Postopek izdelave vijakov visoke trdnosti
Tehnologija obdelave visokotrdnih vijakov je: vroče valjana žičnata palica - (hladno vlečenje) - sferoidiziranje (mehčanje) žarjenje - mehansko odstranjevanje vodnega kamna - luženje - hladno vlečenje - hladno kovanje - obdelava navojev - toplotna obdelava - pregled
1. Jeklena zasnova
Pri izdelavi pritrdilnih elementov je pomemben del pravilna izbira pritrdilnih materialov, saj je zmogljivost pritrdilnih elementov tesno povezana z njihovimi materiali. Če je material nepravilno ali napačno izbran, zmogljivost morda ne bo ustrezala zahtevam, življenjska doba se lahko skrajša ali celo pride do nesreč ali težav pri obdelavi, stroški izdelave pa bodo visoki. Zato je izbira pritrdilnih materialov zelo pomembna povezava. Hladno kaljeno jeklo je jeklo za pritrdilne elemente z visoko zamenljivostjo, proizvedeno s postopkom hladnega preoblikovanja. Ker je oblikovan s kovinsko plastično obdelavo pri sobni temperaturi, ima vsak del veliko količino deformacij in visoko hitrost deformacije. Zato so zahteve glede učinkovitosti surovin iz jekla s hladno obrabo zelo stroge.
Na podlagi dolgoletne proizvodne prakse in uporabniških raziskav, v kombinaciji z GB/T6478-2001 "Tehničnimi pogoji za jeklo za hladno obračanje in hladno ekstrudiranje" GB/T699-1999 "Visokokakovostno ogljikovo konstrukcijsko jeklo" in cilj JISG3507-1991 "Cold Heading" Značilnosti "žične palice iz ogljikovega jekla za jeklo", ob upoštevanju zahtev materiala za vijake in vijake razreda 8.8 in stopnje 9.8 kot primer, določanje različnih kemičnih elementov. Če je vsebnost C previsoka, se bo zmogljivost hladnega oblikovanja zmanjšala; če je prenizek, mehanskih lastnosti delov ni mogoče izpolniti, zato je nastavljen na 0.25 odstotkov -0.55 odstotkov. Mn lahko izboljša prepustnost jekla, vendar bo preveliko dodajanje okrepilo strukturo matriksa in vplivalo na zmogljivost hladnega oblikovanja; ko so deli kaljeni in temperirani, obstaja težnja po spodbujanju rasti avstenitnih zrn, zato ga je treba ustrezno izboljšati na mednarodni ravni. Je 0,45 odstotkov -0,80 odstotkov. Si lahko okrepi ferit in zmanjša hladno preoblikovanje. SP je element nečistoče in njegov obstoj bo povzročil segregacijo vzdolž meje zrn, kar bo povzročilo krhkost meje zrn in poškodbe mehanskih lastnosti jekla. Treba ga je čim bolj zmanjšati. B. Največja vrednost vsebnosti bora je 0,005 odstotka, ker čeprav bor bistveno izboljša prepustnost jekla, bo povečal tudi krhkost jekla. Prekomerna vsebnost bora je zelo neugodna za obdelovance, kot so vijaki, vijaki in čepi, ki zahtevajo dobre celovite mehanske lastnosti.
2. Sferoidizirajoče (mehčanje) žarjenje
Ko so vijaki z ugrezno glavo in vijaki z vtičnico izdelani s postopkom hladnega kaljenja, bo prvotna struktura jekla neposredno vplivala na sposobnost oblikovanja postopka hladne glave. V procesu hladnega vodenja lahko plastična deformacija lokalnega območja doseže 60 odstotkov -80 odstotkov, zato mora jeklo imeti dobro plastičnost. Ko je kemična sestava jekla konstantna, je metalografska struktura ključni dejavnik za določitev plastičnosti. Na splošno velja, da grobi luskasti perlit ni ugoden za oblikovanje hladne glave, medtem ko lahko fin sferični perlit bistveno izboljša sposobnost plastične deformacije jekla. Za srednje ogljikovo jeklo in srednje ogljikovo legirano jeklo z veliko količino visokotrdnih pritrdilnih elementov se sferoidizirajoče (mehčanje) žarjenje izvede pred hladnim polnjenjem, da dobimo enakomeren in fin sferoidiziran perlit, ki bolje ustreza dejanskim proizvodnim potrebam.
