Proces de fabricație a șuruburilor de înaltă rezistență
Tehnologia de prelucrare a șuruburilor de înaltă rezistență este: sârmă laminată la cald-(trefilare la rece)-sferoidizare (înmuiere) recoacere-detartrare mecanică-decapare-trefilare la rece-forjare la rece-prelucrare filet-tratare termică-inspecție
1. Proiectarea structurii de oțel
În fabricarea elementelor de fixare, selectarea corectă a materialelor de fixare este o verigă importantă, deoarece performanța elementelor de fixare este strâns legată de materialele sale. Dacă materialul nu este selectat corect sau corect, performanța poate să nu îndeplinească cerințele, durata de viață poate fi scurtată, pot apărea accidente sau procesarea este dificilă, iar costul de fabricație poate fi ridicat. Prin urmare, selecția materialelor de fixare este o verigă foarte importantă. Oțelul cu captură la rece este un oțel de fixare foarte interschimbabil, produs prin procesul de formare a capului la rece. Deoarece metalul este prelucrat plastic și format la temperatura camerei, fiecare parte are o cantitate mare de deformare și viteza de deformare este, de asemenea, rapidă. Prin urmare, cerințele de performanță ale materiilor prime din oțel cu captură la rece sunt foarte stricte. Pe baza practicii de producție pe termen lung și a cercetării utilizatorilor, în combinație cu GB/T6478-2001 „Condiții tehnice pentru oțel de extrudare la rece și de extrudare la rece”, GB/T699-1999 „Oțel structural cu carbon de înaltă calitate” și scopul JISG3507-1991 „Cold Heading” Caracteristicile tijelor de sârmă din oțel carbon pentru oțel, luând ca exemplu cerințele materiale ale șuruburilor și șuruburilor de gradul 8.8 și gradul 9.8, determină diferite elemente chimice. Dacă conținutul de C este prea mare, performanța de formare la rece va scădea; dacă este prea scăzut, cerințele de performanță mecanică ale pieselor nu pot fi îndeplinite, deci este setat la 0,25 la sută {{10}},55 la sută . Mn poate îmbunătăți permeabilitatea oțelului, dar adăugarea prea mult va întări structura matricei și va afecta performanța de formare la rece; tinde să promoveze creșterea boabelor de austenită în timpul procesului de călire și revenire a pieselor și ar trebui să fie mărită în mod corespunzător la nivel internațional. 0,45 la sută -0,80 la sută . Si poate întări ferita și poate promova scăderea performanței de formare la rece. Reducerea alungirii materialului a fost determinată a fi mai mică sau egală cu {{20}},30 la sută Si. SP este un element de impuritate, existența lor se va separa de-a lungul graniței granulelor, va provoca fragilizarea granițelor și va deteriora proprietățile mecanice ale oțelului. Ar trebui redus pe cât posibil. P Mai mic sau egal cu 0,030 la sută, S Mai mic sau egal cu 0,035 la sută. B. Conținutul maxim de bor este de 0,005 la sută, deoarece, deși borul poate îmbunătăți semnificativ permeabilitatea oțelului, va crește și fragilitatea oțelului.
2. Recoacerea sferoidizantă (înmuiere).
Când capul la rece produce șuruburi cu cap înfundat și șuruburi cu cap hexagonal, structura originală a oțelului va afecta în mod direct capacitatea de formare în timpul capului la rece. Deformarea plastică locală în procesul de captare la rece poate ajunge la 60 la sută -80 la sută . Pentru aceasta, oțelul trebuie să aibă o plasticitate bună. Când compoziția chimică a oțelului este constantă, structura metalografică este factorul cheie pentru determinarea plasticității. În general, se crede că perlita groasă de fulgi nu este favorabilă la rece, în timp ce perlita sferică fină poate îmbunătăți semnificativ capacitatea de deformare plastică a oțelului. Pentru oțel cu carbon mediu și oțel aliat cu carbon mediu cu cantități mari de elemente de fixare de înaltă rezistență, recoacerea cu sferoidizare (înmuiere) se efectuează înainte de captarea la rece pentru a obține perlita sferoidizată uniformă și fină, care poate satisface mai bine nevoile reale de producție. Pentru recoacerea de înmuiere a sârmei de oțel cu carbon mediu, temperatura de încălzire este de obicei selectată în punctele critice superioare și inferioare ale oțelului. Temperatura de încălzire nu este în general prea mare. În caz contrar, cementitul terțiar va precipita de-a lungul graniței granulelor, provocând fisurare la rece. Tija de sârmă de oțel aliată cu carbon mediu adoptă recoacere sferoidică izotermă. După ce AC1 plus (20-30 procente) este încălzit, cuptorul este răcit la puțin mai mic decât Ar1, temperatura este menținută la aproximativ 700 de grade Celsius pentru o perioadă de timp, iar apoi cuptorul este răcit la aproximativ 500 de grade Celsius și răcit cu aer. Structura metalografică a oțelului se schimbă de la grosier la fin, de la tablă la sferică, iar rata de fisurare la rece va fi mult redusă. Temperatura de recoacere de înmuiere a oțelului 3545ML35SWRCH35K este în general de 715-735 grade Celsius; în timp ce temperatura de recoacere cu sferoidizare a oțelului SCM43540CrSCR435 este în general de 740-770 grade Celsius, iar temperatura izotermă este de 680-700 grade Celsius.
