Proces výroby vysokopevnostných skrutiek
Technológia spracovania vysokopevnostných svorníkov je: valcovaný drôt za tepla - (ťahanie za studena) - sféroidizácia (zmäkčovanie) žíhanie - mechanické odstraňovanie okovín - morenie - ťahanie za studena - kovanie za studena - spracovanie závitov - tepelné spracovanie - kontrola
1. Oceľové prevedenie
Pri výrobe spojovacích materiálov je dôležitou súčasťou správny výber spojovacích materiálov, pretože výkon spojovacích materiálov úzko súvisí s ich materiálmi. Ak je materiál nevhodne alebo nesprávne zvolený, výkon nemusí spĺňať požiadavky, môže sa skrátiť životnosť alebo dokonca môže dôjsť k nehodám alebo ťažkostiam pri spracovaní a výrobné náklady budú vysoké. Preto je výber spojovacích materiálov veľmi dôležitým článkom. Oceľ na česanie za studena je oceľ na spojovacie prvky s vysokou zameniteľnosťou vyrábaná procesom tvárnenia za studena. Pretože je vytvorený spracovaním kovového plastu pri izbovej teplote, každá časť má veľké množstvo deformácií a vysokú rýchlosť deformácie. Preto sú výkonnostné požiadavky na suroviny na oceľ za studena veľmi prísne.
Na základe dlhodobej výrobnej praxe a používateľského prieskumu v kombinácii s GB/T6478-2001 „Technickými podmienkami pre oceľ valcovanú za studena a vytláčanú za studena“ GB/T699-1999 „Vysokokvalitná uhlíková konštrukčná oceľ“ a cieľová JISG3507-1991 "Cold Heading" Charakteristiky "Carbon Steel Wire Rod for Steel", pričom ako príklad sú použité materiálové požiadavky skrutiek a skrutiek triedy 8.8 a 9.8, stanovenie rôznych chemických prvkov. Ak je obsah C príliš vysoký, výkon tvárnenia za studena sa zníži; ak je príliš nízka, mechanické vlastnosti dielov nie je možné splniť, preto je nastavená na 0,25 percent -0,55 percent . Mn môže zlepšiť priepustnosť ocele, ale pridanie príliš veľkého množstva posilní štruktúru matrice a ovplyvní výkon tvárnenia za studena; keď sú diely kalené a temperované, existuje tendencia podporovať rast austenitových zŕn, takže by sa malo primerane zlepšiť na medzinárodnom základe. Je to 0,45 percent -0,80 percent . Si môže spevniť ferit a znížiť tvárnosť za studena. SP je prvok nečistôt a jeho existencia spôsobí segregáciu pozdĺž hranice zŕn, čo má za následok krehnutie hranice zŕn a poškodenie mechanických vlastností ocele. Malo by sa čo najviac znížiť. B. Maximálna hodnota obsahu bóru je 0,005 percenta, pretože hoci bór výrazne zlepšuje priepustnosť ocele, zvyšuje aj krehkosť ocele. Nadmerný obsah bóru je veľmi nepriaznivý pre obrobky, ako sú skrutky, skrutky a čapy, ktoré vyžadujú dobré komplexné mechanické vlastnosti.
2. Sferoidizačné (zmäkčujúce) žíhanie
Keď sa skrutky so zápustnou hlavou a skrutky s vnútorným šesťhranom vyrábajú procesom hlavy za studena, pôvodná štruktúra ocele priamo ovplyvní tvarovateľnosť procesu hlavy za studena. V procese tvárnenia za studena môže plastická deformácia miestnej oblasti dosiahnuť 60 percent -80 percent, takže oceľ musí mať dobrú plasticitu. Keď je chemické zloženie ocele konštantné, kľúčovým faktorom na určenie plasticity je metalografická štruktúra. Všeobecne sa predpokladá, že hrubý vločkovitý perlit neprispieva k tvárneniu za studena, zatiaľ čo jemný sférický perlit môže výrazne zlepšiť schopnosť ocele plastickej deformácie. Pre stredne uhlíkovú oceľ a stredne uhlíkovú legovanú oceľ s veľkým množstvom vysokopevnostných spojovacích prvkov sa sféroidizačné (zmäkčujúce) žíhanie vykonáva pred česaním za studena, aby sa získal rovnomerný a jemný sféroidizovaný perlit, ktorý lepšie spĺňa skutočné výrobné potreby.
