A nagy szilárdságú csavarok gyártási folyamata
A nagy szilárdságú csavarok feldolgozási technológiája: melegen hengerelt huzalrúd - (hideghúzás) - szferoidizálás (lágyítás) - mechanikus vízkőmentesítés - pácolás - hideghúzás - hidegkovácsolás - menetfeldolgozás - hőkezelés - ellenőrzés
1. Acél kivitel
A kötőelemek gyártása során fontos szerepet játszik a kötőelemek anyagának helyes megválasztása, mivel a kötőelemek teljesítménye szorosan összefügg az anyagukkal. Ha az anyagot nem megfelelően vagy rosszul választják ki, előfordulhat, hogy a teljesítmény nem felel meg a követelményeknek, lerövidül az élettartam, vagy akár balesetek, feldolgozási nehézségek is előfordulhatnak, és a gyártási költség is magas lesz. Ezért a rögzítőanyagok kiválasztása nagyon fontos láncszem. A hidegfejes acél a hidegfejes alakítási eljárással előállított, nagy felcserélhetőségű kötőelemekhez való acél. Mivel szobahőmérsékleten fémműanyag-feldolgozással készül, mindegyik alkatrész nagymértékű deformációval és nagy deformációs sebességgel rendelkezik. Ezért a hidegfejű acél alapanyagok teljesítménykövetelményei nagyon szigorúak.
Hosszú távú gyártási gyakorlat és felhasználói kutatások alapján, kombinálva a GB/T6478-2001 "Hidegfejezés és hidegextrudálásos acél műszaki feltételei" GB/T699-1999 "Kiváló minőségű szénszerkezeti acél"-mal és cél JISG3507-1991 "Cold Heading" A "Carbon Steel Wire Rod for Steel" jellemzői, a 8.8 és 9.8 osztályú csavarok és csavarok anyagigényét példának véve a különböző kémiai elemek meghatározása. Ha a C-tartalom túl magas, a hidegalakítási teljesítmény csökken; ha túl alacsony, akkor az alkatrészek mechanikai tulajdonságai nem teljesíthetők, ezért 0.25 százalékra -0.55 százalékra állítjuk. A Mn javíthatja az acél permeabilitását, de túl sok hozzáadása megerősíti a mátrix szerkezetét és befolyásolja a hidegalakítási teljesítményt; az alkatrészek hűtése és temperálása során hajlamos az ausztenitszemcsék növekedésére, ezért azt nemzetközi szinten megfelelően javítani kell. Ez 0,45 százalék -0,80 százalék. A Si erősítheti a ferritet és csökkenti a hidegalakíthatóságot. Az SP egy szennyező elem, és jelenléte szegregációt okoz a szemcsehatár mentén, ami a szemcsehatár rideggé válásához és az acél mechanikai tulajdonságainak károsodásához vezet. Lehetőleg csökkenteni kell. B. A bórtartalom maximális értéke 0,005 százalék, mert bár a bór jelentősen javítja az acél permeabilitását, az acél ridegségét is növeli. A túlzott bórtartalom nagyon kedvezőtlen olyan munkadaraboknál, mint a csavarok, csavarok és csapok, amelyek jó átfogó mechanikai tulajdonságokat igényelnek.
2. Szferoidizáló (lágyító) izzítás
Ha a süllyesztett fejű csavarokat és a hatlapfejű csavarokat hidegfejezési eljárással állítják elő, az acél eredeti szerkezete közvetlenül befolyásolja a hidegfejezési folyamat alakítóképességét. A hidegfejezés során a helyi terület képlékeny alakváltozása elérheti a 60 százalékot -80 százalékot, tehát az acélnak jó plaszticitásúnak kell lennie. Ha az acél kémiai összetétele állandó, a metallográfiai szerkezet a kulcsfontosságú tényező a plaszticitás meghatározásában. Általában úgy gondolják, hogy a durva pelyhes perlit nem kedvez a hidegfejezésnek, míg a finom gömb alakú perlit jelentősen javíthatja az acél képlékeny alakváltozási képességét. A nagy mennyiségű nagy szilárdságú kötőelemekkel rendelkező közepes széntartalmú acélok és közepes széntartalmú ötvözött acélok esetében a hidegfejezés előtt szferoidizáló (lágyító) izzítást végeznek, hogy egyenletes és finom szferoidizált perlitet kapjanak, hogy jobban megfeleljenek a tényleges gyártási igényeknek.