3. Peeling și detartraj
Procesul de îndepărtare a calcarului de fier din sârmă de oțel cu cap la rece se dezlipește. Există două metode: îndepărtarea mecanică a ruginii și decaparea chimică. Înlocuirea procesului de decapare chimică a tijelor de sârmă cu detartrare mecanică nu numai că îmbunătățește productivitatea, ci și reduce poluarea mediului. Acest proces de detartrare include metoda de îndoire (în general, folosind o roată rotundă cu o canelură triunghiulară pentru a îndoi în mod repetat firul), pulverizarea nouă metode etc. Efectul de detartrare este mai bun, dar scara reziduală de fier nu poate fi îndepărtată (rata de îndepărtare a oxidului). scara este de 97 la sută )) , mai ales atunci când aderența solzii este puternică. Prin urmare, îndepărtarea mecanică a ruginii este afectată de grosimea, structura și starea de tensiune a tablei de fier. Sârmă de oțel carbon pentru elemente de fixare cu rezistență redusă (mai mică sau egală cu 6,8). După ce elementele de fixare de înaltă rezistență (mai mare sau egală cu 8,8) sunt îndepărtate mecanic, cântarul este îndepărtat complet cu bare de sârmă, iar apoi rugina este agravată prin procesul de decapare chimică. Pentru sârmă de oțel moale, cântarul de fier lăsat de detartrajul mecanic poate cauza uzura neuniformă a tirajului cerealelor. Când firul de oțel de sârmă se freacă de temperatura exterioară pentru ca orificiul traversant al cerealelor să adere la tabla de fier, pe suprafața sârmei de oțel se formează urme longitudinale de cereale. Când tija este un șurub cu flanșă cu cap rece sau un șurub cu cap cilindric, mai mult de 95 la sută din motivele microfisurilor pe cap sunt cauzate de zgârieturile pe suprafața tijei în timpul procesului de tragere. asa de,
4. Desen
Procesul de desen are două scopuri. Una este modificarea dimensiunii materiei prime; celălalt este obținerea proprietăților mecanice de bază ale elementului de fixare prin întărirea prin deformare. Pentru oțelul cu carbon mediu și oțelul aliat cu carbon mediu, există un alt scop, și anume acela de a crăpa pe cât posibil cementita fulgioasă obținută după răcirea controlată a sârmei în timpul procesului de trefilare, astfel încât să se pregătească pentru sferoidizarea ulterioară (înmuiere). ) recoacere. cementită granulară. Cu toate acestea, pentru a reduce costurile, unii producători reduc desenele fără autorizație. Pentru trecere, reducerea excesivă a suprafeței crește tendința de întărire prin muncă a tijei, ceea ce afectează în mod direct performanța la rece a tijei. Dacă distribuția raportului de reducere a fiecărei treceri nu este adecvată, aceasta va provoca, de asemenea, răsucirea tijei în timpul procesului de tragere. Fisurile distribuite longitudinal de-a lungul sârmei cu o anumită perioadă sunt expuse în timpul procesului de îndreptare la rece a sârmei. În plus, dacă lubrifierea nu este bună în timpul procesului de tragere, va provoca și fisuri transversale regulate în tija trasă la rece. Direcția tangentă a matriței de înfășurare a ieșirii firului nu este concentrică cu matrița de trefilare, ceea ce va crește uzura găurii unilaterale a matriței de trefilare, va face ca gaura interioară să nu fie rotundă și va face ca deformarea trefilei să fie neuniformă. direcția circumferențială a firului. Rotunjimea sârmei de oțel este prea slabă, iar forța asupra secțiunii transversale a sârmei de oțel este neuniformă în timpul procesului de îndreptare la rece, ceea ce afectează rata calificată de îndreptare la rece. În timpul procesului de trefilare a sârmei, rata de reducere a suprafeței prea mare va înrăutăți calitatea suprafeței sârmei de oțel, în timp ce rata de reducere a suprafeței prea scăzută nu conduce la zdrobirea cementitei fulgioase și este dificil să obțineți cât mai multă cementită granulară posibil. posibil. Adică, rata de sferoidizare a cementitei este scăzută, ceea ce este extrem de nefavorabil performanței la rece a sârmei de oțel. Pentru tije și sârmă produse prin trefilare, rata locală de reducere a suprafeței este controlată direct în intervalul de 10 la sută -15 la sută . Cu toate acestea, rata de reducere a suprafeței prea scăzută nu este favorabilă zdrobirii cementitei fulgioase și este dificil să se obțină cât mai multă cementită granulară posibil. Adică, rata de sferoidizare a cementitei este scăzută, ceea ce este extrem de nefavorabil performanței la rece a sârmei de oțel. Pentru tije și sârmă produse prin trefilare, rata locală de reducere a suprafeței este controlată direct în intervalul de 10 la sută -15 la sută . Cu toate acestea, rata de reducere a suprafeței prea scăzută nu este favorabilă zdrobirii cementitei fulgioase și este dificil să se obțină cât mai multă cementită granulară posibil. Adică, rata de sferoidizare a cementitei este scăzută, ceea ce este extrem de nefavorabil performanței la rece a sârmei de oțel. Pentru tije și sârmă produse prin trefilare, rata locală de reducere a suprafeței este controlată direct în intervalul de 10 la sută -15 la sută .