Na zmäkčovacie žíhanie drôtených tyčí zo stredne uhlíkovej ocele by sa teplota ohrevu mala udržiavať nad a pod kritickým bodom ocele a teplota ohrevu by nemala byť príliš vysoká, inak sa bude terciárny cementit vyzrážať pozdĺž hranice zŕn, čo vedie k chladu. praskanie nadpisov. Drôt zo stredne uhlíkovej legovanej ocele je žíhaný izotermickou sféroidizáciou. Po zahriatí na AC1 plus (20-30 percent) sa pec ochladí na mierne nižšiu teplotu ako Ar1, teplota je približne 700 stupňov Celzia počas izotermického obdobia a potom sa pec ochladí na asi 500 stupňov Celzia a vzduch ochladený. Metalografická štruktúra ocele sa mení z hrubej na jemnú, z vločkovej na guľovú a výrazne sa zníži rýchlosť praskania hlavy za studena. Všeobecná oblasť teploty žíhania mäknutia pre oceľ 35\45\ML35\SWRCH35K je 715-735 stupňov Celzia; zatiaľ čo všeobecná oblasť teploty zahrievania sféroidizačným žíhaním pre oceľ SCM435\40Cr\SCR435 je 740-770 stupňov Celzia a izotermická teplota je 680-700 stupňov Celzia.
Tri, peeling a odstraňovanie vodného kameňa
Proces odstraňovania dosky oxidu železa z oceľového valcovaného drôtu za studena je odstraňovanie a odstraňovanie okovín. Existujú dva spôsoby: mechanické odstraňovanie okovín a chemické morenie. Nahradenie procesu chemického morenia valcovaného drôtu mechanickým odstraňovaním okovín nielen zlepšuje produktivitu, ale aj znižuje znečistenie životného prostredia. Tento proces odstraňovania okovín zahŕňa metódu ohýbania (okrúhle koleso s trojuholníkovými drážkami sa bežne používa na opakované ohýbanie valcovaného drôtu), metód striekania deviatich atď., účinok odstraňovania vodného kameňa je dobrý, ale zvyšky železa sa nedajú odstrániť (odstránenie miera tvorby okují oxidu železa je 97 percent ) ), najmä ak je vodný kameň okují veľmi silný, preto je mechanické odstraňovanie okovín ovplyvnené hrúbkou, štruktúrou a stavom napätia okoviny. Drôty z uhlíkovej ocele používané na upevňovacie prvky s nízkou pevnosťou (menej alebo rovné 6,8)
Vysokopevnostné spojovacie prvky (vyššie alebo rovné stupňu 8,8) používajú drôtené tyče po mechanickom odstraňovaní okovín na odstránenie všetkých oxidov železa a potom prechádzajú procesom chemického morenia až po zmiešané odstraňovanie okovín. V prípade valcovaných tyčí z nízkouhlíkovej ocele môže železný plech, ktorý zostal po mechanickom odstraňovaní okovín, spôsobiť nerovnomerné opotrebovanie ťahania zrna. Keď sa otvor pre ťah zrna prilepí na železný plech, keď sa valcovaný drôt trie o vonkajšiu teplotu, na povrchu valcovaného drôtu sa vytvárajú pozdĺžne stopy zrna. Viac ako 95 percent je spôsobených škrabancami na povrchu oceľového drôtu počas procesu ťahania. Preto metóda mechanického odstraňovania okovín nie je vhodná pre vysokorýchlostné ťahanie.
4. Ťahanie
Proces kreslenia má dva účely, jedným je úprava veľkosti surovín; druhým je získanie základných mechanických vlastností spojovacích prvkov prostredníctvom deformácie a spevnenia. Pre stredne uhlíkovú oceľ má stredne uhlíková legovaná oceľ aj iný účel, a to vyrobiť drôtený drôt. Vločkovitý cementit získaný po riadenom ochladzovaní sa počas procesu ťahania maximálne popraská, aby sa pripravil na následné sféroidizačné (zmäkčujúce) žíhanie na získanie granulovaného cementitu. Niektorí výrobcovia však svojvoľne zmenšujú výkres, aby znížili náklady. Nadmerná miera redukcie zvyšuje tendenciu tvrdnutia valcovaného drôtu, čo priamo ovplyvňuje výkon valcovaného drôtu za studena. Ak rozdelenie redukčného pomeru každého prechodu nie je vhodné, spôsobí to aj torzné trhliny vo valcovanom drôte počas procesu ťahania.