A közepes széntartalmú acélhuzalok lágyító izzításánál a hevítési hőmérsékletet az acél kritikus pontja felett és alatt kell tartani, és a hevítési hőmérséklet nem lehet túl magas, különben harmadlagos cementit csapódik ki a szemcsehatár mentén, ami hideget eredményez. irány repedés. A közepesen szénnel ötvözött acél hengerhuzalát izoterm szferoidizálással izzítják. AC1 plusz (20-30 százalék ) hevítés után a kemencét kissé Ar1-nél alacsonyabbra hűtik, a hőmérséklet izotermikus ideig körülbelül 700 Celsius-fok, majd a kemencét körülbelül 500 Celsius-fokra hűtik és levegő- lehűtött. Az acél metallográfiai szerkezete durváról finomra, pelyhesből gömb alakúra változik, és a hidegfejezés repedési sebessége jelentősen csökken. A lágyulási izzítási hőmérséklet általános tartománya 35\45\ML35\SWRCH35K acél esetén 715-735 Celsius-fok; míg az SCM435\40Cr\SCR435 acél szferoidizáló izzítási fűtési hőmérsékletének általános területe 740-770 Celsius-fok, az izoterm hőmérséklet pedig 680-700 Celsius-fok.
Három, hámozás és vízkőtelenítés
A vas-oxid lemez eltávolításának folyamata a hidegfejű acélhuzalról csupaszítás és vízkőtelenítés. Két módszer létezik: mechanikus vízkőmentesítés és kémiai pácolás. A huzalrudak kémiai pácolási eljárásának mechanikus vízkőmentesítéssel történő helyettesítése nemcsak a termelékenységet javítja, hanem csökkenti a környezetszennyezést is. Ez a vízkőmentesítési eljárás magában foglalja a hajlítási módszert (a háromszög alakú hornyokkal ellátott kerek kereket általában a huzalrúd többszöri meghajlítására használják), a permetező kilenc módszert stb., a vízkőmentesítési hatás jó, de a maradék vaskő nem távolítható el (az eltávolítás a vas-oxid lerakódás aránya 97 százalék ) ), különösen akkor, ha a vas-oxid skála nagyon erős, ezért a mechanikai vízkőmentesítést befolyásolja a vaskő vastagsága, szerkezete és feszültségi állapota. Alacsony szilárdságú kötőelemekhez használt szénacél huzalrudak (6,8 vagy annál kisebb)
A nagy szilárdságú (8.8-as vagy annál nagyobb) rögzítők mechanikus vízkőmentesítés után huzalrudakkal távolítják el az összes vas-oxid-lerakódást, majd kémiai pácoláson mennek keresztül a vegyület vízkőmentesítéséig. Az alacsony széntartalmú acélhuzalrudaknál a mechanikai vízkőmentesítés következtében visszamaradt vaslemez valószínűleg a szemcsehúzás egyenetlen kopását okozza. Amikor a szemcsehúzó furat hozzátapad a vaslemezhez, amikor a hengerhuzal súrlódik a külső hőmérséklethez, a hengerrúd felülete hosszanti szemcsenyomokat hoz létre. Több mint 95 százalékát az acélhuzal felületén lévő karcolások okozzák a húzási folyamat során. Ezért a mechanikus vízkőmentesítési módszer nem alkalmas nagy sebességű rajzolásra.
4. Húzás
A rajzolási folyamatnak két célja van, az egyik az alapanyagok méretének módosítása; a másik a rögzítőelemek alapvető mechanikai tulajdonságainak elérése deformációval és megerősítéssel. A közepes széntartalmú acélok esetében a közepes széntartalmú ötvözött acélnak más célja is van, vagyis a huzalrúd elkészítése. Az ellenőrzött hűtés után kapott pelyhes cementitet a húzási folyamat során a lehető legnagyobb mértékben megrepedezik, hogy előkészítsék az ezt követő szferoidizációs (lágyító) izzítást, hogy szemcsés cementitet kapjanak. Egyes gyártók azonban önkényesen csökkentik a rajzot a költségek csökkentése érdekében. A túlzott redukciós sebesség növeli a hengerhuzal keményedésének hajlamát, ami közvetlenül befolyásolja a huzalrúd hidegirányú irányú teljesítményét. Ha az egyes menetek redukciós arányának eloszlása nem megfelelő, az a húzási folyamat során torziós repedéseket is okoz a huzalrúdban.