5. Forjare la rece
De obicei, capul șurubului este prelucrat din plastic rece. În comparație cu procesul de tăiere, fibra metalică (sârmă) este continuă de-a lungul formei produsului fără tăiere la mijloc, ceea ce îmbunătățește rezistența produsului, în special proprietățile mecanice. Procesul de formare a capturii la rece include formarea prin tăiere, capul rece cu un singur clic, capul rece cu dublu clic și capul rece automat cu mai multe sarcini. Mașinile automate de captare la rece efectuează procese multitasking, cum ar fi ștanțarea, răsturnarea, extrudarea și reducerea matrițelor de formare multiple. Caracteristicile de prelucrare ale materiilor prime utilizate la mașinile automate de captare la rece cu o singură stație sau cu mai multe stații sunt determinate de dimensiunea barelor cu lungimea de 5-6 metri sau a firelor cu o greutate de 5-6 metri. 1900-2000KG, adică caracteristicile tehnologiei de procesare. Cold heading nu folosește semifabricate pretăiate dintr-o singură bucată, ci folosește mașina automată de captare la rece în sine pentru a tăia și a răsturna semifabricatele barei (dacă este necesar) și a tijelor de sârmă. Înainte ca cavitatea să fie extrudată, semifabricatul trebuie modelat. Prin modelare se poate obține un semifabricat care îndeplinește cerințele procesului. Tagla nu trebuie să fie modelată înainte de răsturnare, reducere a diametrului și extrudare înainte. După tăierea semifabricatului, acesta este trimis la stația de supărare. Această stație poate îmbunătăți calitatea semifabricatului, poate reduce forța de formare a următoarei stații cu 15-17 procente și poate prelungi durata de viață a matriței. Șuruburile pot fi fabricate în mai multe reduceri de diametru. 1. Folosiți un tăietor semi-închis pentru a tăia semifabricatul. Cea mai ușoară modalitate este de a folosi un tăietor tip priză; unghiul tăieturii nu trebuie să fie mai mare de 3 grade; atunci când utilizați un tăietor deschis, unghiul de teșire al tăieturii poate atinge 5-7 grade. 2. Când materialul scurt este transferat de la stația anterioară la următoarea stație de formare, ar trebui să se poată roti la 180 de grade, astfel încât să exercite potențialul mașinii automate de îndreptare la rece, să proceseze elemente de fixare cu structuri complexe și să îmbunătățească precizia de piese. 3. Fiecare stație de formare trebuie să fie echipată cu un ejector cu poanson, iar matrița trebuie să fie echipată cu un ejector cu manșon. 4. Stațiile de formare (fără a include stațiile de tăiere) ar trebui să ajungă în general la 3-4 stații (mai mult de 5 stații în cazuri speciale). 5. În timpul perioadei de utilizare efectivă, structura șinei de ghidare a glisorului principal și componentele procesului pot asigura precizia de poziționare a poansonului și matriței. 6. Întrerupătoarele de limitare a terminalelor trebuie instalate pe deflector pentru controlul selecției materialelor și trebuie acordată atenție controlului forței de răsturnare. Nerotunjimea sârmei trase la rece utilizate pentru elementele de fixare de înaltă rezistență la mașinile automate de îndreptare la rece ar trebui să se încadreze în intervalul de toleranță al diametrului, în timp ce nerotunjimea tijelor de sârmă utilizate pentru elemente de fixare mai precise ar trebui să se încadreze în diametru. interval de toleranță. Ar trebui să fie limitat în intervalul de toleranță de 1/2 diametru, dacă diametrul firului nu atinge dimensiunea specificată, crăpăturile sau bavurile vor apărea pe capul deformat sau pe piesă. Dacă diametrul este mai mic decât dimensiunea cerută de proces, capul va fi incomplet, iar marginile și colțurile sau părțile umflate nu vor fi clare. Precizia pe care o poate atinge capul la rece este legată și de alegerea metodei de formare și a procesului utilizat. În plus, depinde și de caracteristicile structurale, caracteristicile procesului și starea echipamentului utilizat, precizia, durata de viață și gradul de uzură al matriței. Pentru oțelul înalt aliat pentru curățare la rece și extrudare, rugozitatea suprafeței de lucru a matriței de carbură cimentată nu trebuie să fie mai mare de Ra=0.2um. Când rugozitatea suprafeței de lucru a acestui tip de matriță atinge Ra=0.025-0.050um, durata de viață este cea mai mare.