Okrem toho, ak mazanie počas procesu ťahania nie je dobré, môže to spôsobiť aj pravidelné priečne trhliny vo valcovanom drôte ťahanom za studena. Tangenciálny smer valcovaného drôtu a nástroja na ťahanie drôtu nie je súčasne sústredný, keď sa valcovaný drôt vyvaľuje z nástroja, čo spôsobí zhoršenie opotrebovania vzoru jednostranných otvorov nástroja na ťahanie drôtu, čo spôsobí, že vnútorný otvor nie je zaoblený a spôsobuje nerovnomernú deformáciu ťahu v obvodovom smere drôtu. Kruhosť oceľového drôtu je mimo tolerancie a napätie v priereze oceľového drôtu nie je rovnomerné počas procesu vŕtania za studena, čo ovplyvňuje rýchlosť prechodu hlavy za studena. Počas procesu ťahania valcovaného drôtu nadmerný pomer zmenšenia povrchu zhorší kvalitu povrchu oceľového drôtu, zatiaľ čo príliš nízky pomer zmenšenia povrchu neprispieva k rozdrveniu vločkovitého cementitu a je ťažké ho získať. granulovaný cementit. to znamená, že rýchlosť sferoidizácie cementitu je nízka, čo je mimoriadne nepriaznivé pre výkon oceľového drôtu pri hlavičke za studena. Pre tyč a valcovaný drôt vyrobený metódou ťahania je miera čiastočného zmenšenia povrchu priamo riadená v rozsahu 10 percent -15 percent .
5. Kovanie za studena
Pri tvarovaní hlavy skrutky sa zvyčajne používa plastové spracovanie za studena. V porovnaní s procesom rezania je kovové vlákno (kovový drôt) súvislé spolu s tvarom výrobku a v strede nie je žiadny rez, čím sa zlepšuje pevnosť výrobku, najmä mechanické vlastnosti. Proces tvarovania za studena zahŕňa rezanie a tvarovanie, jednopolohové jedno kliknutie, dvojité kliknutie za studena a automatické valcovanie za studena na viacúlohových pozíciách.
Automatický stroj na hlavičkovanie za studena vykonáva viacúčelové procesy, ako je razenie, kovanie hlavy, vytláčanie a zmenšovanie priemeru v niekoľkých formovacích nástrojoch. Spracovateľské charakteristiky pôvodného polotovaru používaného jednopolohovým alebo viacúčelovým automatickým strojom na hrubovanie za studena sú určené veľkosťou materiálu tyče s dĺžkou 5-6 metrov alebo veľkosťou valcovaného drôtu s hmotnosťou 1900-2000 kg, teda charakteristikou technológie spracovania. Ide o to, že pri česaní za studena sa nepoužívajú vopred narezané jednotlivé prírezy, ale na rezanie a upchávanie (v prípade potreby) prírezov z tyčí a valcovaných drôtov sa používa samotný automatický stroj na česanie za studena. Pred vytlačením dutiny je potrebné polotovar vytvarovať. Tvarovaním je možné získať prírez, ktorý spĺňa technické požiadavky. Pred ubíjaním, redukciou a pozitívnym vytláčaním nie je potrebné polotovar tvarovať. Po vyrezaní sa polotovar odošle do ubíjacej a tvarovacej stanice. Táto stanica môže zlepšiť kvalitu polotovaru, znížiť tvarovaciu silu nasledujúcej stanice o 15-17 percent a predĺžiť životnosť formy a skrutky môžu byť vyrobené s viacnásobným zmenšením priemeru.
1. Najjednoduchší spôsob rezania polotovaru polouzavretým rezným nástrojom je použitie nástroja na rezanie rukávov; uhol rezu by nemal byť väčší ako 3 stupne; a keď sa použije otvorený rezný nástroj, uhol skosenia rezu môže dosiahnuť 5 -7 stupňov.
2. Krátky polotovar by mal byť schopný otočiť sa o 180 stupňov počas presunu z predchádzajúcej stanice do nasledujúcej formovacej stanice, aby sa dal využiť potenciál automatického stroja na tvarovanie za studena, aby sa dali spracovať spojovacie prvky so zložitými štruktúrami a presnosť dielov sa dá zlepšiť.
3. Každá formovacia stanica by mala byť vybavená zariadením na vrátenie razníka a matrica by mala byť vybavená vyhadzovacím zariadením rukávového typu.
4. Počet formovacích staníc (okrem rezacích staníc) by mal vo všeobecnosti dosahovať 3-4 staníc (viac ako 5 v špeciálnych prípadoch).
5. Počas efektívneho servisného obdobia môže štruktúra hlavnej vodiacej koľajnice a procesných komponentov zabezpečiť presnosť polohovania razníka a matrice.