Za mehčalno žarjenje žičnih palic iz srednje ogljikovega jekla je treba temperaturo segrevanja vzdrževati nad in pod kritično točko jekla, temperatura segrevanja pa ne sme biti previsoka, sicer se bo terciarni cementit oboril vzdolž meje zrn, kar bo povzročilo mraz. pokanje naslova. Žična palica iz srednje ogljikovega legiranega jekla se žari z izotermično sferoidizacijo. Po segrevanju pri AC1 plus (20-30 odstotkov) se peč ohladi na nekoliko nižjo od Ar1, temperatura je približno 700 stopinj Celzija za izotermično obdobje, nato pa se peč ohladi na približno 500 stopinj Celzija in zrak- ohlajeno. Metalografska struktura jekla se spreminja iz grobe v fino, od kosmičaste v sferično, in stopnja razpokanja pri hladnem naslovu se bo močno zmanjšala. Splošno območje temperature žarjenja zmehčanja za jeklo 35\45\ML35\SWRCH35K je 715-735 stopinj Celzija; medtem ko je splošno območje temperature segrevanja sferoidiziranega žarjenja za jeklo SCM435\40Cr\SCR435 740-770 stopinj Celzija, izotermna temperatura pa 680-700 stopinj Celzija.
Tretjič, luščenje in odstranjevanje vodnega kamna
Postopek odstranjevanja plošče iz železovega oksida iz jeklene jeklene palice je odstranjevanje vodnega kamna. Obstajata dva načina: mehansko odstranjevanje vodnega kamna in kemično luženje. Zamenjava postopka kemičnega luženja žičnih palic z mehanskim odstranjevanjem vodnega kamna ne izboljša le produktivnosti, ampak tudi zmanjša onesnaževanje okolja. Ta postopek odstranjevanja vodnega kamna vključuje metodo upogibanja (okroglo kolo s trikotnimi žlebovi se običajno uporablja za večkratno upogibanje jeklene palice), metodo brizganja devetih itd., učinek odstranjevanja vodnega kamna je dober, vendar ostanka železovega luska ni mogoče odstraniti (odstranitev stopnja vodnega kamna železovega oksida je 97 odstotkov ) ), še posebej, če je lestvica železovega oksida zelo močna, zato na mehansko odstranjevanje vodnega kamna vplivajo debelina, struktura in napetostno stanje železovega oksida. Žične palice iz ogljikovega jekla, ki se uporabljajo za pritrdilne elemente z nizko trdnostjo (manj kot ali enak 6,8)
Pritrdilni elementi visoke trdnosti (večji ali enaki stopnji 8.8) uporabljajo žične palice po mehanskem odstranjevanju vodnega kamna, da odstranijo vse luske železovega oksida, nato pa gredo skozi postopek kemičnega luženja do sestavljenega odstranjevanja vodnega kamna. Pri jeklenih jeklenih palicah z nizko vsebnostjo ogljika bo železna pločevina, ki ostane zaradi mehanskega odstranjevanja vodnega kamna, verjetno povzročila neenakomerno obrabo vleke zrna. Ko se luknja za vleko zrna prilepi na železno pločevino, ko se žična palica drgne ob zunanjo temperaturo, na površini žične palice nastanejo vzdolžne sledi zrna. Več kot 95 odstotkov jih povzročijo praske na površini jeklene žice med postopkom vlečenja. Zato mehanska metoda odstranjevanja vodnega kamna ni primerna za hitro vlečenje.
4. Vlečenje
Postopek risanja ima dva namena, eden je spremeniti velikost surovin; drugi je pridobiti osnovne mehanske lastnosti pritrdilnih elementov z deformacijo in utrjevanjem. Za srednje ogljikovo jeklo ima srednje ogljikovo legirano jeklo tudi drug namen, to je izdelava žične palice. Luskasti cementit, pridobljen po nadzorovanem ohlajanju, se med postopkom vlečenja čim bolj razpoka, da se pripravi na naknadno sferoidizacijsko (mehčanje) žarjenje, da dobimo zrnat cementit. Vendar pa nekateri proizvajalci samovoljno zmanjšajo risbo, da bi zmanjšali stroške. Prekomerna stopnja zmanjšanja poveča nagnjenost jeklene palice k utrjevanju, kar neposredno vpliva na učinkovitost žične palice v hladnem smeri. Če porazdelitev redukcijskega razmerja vsakega prehoda ni ustrezna, bo med postopkom vlečenja povzročila tudi torzijske razpoke v jekleni palici.
Poleg tega, če mazanje med postopkom vlečenja ni dobro, lahko povzroči tudi redne prečne razpoke v hladno vlečeni žični palici. Tangencialna smer žične palice in matrice za vlečenje žice ni koncentrična hkrati, ko je žičnata palica valjana iz matrice, kar bo povzročilo poslabšanje obrabe enostranskega vzorca lukenj matrice za vlečenje žice, kar povzroči notranja luknja iz kroga in povzroči neenakomerno vlečno deformacijo v obodni smeri žice. Zaokroženost jeklene žice je izven tolerance in presečna napetost jeklene žice ni enakomerna med postopkom hladnega premikanja, kar vpliva na hitrost prehoda v hladnem smeri. Med postopkom vlečenja jeklene palice bo prekomerno površinsko redukcijsko razmerje poslabšalo kakovost površine jeklene žice, medtem ko prenizek površinski redukcijski razmerje ne prispeva k drobljenju luskastega cementita in ga je težko pridobiti. zrnati cementit, kolikor je mogoče. , to pomeni, da je stopnja sferoidizacije cementita nizka, kar je izredno neugodno za hladno obremenitev jeklene žice. Za palico in žično palico, proizvedeno z metodo vlečenja, je stopnja delnega zmanjšanja površine neposredno nadzorovana v območju 10 odstotkov -15 odstotkov.