Ezen túlmenően, ha a kenés nem megfelelő a húzási folyamat során, az rendszeres keresztirányú repedéseket is okozhat a hidegen húzott huzalrúdban. A hengerrúd és a huzalhúzó szerszám érintőiránya nem koncentrikus egyidejűleg, amikor a huzalrudat kigurítják a szerszámból, ami a huzalhúzó szerszám egyoldalú furatmintájának kopását súlyosbítja, ami a belső lyuk nem kerek, és egyenetlen húzási deformációt okoz a huzal kerületi irányában. Az acélhuzal gömbölyűsége túllépi a tűréshatárt, és az acélhuzal keresztmetszeti feszültsége nem egyenletes a hidegfejezési folyamat során, ami befolyásolja a hidegfejezési sebességet. A hengerhuzal húzási folyamata során a túlzott felületcsökkentési arány rontja az acélhuzal felületi minőségét, míg a túl alacsony felületredukciós arány nem kedvez a pelyhes cementit zúzódásának, és nehéz annyit beszerezni. szemcsés cementit lehet. , vagyis a cementit szferoidizációs sebessége alacsony, ami rendkívül kedvezőtlen az acélhuzal hidegfejezési teljesítményére nézve. A húzási módszerrel előállított rúd és hengerhuzal esetében a részleges felületcsökkentés mértéke közvetlenül szabályozott 10 százalék -15 százalék tartományon belül.
5. Hideg kovácsolás
A csavarfej kialakítása általában hideg fejű műanyag feldolgozást alkalmaz. A vágási folyamathoz képest a fémszál (fémhuzal) folytonos a termék alakjával együtt, és a közepén nincs vágás, így javul a termék szilárdsága, különösen a mechanikai tulajdonságai. A hidegfejezési folyamat magában foglalja a vágást és az alakítást, az egypozíciós egyszeri kattintást, a duplakattintásos hidegfejezést és az automatikus hidegfejezést többfeladatos pozíciókban.
Az automata hidegvágó gép többfeladatos folyamatokat hajt végre, például sajtolást, kovácsolást, extrudálást és átmérőcsökkentést számos alakító szerszámban. Az egyállomásos vagy többfeladatos automata hidegfejezési gép által használt eredeti nyersdarab feldolgozási jellemzőit a 5-6 méteres rúd anyagmérete vagy a huzalrúd mérete határozza meg. 1900-2000KG tömeggel, vagyis a feldolgozási technológia jellemzőivel. A lényeg az, hogy a hidegfejezés nem előre kivágott egyedi nyersdarabokat használ, hanem magát az automata hidegvágó gépet használja a nyersdarabok kivágására és felborítására (ha szükséges) rudakból és huzalokból. Az üreg extrudálása előtt a nyersdarabot meg kell formálni. A műszaki követelményeknek megfelelő nyersdarab formázással nyerhető. Felborítás, redukálás és pozitív extrudálás előtt a nyersdarabot nem kell formázni. A nyersdarab vágása után a felforgató és formáló állomásra kerül. Ezzel az állomással javítható a nyersdarab minősége, 15-17 százalékkal csökkenthető a következő állomás alakítóereje, és meghosszabbítható a forma élettartama, a csavarok pedig többszörös átmérőcsökkentéssel is elkészíthetők.
1. A nyersdarab félig zárt vágószerszámmal történő vágásának legegyszerűbb módja a hüvelyvágó szerszám használata; a bemetszés szöge nem lehet nagyobb 3 foknál; nyitott vágószerszám használata esetén pedig a bemetszés ferdeszöge elérheti a 5 -7 fokot.
2. A rövid méretű nyersdarab az előző állomásról a következő formázó állomásra történő átvitel során 180 fokkal el tudjon fordulni, hogy az automata hidegfejezési gép potenciálja kiaknázható legyen, a bonyolult szerkezetű rögzítőelemek feldolgozhatók, ill. az alkatrészek pontossága javítható.
3. Minden formázó állomást fel kell szerelni egy lyukasztó visszatérő eszközzel, és a szerszámot egy hüvelyes kidobó szerkezettel.
4. Az alakítóállomások számának (kivéve a vágóállomásokat) általában el kell érnie 3-4 állomást (különleges esetekben több mint 5).
5. A hatékony szervizperiódus alatt a fő csúszó vezetősín és a folyamatelemek szerkezete biztosíthatja a lyukasztó és a szerszám pozicionálási pontosságát.