6. Koncový koncový spínač musí byť nainštalovaný na priehradke, ktorá riadi výber materiálu, a pozornosť sa musí venovať riadeniu utláčacej sily. Neguľatosť drôtu za studena používaného pri výrobe vysokopevnostných spojovacích prvkov na automatickom stroji na hlavičkovanie za studena by mala byť v rámci tolerancie priemeru, zatiaľ čo neoguľatosť oceľových drôtov pre presnejšie spojovacie prvky by mala byť obmedzené na 1/1/2. 2 V rozsahu tolerancie priemeru, ak priemer oceľového drôtu nedosiahne špecifikovanú veľkosť, objavia sa trhliny v ubíjacej časti alebo hlave dielu alebo sa vytvoria otrepy. Ak je priemer menší ako veľkosť požadovaná procesom, hlava bude neúplná. , okraje a rohy alebo zosilnené časti nie sú jasné. S presnosťou, ktorú je možné dosiahnuť česaním za studena, súvisí aj výber spôsobu tvárnenia a použitého postupu.
Okrem toho to závisí aj od konštrukčných charakteristík použitého zariadenia, charakteristík procesu a jeho stavu, presnosti nástroja a lisovníc, životnosti a stupňa opotrebenia. V prípade vysokolegovanej ocele používanej pri tvárnení a vytláčaní hlavíc za studena by drsnosť pracovného povrchu formy zo slinutého karbidu nemala byť väčšia ako Ra=0.2um. Keď drsnosť pracovného povrchu tohto typu formy dosiahne Ra=0.025-0.050 um, má najvyššiu životnosť.
6. Spracovanie závitov
Závit svorníka je vo všeobecnosti spracovaný za studena, takže polotovar závitu v určitom rozsahu priemerov prechádza cez treciu (valcovaciu) drôtenú dosku (formu) a závit je vytvorený tlakom drôtenej dosky (valcovacej matrice). Plastová prúdnica závitovej časti nie je odrezaná, pevnosť je zvýšená, presnosť je vysoká a kvalita je jednotná, takže sa široko používa.
Na vytvorenie vonkajšieho priemeru závitu konečného produktu je požadovaný priemer závitového polotovaru odlišný, pretože je obmedzený faktormi, ako je presnosť závitu a či je materiál potiahnutý alebo nie. Valcovanie (tretie) závitu je spôsob spracovania, ktorý využíva plastickú deformáciu na vytvorenie zubov závitu. Používa rolovaciu matricu (skrutkovaciu dosku) s rovnakým stúpaním a tvarom zuba ako závit, ktorý sa má spracovať, pričom vytláča polotovar valcovej skrutky, otáča polotovar skrutky a nakoniec prenáša tvar zuba na valcovacej matrici na skrutku. polotovar, závit je vytvorený. Spoločným bodom spracovania valcovacích (trecích) závitov je, že počet otáčok valcovania nemusí byť príliš vysoký. Ak je príliš veľa, účinnosť bude nízka a povrch zubov závitu ľahko spôsobí oddelenie alebo náhodnú pracku. Naopak, ak je počet otáčok príliš malý, priemer závitu sa ľahko vychýli a tlak v počiatočnej fáze valcovania sa abnormálne zvýši, čo vedie k skráteniu životnosti nástroja.
Bežné chyby valcovaných závitov: praskliny alebo škrabance na povrchu závitovej časti; náhodné spony; z kruhovitosti závitovej časti. Ak sa tieto chyby vyskytujú vo veľkom počte, budú objavené počas fázy spracovania. Ak je počet výskytov malý, výrobný proces si tieto chyby nevšimne a potom cirkuluje k používateľom, čo spôsobuje problémy. Preto by sa mali zhrnúť kľúčové otázky podmienok spracovania a tieto kľúčové faktory by sa mali kontrolovať vo výrobnom procese.
7. Tepelné spracovanie
Vysokopevnostné spojovacie prvky musia byť kalené a temperované podľa technických požiadaviek. Účelom tepelného spracovania a temperovania je zlepšiť komplexné mechanické vlastnosti spojovacích prvkov tak, aby spĺňali špecifikovanú hodnotu pevnosti v ťahu a pomer klzu produktu. Proces tepelného spracovania má zásadný vplyv na vysokopevnostné spojovacie prvky, najmä na ich vnútornú kvalitu. Preto, aby sa vyrábali vysokokvalitné spojovacie prvky s vysokou pevnosťou, musí byť k dispozícii pokročilá technológia tepelného spracovania a vybavenie. Vzhľadom na veľký objem výroby a nízku cenu vysokopevnostných skrutiek a závitovú časť má relatívne jemnú a relatívne presnú štruktúru, vyžaduje sa, aby zariadenie na tepelné spracovanie malo veľkú výrobnú kapacitu, vysoký stupeň automatizácie a dobré tepelné spracovanie. kvalitu.