5. Hladno kovanje
Običajno se pri oblikovanju glave sornika uporablja plastična obdelava s hladno glavo. V primerjavi s postopkom rezanja je kovinsko vlakno (kovinska žica) neprekinjeno skupaj z obliko izdelka, na sredini pa ni reza, s čimer se izboljša trdnost izdelka, zlasti mehanske lastnosti. Postopek oblikovanja hladne glave vključuje rezanje in preoblikovanje, enojno pozicioniranje z enim klikom, dvojnim klikom hladno glavo in samodejno hladno obračanje na večopravilnih položajih.
Avtomatski hladilni stroj izvaja večopravilne postopke, kot so žigosanje, kovanje glave, ekstrudiranje in zmanjšanje premera v več kalupih za oblikovanje. Značilnosti obdelave originalnega surovca, ki ga uporablja enopostajni ali večopravilni avtomatski hladilni stroj, so določene z velikostjo materiala palice z dolžino 5-6 metrov ali velikostjo jeklene palice s težo 1900-2000KG, to je značilnosti tehnologije obdelave. Bistvo je v tem, da hladno kaljenje ne uporablja vnaprej izrezanih posameznih surovcev, ampak uporablja sam avtomatski stroj za hladno kaljenje za rezanje in raztezanje (če je potrebno) surovcev iz palic in žičnih palic. Pred ekstrudiranjem votline je treba oblikovati surovec. Obrobo, ki ustreza tehničnim zahtevam, lahko dobimo z oblikovanjem. Pred vznemirjenjem, redukcijo in pozitivnim iztiskanjem surovca ni treba oblikovati. Ko je surovec razrezan, se pošlje na postajo za vznemirjanje in oblikovanje. Ta postaja lahko izboljša kakovost surovca, zmanjša silo oblikovanja naslednje postaje za 15-17 odstotkov in podaljša življenjsko dobo kalupa, vijake pa je mogoče izdelati z večkratnim zmanjšanjem premera.
1. Najlažji način za rezanje surovca s polzaprtim rezalnim orodjem je uporaba orodja za rezanje rokavov; kot reza ne sme biti večji od 3 stopinj; in ko se uporablja odprto rezalno orodje, lahko poševni kot zareza doseže 5 -7 stopinj.
2. Kratka surovina mora biti sposobna zasukati za 180 stopinj med prenosom s prejšnje postaje na naslednjo oblikovno postajo, da se lahko izkoristi potencial avtomatskega hladilnega stroja, obdelajo pritrdilni elementi s kompleksnimi strukturami in natančnost delov je mogoče izboljšati.
3. Vsaka postaja za oblikovanje mora biti opremljena z napravo za vračanje udarcev, matrica pa mora biti opremljena z izmetno napravo tipa rokav.
4. Število postaj za oblikovanje (razen rezalnih postaj) naj bi praviloma doseglo 3-4 postaj (več kot 5 v posebnih primerih).
5. Med učinkovitim servisnim obdobjem lahko struktura glavne vodilne tirnice drsnika in procesnih komponent zagotovi natančnost pozicioniranja štanca in matrice.
6. Končno stikalo terminala mora biti nameščeno na pregradi, ki nadzoruje izbiro materiala, pozornost pa je treba nameniti nadzoru sile vznemirjanja. Nezaokroženost žice za hladno klicanje, ki se uporablja pri izdelavi visokotrdnih pritrdilnih elementov na avtomatskem stroju za hladno obračanje, mora biti znotraj tolerančnega območja premera, medtem ko mora biti izstop jeklenih žic za natančnejše pritrdilne elemente omejiti na 1/1/2. 2 V območju tolerance premera, če premer jeklene žice ne doseže predpisane velikosti, se bodo v vznemirljivem delu ali glavi dela pojavile razpoke ali pa se bodo oblikovale neravnine. Če je premer manjši od velikosti, ki jo zahteva postopek, bo glava nepopolna. , robovi in vogali ali odebeljeni deli niso jasni. Natančnost, ki jo je mogoče doseči s hladnim kaljenjem, je povezana tudi z izbiro metode oblikovanja in uporabljenega postopka.