6. A sorkapocs végálláskapcsolót az anyagválasztást szabályozó terelőlapra kell felszerelni, és ügyelni kell a felforgató erő szabályozására. Az automata hidegvágó gépen a nagy szilárdságú kötőelemek gyártása során használt hideg tárcsázó huzal kerekdedsége az átmérőtűrési tartományon belül kell, hogy legyen, míg a pontosabb rögzítéseknél az acélhuzalok kerekdedsége legyen. 1/1/2-ra korlátozódik. 2 Az átmérőtűrési tartományon belül, ha az acélhuzal átmérője nem éri el a megadott méretet, repedések keletkeznek az alkatrész felforduló részén vagy fején, vagy sorja képződik. Ha az átmérő kisebb, mint a folyamat által igényelt méret, a fej hiányos lesz. , a szélek és sarkok vagy a megvastagodott részek nem tiszták. A hidegfejezéssel elérhető precizitás összefügg az alakítási módszer és az alkalmazott eljárás megválasztásával is.
Ezenkívül függ a használt berendezés szerkezeti jellemzőitől, a folyamat jellemzőitől és állapotától, a szerszám és a szerszámok pontosságától, az élettartamtól és a kopás mértékétől. A hidegfejes alakításban és extrudálásban használt erősen ötvözött acélok esetében a cementált keményfém forma munkafelületének érdessége nem lehet nagyobb, mint Ra{0}}.2um. Amikor az ilyen típusú öntőforma munkafelületének érdessége eléri a Ra=0.025-0.050 um-t, akkor a legmagasabb az élettartama.
6. Szálfeldolgozás
A csavarmenetet általában hidegen megmunkálják, így a menetdarab egy bizonyos átmérőtartományon belül áthalad a dörzsölő (gördülő) huzallemezen (matricán), és a menetet a huzallemez (hengerlő szerszám) nyomása hozza létre. A menetes rész műanyag áramvonala nincs levágva, a szilárdság megnő, a pontosság nagy, a minőség egyenletes, ezért széles körben használják.
A végtermék menetének külső átmérőjének meghatározásához a szükséges menetes nyersdarab átmérője eltérő, mivel azt olyan tényezők korlátozzák, mint a menet pontossága és az, hogy az anyag bevonva van-e vagy sem. A menethengerlés (dörzsölés) olyan feldolgozási eljárás, amely képlékeny alakváltozást alkalmaz a menetfogak kialakításához. A megmunkálandó menettel megegyező menetemelkedésű és fogalakú gördülő (csavarozólemezes) szerszámot használ, miközben a hengeres csavardarabot extrudálja, a csavaros nyersdarabot elforgatja, végül a hengeres szerszámon lévő fog alakját átviszi a csavaron. üres, a szál kialakul. A gördülő (dörzsölő) menetfeldolgozás közös pontja, hogy a hengerlési fordulatszámnak nem kell túl soknak lennie. Ha túl sok, akkor a hatásfok alacsony lesz, és a menetfogak felülete könnyen leválást vagy véletlenszerű csatot okoz. Ellenkezőleg, ha a fordulatszám túl kicsi, a menet átmérője könnyen kiesik, és a hengerlés kezdeti szakaszában a nyomás abnormálisan megnő, ami a szerszám élettartamának lerövidülését eredményezi.
A hengerelt menetek gyakori hibái: repedések vagy karcolások a menetes rész felületén; véletlenszerű csatok; a menetes rész kereksége miatt. Ha ezek a hibák nagy számban fordulnak elő, azokat a feldolgozási szakaszban fedezik fel. Ha az előfordulások száma kicsi, akkor a gyártási folyamat nem veszi észre ezeket a hibákat, majd eljut a felhasználókhoz, gondot okozva. Ezért a feldolgozási feltételek kulcskérdéseit össze kell foglalni, és ezeket a kulcstényezőket ellenőrizni kell a gyártási folyamatban.
7. Hőkezelés
A nagy szilárdságú kötőelemeket a műszaki követelményeknek megfelelően ki kell hűteni és temperálni. A hőkezelés és temperálás célja a kötőelemek átfogó mechanikai tulajdonságainak javítása, hogy megfeleljenek a termék meghatározott szakítószilárdsági értékének és hozamarányának. A hőkezelési folyamat döntő hatással van a nagy szilárdságú kötőelemekre, különösen azok belső minőségére. Ezért a kiváló minőségű, nagy szilárdságú kötőelemek előállításához fejlett hőkezelési technológiának és berendezéseknek kell rendelkezésre állniuk. A nagy gyártási mennyiség és a nagy szilárdságú csavarok alacsony ára, valamint a menetes rész viszonylag finom és viszonylag precíz szerkezete miatt a hőkezelő berendezésnek nagy gyártási kapacitással, magas fokú automatizálással és jó hőkezeléssel kell rendelkeznie. minőség.