Od 90. rokov 20. storočia dominuje kontinuálna výrobná linka na tepelné spracovanie s ochrannou atmosférou a na tepelné spracovanie a temperovanie spojovacích materiálov malých a stredných rozmerov sú vhodné najmä šokové spodné a sieťové pásové pece. Okrem dobrého tesniaceho výkonu pece má chladiaca a temperovacia linka aj pokročilé počítačové riadenie atmosféry, teploty a parametrov procesu, alarm zlyhania zariadenia a funkcie displeja. Vysokopevnostné spojovacie prvky sú automaticky riadené a ovládané od podávania - čistenia - zahrievania - kalenia - čistenia - temperovania - farbenia až po offline, čo efektívne zabezpečuje kvalitu tepelného spracovania. Dekarbonizácia závitu spôsobí zaskočenie upevňovacieho prvku pred dosiahnutím odporu požadovaného mechanickými vlastnosťami, čo spôsobí poruchu závitového spoja a skráti životnosť. V dôsledku oduhličenia suroviny sa pri nesprávnom žíhaní prehĺbi oduhličená vrstva suroviny. V procese tepelného spracovania kalením a temperovaním sa určité množstvo oxidačného plynu vo všeobecnosti privádza zvonka pece. Hrdza tyčového drôtu alebo zvyšky na povrchu valcovaného drôtu po ťahaní za studena sa po zahriatí v peci tiež rozložia a reakciou sa vytvoria oxidačné plyny. Napríklad povrchová hrdza oceľového drôtu, ktorá sa skladá z uhličitanu a hydroxidu železa, sa po zahriatí rozloží na CO2 a H2O, čím sa zhorší oduhličenie. Štúdie ukázali, že stupeň oduhličenia stredne uhlíkovej legovanej ocele je vážnejší ako u uhlíkovej ocele a najrýchlejšia teplota oduhličenia je medzi 700-800 stupňami Celzia. Pretože nástavce na povrchu oceľového drôtu sa za určitých podmienok veľmi rýchlo rozkladajú a syntetizujú CO2 a H2O, ak pecový plyn kontinuálnej pásovej pece nie je správne riadený, oduhličenie závitovky bude príliš slabé. Keď sú upevňovacie prvky s vysokou pevnosťou vytvorené česaním za studena, suroviny a žíhaná oduhličená vrstva nielenže stále existujú, ale sú tiež vytláčané na vrch závitu. Pre povrch spojovacieho prvku, ktorý je potrebné kaliť, nie je možné dosiahnuť požadovanú tvrdosť. Mechanické vlastnosti (najmä pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu) sú znížené.
Okrem toho je povrch oceľového drôtu oduhličený, povrchová vrstva a vnútorná štruktúra majú rôzne koeficienty rozťažnosti a pri kalení sa môžu vyskytnúť povrchové trhliny. Z tohto dôvodu by mal byť počas kalenia a ohrevu vrch závitu chránený pred oduhličením, upevňovacie prvky, ktorých suroviny boli oduhličené, by mali byť riadne karbonizované a výhody ochrannej atmosféry v pásovej peci by mali byť prispôsobené originálne diely potiahnuté uhlíkom. Obsah uhlíka je v podstate rovnaký, takže oduhličené spojovacie prvky možno pomaly obnoviť na pôvodný obsah uhlíka. Potenciál uhlíka je prednostne nastavený na 0,42 percent -0,48 percent . , aby sa predišlo vzniku hrubých zŕn a ovplyvnilo mechanické vlastnosti. Problémy s kvalitou, ktoré sa môžu vyskytnúť v procese kalenia a popúšťania spojovacích prvkov, zahŕňajú najmä nedostatočnú tvrdosť v ochladenom stave; nerovnomerná tvrdosť v ochladenom stave; nadmerná deformácia kalenia; uhasenie praskania. Takéto problémy v tejto oblasti často súvisia so surovinami, zohrievaním pri ochladzovaní a ochladzovaním. Správnou formuláciou procesu tepelného spracovania a štandardizáciou výrobného procesu sa dá často vyhnúť takýmto nehodám s kvalitou.
