polotovar. Nejjednodušší způsob je použít řezačku zásuvkového typu; úhel řezu by neměl být větší než 3 stupně; při použití otevřeného řezáku může úhel zkosení řezu dosáhnout 5-7 stupňů. 2. Když je krátký materiál přenesen z předchozí stanice do další tvářecí stanice, měl by být schopen otáčet se o 180 stupňů, aby se využil potenciál automatického stroje pro tváření za studena, zpracovával spojovací prvky se složitými strukturami a zlepšila přesnost dílů. 3. Každá tvářecí stanice by měla být vybavena vyhazovačem razníku a forma by měla být vybavena vyhazovačem rukávů. 4. Formovací stanice (kromě řezacích stanic) by obecně měly dosahovat 3-4 stanic (ve zvláštních případech více než 5 stanic). 5. Během období efektivního používání může struktura vodicí kolejnice hlavního jezdce a procesních komponent zajistit přesnost polohování razníku a matrice. 6. Na přepážce musí být instalovány koncové koncové spínače pro kontrolu výběru materiálu a pozornost je třeba věnovat kontrole pěchovací síly. Nekulatost drátu taženého za studena používaného pro vysokopevnostní spojovací prvky na automatických strojích na ražení za studena by měla být v rozsahu tolerance průměru, zatímco nekulatost drátů používaných pro přesnější spojovací prvky by měla být v rámci průměru toleranční rozmezí. Měl by být omezen v rozsahu tolerance 1/2 průměru, pokud průměr drátu nedosahuje specifikované velikosti, objeví se na pěchované nebo dílčí hlavě praskliny nebo otřepy. Pokud je průměr menší než velikost požadovaná procesem, hlava bude neúplná a okraje a rohy nebo oteklé části nebudou jasné. S přesností, které je možné dosáhnout česáním za studena, souvisí také volba způsobu tváření a použitého procesu. Kromě toho také závisí na konstrukčních charakteristikách, procesních charakteristikách a stavu použitého zařízení, přesnosti, životnosti a stupni opotřebení formy. U vysoce legované oceli pro ražení za studena a protlačování by drsnost pracovního povrchu formy ze slinutého karbidu neměla být větší než Ra=0,2um. Když drsnost pracovního povrchu tohoto typu formy dosáhne Ra=0.025-0.050um, životnost je nejvyšší.
6. Ošetření závitů
Závity svorníků se obecně zpracovávají za studena, takže polotovar závitu v určitém rozsahu průměrů je válcován (válcován) skrz drátěnou desku (zápustku) a závit je vytvářen tlakem drátové desky (válcovací matrice). Plastová proudnice závitové části není řezaná, což zvyšuje pevnost, vysokou přesnost a jednotnou kvalitu, takže je široce používána. Aby se vyrobil vnější průměr závitu konečného produktu, je požadovaný průměr polotovaru závitu jiný, protože je omezen faktory, jako je přesnost závitu a to, zda je materiál potažen nebo ne. Válcovací (válcovací) závit označuje způsob zpracování, který využívá plastickou deformaci k vytvoření zubů závitu. Používá válcovací matrice se stejným stoupáním a tvarem zubů jako závit, který má být zpracován. Otáčí polotovarem šroubu při vytlačování polotovaru válcového šroubu a nakonec přenáší profil zubu na válcovací matrici na polotovar šroubu, aby se vytvořily závity. Společným bodem zpracování válcovacích (třecích) závitů je, že počet válcovacích otáček nepotřebuje příliš mnoho. Pokud je jich příliš mnoho, účinnost bude nízká a povrch závitu lze snadno náhodně oddělit nebo vyboulit. Naopak, pokud je počet otáček příliš malý, průměr závitu je pravděpodobně nekulatý a počáteční tlak válcování je abnormálně zvýšený, což zkracuje životnost matrice. Časté vady válcovaných závitů: praskliny nebo škrábance na povrchu závitu; náhodné vybočení; nekulatost závitu. Pokud se tyto vady vyskytují ve velkém počtu, budou zachyceny ve fázi zpracování. Je-li počet výskytů malý, budou tyto vady neúmyslně přeneseny na uživatele během výrobního procesu, což způsobí potíže. Proto by měly být shrnuty klíčové otázky podmínek zpracování a tyto klíčové faktory by měly být během výrobního procesu kontrolovány.