6. Tratamentul firului
Filetele șuruburilor sunt, în general, prelucrate la rece, astfel încât semifabricatul de filet într-un anumit interval de diametru este rulat (rulat) prin placa de sârmă (motriță), iar filetul este format de presiunea plăcii de sârmă (filiera de rulare). Linia de plastic a piesei filetate nu este tăiată, ceea ce crește rezistența, precizia ridicată și calitatea uniformă, deci este utilizată pe scară largă. Pentru a realiza diametrul exterior al filetului al produsului final, diametrul necesar filetului este diferit, deoarece este limitat de factori precum precizia filetului și dacă materialul este acoperit sau nu. Firul de rulare (laminare) se referă la o metodă de prelucrare care utilizează deformarea plastică pentru a forma dinții filetului. Folosește matrițe de rulare cu același pas și formă de dinte ca și firul de prelucrat. Rotește semifabricatul șurubului în timp ce extruda semifabricatul șurubului cilindric și, în cele din urmă, transferă profilul dinților de pe matrița de laminare pe semifabricatul șurubului pentru a forma filete. Punctul comun al prelucrării firului de laminare (frecare) este că numărul de rotații de laminare nu are nevoie de prea mult. Dacă sunt prea multe, eficiența va fi scăzută, iar suprafața firului este ușor de separat sau de cataramă aleatoriu. Dimpotrivă, dacă numărul de rotații este prea mic, este probabil ca diametrul filetului să nu fie rotund, iar presiunea inițială de laminare este crescută anormal, ceea ce va scurta durata de viață a matriței. Defecte comune ale firelor laminate: fisuri sau zgârieturi pe suprafața firului; flambaj aleatoriu; fir nerotunzi. Dacă aceste defecte apar în număr mare, ele vor fi prinse în timpul fazei de prelucrare. Dacă numărul de apariții este mic, aceste defecte vor fi transmise utilizatorilor din neatenție în timpul procesului de producție, provocând probleme. Prin urmare, problemele cheie ale condițiilor de procesare ar trebui rezumate, iar acești factori cheie ar trebui controlați în timpul procesului de producție.