Az 1990-es évektől a folyamatos, védőatmoszférájú hőkezelő gyártósor dominál, a lökésfenekű és hálós hevederes kemence különösen alkalmas kis- és közepes méretű kötőelemek hőkezelésére, temperálására. A kemence jó tömítési teljesítménye mellett az oltó és temperáló sor fejlett számítógépes vezérléssel rendelkezik a légkör, a hőmérséklet és a folyamatparaméterek, a berendezés meghibásodási riasztása és a kijelző funkciók tekintetében. A nagy szilárdságú kötőelemek automatikusan vezérelhetők és működtethetők az adagolástól-tisztítástól-fűtéstől-oltástól-tisztítástól-temperítéstől-színezésig az offline-ig, ami hatékonyan biztosítja a hőkezelés minőségét. A menet széntelenítése a rögzítőelem kioldását okozza, mielőtt a mechanikai tulajdonságok által megkívánt ellenállást elérné, ami a menetes rögzítő meghibásodását és az élettartam lerövidülését okozza. Az alapanyag széntelenítése miatt, ha az izzítás nem megfelelő, az alapanyag széntelenített rétege mélyül. Az oltás és a temperálás hőkezelése során némi oxidáló gázt általában a kemencén kívülről vezetnek be. A rúdhuzal rozsdája vagy a hideghúzás után a hengerhuzal felületén lévő maradvány a kemencében történő hevítés után is lebomlik, és a reakció során oxidáló gázok keletkeznek. Például az acélhuzal felületi rozsdája, amely vas-karbonátból és -hidroxidból áll, hevítés után CO2-ra és H2O-ra bomlik, és így súlyosbítja a dekarbonizációt. Tanulmányok kimutatták, hogy a közepes széntartalmú ötvözött acél szénmentesítési foka komolyabb, mint a szénacélé, és a leggyorsabb szénmentesítési hőmérséklet 700-800 Celsius-fok között van. Mivel az acélhuzal felületén lévő rögzítések bizonyos körülmények között nagyon gyorsan lebomlanak és szintetizálják a CO2-t és a H2O-t, ha a folytonos hálós hevederes kemence kemencegázát nem szabályozzák megfelelően, a csavar széntelenítése túl gyenge lesz. Amikor a nagy szilárdságú kötőelemeket hidegfejezéssel alakítják ki, a nyersanyagok és az izzított szénmentesített réteg nemcsak megmarad, hanem a cérna tetejére is extrudálják. A rögzítő oltásra szoruló felületére a szükséges keménység nem érhető el. A mechanikai tulajdonságok (különösen a szilárdság és a kopásállóság) csökkennek.
Ezenkívül az acélhuzal felülete szénmentes, a felületi réteg és a belső szerkezet eltérő tágulási együtthatóval rendelkezik, az oltás során felületi repedések léphetnek fel. Emiatt az oltás és hevítés során a menet tetejét óvni kell a dekarbonizációtól, a kötőelemeket, amelyeknek az alapanyaga szénmentesített, megfelelően el kell szenesíteni, és a hálós hevederes kemencében a védőatmoszféra előnyeit hozzá kell igazítani a eredeti karbon bevonatú alkatrészek. A széntartalom alapvetően megegyezik, így a szénmentesített rögzítőelemek lassan visszaállíthatók az eredeti széntartalomra. A szénpotenciál előnyösen 0,42 százalék -0,48 százalék . , hogy elkerüljük a durva szemcséket és befolyásolják a mechanikai tulajdonságokat. A kötőelemek kioltása és megeresztése során fellépő minőségi problémák főként a nem megfelelő keménység edzett állapotban; egyenetlen keménység kioltott állapotban; túlzott kioltási deformáció; kioltó repedés. Az ilyen jellegű problémák a területen gyakran a nyersanyagokhoz, az oltófűtéshez és az oltóhűtéshez kapcsolódnak. A hőkezelési folyamat helyes megfogalmazásával és a gyártási folyamat szabványosításával gyakran elkerülhetők az ilyen minőségi balesetek.