7. Tepelné zpracování
Vysokopevnostní spojovací prvky musí být kaleny a temperovány podle technických požadavků. Tepelné zpracování a popouštění mají zlepšit komplexní mechanické vlastnosti spojovacích prvků, aby splnily specifikovanou hodnotu pevnosti v tahu a poměr kluzu produktu. Proces tepelného zpracování má zásadní vliv na vysokopevnostní spojovací prvky, zejména na jejich vnitřní kvalitu. K výrobě vysoce kvalitních spojovacích prvků s vysokou pevností je proto zapotřebí pokročilá technologie tepelného zpracování a zařízení. Vzhledem k velkému objemu výroby a nízké ceně vysokopevnostních šroubů je struktura závitové části poměrně jemná a přesná, takže zařízení na tepelné zpracování musí mít velkou výrobní kapacitu, vysoký stupeň automatizace a kvalitní tepelné zpracování . Od 990 dominovaly linky kontinuálního tepelného zpracování v ochranné atmosféře. Pásová pec s vytřásavým dnem je vhodná zejména pro tepelné zpracování a temperování malých a středně velkých spojovacích prvků. Kromě dobrého těsnícího výkonu pece má kalicí a temperovací linka také pokročilé mikropočítačové řízení atmosféry, teploty a parametrů procesu a funkce alarmu a displeje při selhání zařízení. Vysokopevnostní spojovací prvky jsou plně automaticky řízeny od zatížení-čištění-ohřívání-kalení-čištění-temperování-barvení až po off-line, což efektivně zaručuje kvalitu tepelného zpracování. Oduhličení závitu může způsobit vyskočení spojovacího prvku jako prvního, když není splněn odpor požadovaný mechanickými vlastnostmi, což způsobí selhání závitového spojovacího prvku a snížení životnosti. Vlivem oduhličení suroviny, pokud není žíhání správné, dojde k prohloubení oduhličovací vrstvy suroviny. Během tepelného zpracování kalením a popouštěním jsou některé oxidační plyny obvykle přiváděny z vnějšku pece. Rez drátěného ocelového drátu nebo zbytek na povrchu drátu po tažení za studena se po zahřátí v peci také rozloží a reakce bude generovat oxidační plyny. Například rez na povrchu ocelového drátu je složen z uhličitanu železa a hydroxidu železa, které se po zahřátí rozloží na CO2 a H2O, což zesílí oduhličení. Studie ukázaly, že stupeň oduhličení středně uhlíkové legované oceli je vážnější než u uhlíkové oceli a nejrychlejší oduhličení je mezi 700-800 stupni Celsia. Vzhledem k tomu, že nástavec na povrchu ocelového drátu se za určitých podmínek rychle rozloží a syntetizuje CO2 a H2O, pokud není plynu z kontinuální pásové pece řádně řízen, způsobí také nadměrné oduhličení šneku. Když jsou vysokopevnostní spojovací prvky vyrobeny za studena, oduhličená vrstva suroviny a žíhání nejen zůstane, ale je také vytlačena na horní část závitu. U povrchu spojovacího prvku, který je třeba kalit, nelze dosáhnout požadované tvrdosti. Mechanické vlastnosti (zejména pevnost a odolnost proti opotřebení) jsou sníženy. Kromě toho byl povrch ocelového drátu oduhličen a koeficienty roztažnosti povrchové vrstvy a vnitřní struktury jsou různé a během kalení se mohou objevit povrchové trhliny. Z tohoto důvodu je nutné při kalení a ohřevu chránit vršek závitu před oduhličením a spojovací prvky, jejichž suroviny byly oduhličovány, řádně karbonizovat tak, aby se výhody ochranné atmosféry v pásové peci přizpůsobily původní úroveň. Díly potažené uhlíkem. Obsah uhlíku je v zásadě stejný, takže oduhličené spojovací prvky se pomalu vracejí k původnímu obsahu uhlíku. Uhlíkový potenciál byl stanoven na 0,42 procenta -0,48 procenta . Teplota uhlíkového povlaku je stejná jako při kalení a nelze ji provádět při vysoké teplotě. , aby nedošlo k ovlivnění mechanických vlastností vlivem hrubých zrn. Problémy s kvalitou, které se mohou vyskytnout během procesu kalení a popouštění spojovacích prvků, zahrnují zejména: nedostatečnou tvrdost v kaleném stavu; nerovnoměrná tvrdost v kaleném stavu; nadměrná deformace kalením; hašení praskání. Tyto problémy na místě často souvisí se surovinami, zhášecím ohřevem a zhášecím chlazením. Správně formulovat proces tepelného zpracování a standardizovat výrobní proces, často může zabránit vzniku takovýchto kvalitativních havárií.
8. Závěr
Stručně řečeno, k procesním faktorům ovlivňujícím kvalitu vysokopevnostních spojovacích prvků patří konstrukce oceli, sféroidní žíhání, loupání a odstraňování rzi, tažení, tvarování za studena, zpracování závitů, tepelné zpracování atd., někdy se jedná o superpozici různých faktorů. . . Víme, že vady spojovacích prvků jsou způsobeny kolísáním kvalitativních charakteristik produktu. Pouze přesným uchopením technologických faktorů v procesu výroby produktu a vytvořením obrovské hnací síly pro neustálé zlepšování kvality můžeme prostřednictvím neustálého zlepšování kvality získat větší zisky a silnější konkurenceschopnost!