7. Tratament termic
Elementele de fixare de înaltă rezistență trebuie să fie călite și revenite conform cerințelor tehnice. Tratamentul termic și revenirea trebuie să îmbunătățească proprietățile mecanice cuprinzătoare ale elementelor de fixare pentru a îndeplini valoarea specificată a rezistenței la tracțiune și raportul de curgere a produsului. Procesul de tratament termic are o influență crucială asupra elementelor de fixare de înaltă rezistență, în special asupra calității interioare a acestora. Prin urmare, pentru a produce elemente de fixare de înaltă calitate, de înaltă rezistență, sunt necesare tehnologii și echipamente avansate de tratament termic. Datorită volumului mare de producție și prețului scăzut al șuruburilor de înaltă rezistență, structura piesei filetate este relativ fină și precisă, astfel încât echipamentul de tratament termic trebuie să aibă o capacitate mare de producție, un grad ridicat de automatizare și un tratament termic de bună calitate. . Începând cu anii 1990, liniile de tratament termic continuu în atmosferă protectoare au dominat. Cuptorul cu bandă de scuturare cu plasă de jos este potrivit în special pentru tratarea termică și revenirea elementelor de fixare mici și mijlocii. Pe lângă performanța bună de etanșare a cuptorului, linia de călire și revenire are, de asemenea, un control avansat de microcomputer al parametrilor atmosferei, temperaturii și procesului, precum și funcții de alarmă și afișare a defecțiunilor echipamentelor. Elementele de fixare de înaltă rezistență sunt controlate complet automat de la încărcare-curățare-încălzire-stingere-curățare-călire-colorare până la offline, ceea ce garantează eficient calitatea tratamentului termic. Decarburarea filetului poate face ca elementul de fixare să sară mai întâi atunci când rezistența cerută de proprietățile mecanice nu este îndeplinită, ceea ce va duce la defectarea dispozitivului de fixare cu filet și va reduce durata de viață. Datorită decarburării materiei prime, dacă recoacerea nu este adecvată, stratul de decarburare al materiei prime se va adânci. În timpul tratamentului termic de călire și revenire, unele gaze oxidante sunt de obicei aduse din exteriorul cuptorului. Rugina sârmei de oțel sau reziduurile de pe suprafața tijei după trefilarea la rece se vor descompune și ele după încălzirea în cuptor, iar reacția va genera unele gaze oxidante. De exemplu, rugina de pe suprafața sârmei de oțel este compusă din carbonat de fier și hidroxid de fier, care se vor descompune în CO2 și H2O după încălzire, ceea ce va intensifica decarburarea. Studiile au arătat că gradul de decarburare al oțelului aliat cu carbon mediu este mai grav decât cel al oțelului carbon, iar cea mai rapidă temperatură de decarburare este între 700-800 grade Celsius. Deoarece atașarea de pe suprafața sârmei de oțel se va descompune rapid și va sintetiza CO2 și H2O în anumite condiții, dacă gazul cuptorului cu plasă continuă nu este controlat corespunzător, va provoca, de asemenea, decarburarea excesivă a șurubului. Când elementele de fixare de înaltă rezistență sunt cu cap rece, stratul decarburat al materiei prime și recoacerea nu numai că rămâne, ci este și extrudat în partea superioară a filetului. Pentru suprafața elementului de fixare care trebuie să fie stins, duritatea necesară nu poate fi atinsă. Proprietățile mecanice (în special rezistența și rezistența la uzură) sunt reduse. În plus, suprafața sârmei de oțel a fost decarburată, iar coeficienții de dilatare ai stratului de suprafață și ai structurii interne sunt diferiți, iar în timpul călirii pot apărea fisuri de suprafață. Din acest motiv, este necesar să se protejeze partea superioară a filetului de decarburare în timpul călirii și încălzirii și să se carbonizeze corespunzător elementele de fixare ale căror materii prime au fost decarburate, astfel încât să se ajusteze avantajele atmosferei protectoare din cuptorul cu bandă de plasă la nivelul original. Piese acoperite cu carbon. Conținutul de carbon este practic același, astfel încât elementele de fixare decarburate revin încet la conținutul inițial de carbon. Potențialul de carbon a fost stabilit la 0,42 la sută -0,48 la sută . Temperatura de acoperire cu carbon este aceeași cu cea a călirii și nu poate fi efectuată la temperatură ridicată. , pentru a nu afecta proprietățile mecanice datorate boabelor grosiere. Problemele de calitate care pot apărea în timpul procesului de călire și revenire a elementelor de fixare includ în principal: duritate insuficientă în stare de călire; duritate neuniformă în stare de stingere; deformare excesivă la călire; stingerea crăpăturii. Astfel de probleme la fața locului sunt adesea legate de materiile prime, încălzirea de stingere și răcirea de stingere. Formulați corect procesul de tratare termică și standardizați procesul de operare de producție, de multe ori poate evita apariția unor astfel de accidente de calitate.
8. Concluzie
Pentru a rezuma, factorii de proces care afectează calitatea elementelor de fixare de înaltă rezistență includ proiectarea oțelului, recoacerea sferoidizată, decojirea și îndepărtarea ruginii, tragerea, curățarea la rece, prelucrarea filetului, tratamentul termic etc. și, uneori, este suprapunerea diverșilor factori. . . Știm că defectele elementelor de fixare sunt cauzate de fluctuațiile caracteristicilor calității produsului. Numai prin înțelegerea cu acuratețe a factorilor tehnologici în procesul de fabricație a produsului și generarea unei forțe motrice uriașe pentru îmbunătățirea continuă a calității, putem obține mai multe profituri și o competitivitate mai puternică prin îmbunătățirea continuă a calității!