Poleg tega je odvisno tudi od strukturnih značilnosti uporabljene opreme, značilnosti procesa in njegovega stanja, natančnosti orodja in matrice, življenjske dobe in stopnje obrabe. Za visoko legirano jeklo, ki se uporablja pri hladnem oblikovanju in ekstruziji, hrapavost delovne površine cementnega karbidnega kalupa ne sme biti večja od Ra=0.2um. Ko hrapavost delovne površine te vrste kalupa doseže Ra=0.025-0.050um, ima najvišjo življenjsko dobo.
6. Obdelava niti
Navoj vijaka je običajno hladno obdelan, tako da surovec navoja v določenem območju premera prehaja skozi drgalno (kotalno) žično ploščo (matrico), navoj pa tvori pritisk žične plošče (kotalna matrica). Plastični potek navojnega dela ni odrezan, moč se poveča, natančnost je visoka in kakovost je enotna, zato se pogosto uporablja.
Da bi naredili zunanji premer navoja končnega izdelka, je zahtevani premer surovega navoja drugačen, ker je omejen z dejavniki, kot so natančnost navoja in ali je material prevlečen ali ne. Valjanje (drgnjenje) niti je metoda obdelave, ki uporablja plastično deformacijo za oblikovanje zob navoja. Uporablja matrico za valjanje (vijačne plošče) z enakim korakom in obliko zoba kot navoj, ki ga je treba obdelati, medtem ko iztisne cilindrični surov vijak, zavrti surov vijak in končno prenese obliko zoba na kotalni matrici na Na vijak prazen, se oblikuje nit. Skupna točka obdelave navojev z valjanjem (drgnjenjem) je, da ni treba, da je število vrtljajev previsoke. Če je preveč, bo učinkovitost nizka, površina zob navoja pa bo zlahka povzročila ločitev ali naključno zaponko. Nasprotno, če je število vrtljajev premajhno, je premer navoja zlahka izven okroglega, tlak v začetni fazi valjanja pa se nenormalno poveča, kar povzroči skrajšanje življenjske dobe matrice.
Pogoste napake valjanih niti: razpoke ali praske na površini navojnega dela; naključne zaponke; zaradi okroglosti navojnega dela. Če se te napake pojavijo v velikem številu, bodo odkrite v fazi obdelave. Če je število pojavov majhno, proizvodni proces teh napak ne opazi in nato kroži do uporabnikov, kar povzroča težave. Zato je treba povzeti ključna vprašanja pogojev predelave in te ključne dejavnike nadzorovati v proizvodnem procesu.
7. Toplotna obdelava
Pritrdilni elementi visoke trdnosti morajo biti kaljeni in kaljeni v skladu s tehničnimi zahtevami. Namen toplotne obdelave in kaljenja je izboljšati obsežne mehanske lastnosti pritrdilnih elementov, da bi dosegli določeno vrednost natezne trdnosti in razmerje tečenja izdelka. Postopek toplotne obdelave ključno vpliva na visoko trdne pritrdilne elemente, zlasti na njihovo lastno kakovost. Zato mora biti za proizvodnjo visokokakovostnih pritrdilnih elementov visoke trdnosti na voljo napredna tehnologija toplotne obdelave in oprema. Zaradi velikega obsega proizvodnje in nizke cene vijakov visoke trdnosti, navojni del pa je razmeroma fina in sorazmerno natančna struktura, mora imeti oprema za toplotno obdelavo veliko proizvodno zmogljivost, visoko stopnjo avtomatizacije in dobro toplotno obdelavo. kakovost.
Od devetdesetih let prejšnjega stoletja prevladuje proizvodna linija za neprekinjeno toplotno obdelavo z zaščitno atmosfero, peč s udarnim dnom in peč z mrežastim trakom pa sta še posebej primerna za toplotno obdelavo in kaljenje majhnih in srednje velikih pritrdilnih elementov. Poleg dobrega tesnjenja peči ima linija za gašenje in kaljenje tudi napreden računalniški nadzor atmosfere, temperature in parametrov procesa, alarm za okvaro opreme in funkcije prikaza. Visoko trdni pritrdilni elementi se samodejno krmilijo in upravljajo od hranjenja-čiščenja-grevanja-kaljenja-čiščenja-kaljenja-barvanja do brez povezave, kar učinkovito zagotavlja kakovost toplotne obdelave. Razogljičenje navoja bo povzročilo, da se pritrdilni element spotakne, preden bo dosežen upor, ki ga zahtevajo mehanske lastnosti, kar bo povzročilo okvaro navojnega pritrdilnega elementa in skrajšalo življenjsko dobo. Zaradi razogljičenja surovine, če je žarjenje nepravilno, se razogljičena plast surovine poglobi. V procesu kaljenja in popuščanja toplotne obdelave se nekaj oksidirajočega plina običajno pripelje od zunaj peči. Rja palične žice ali ostanki na površini žične palice po hladnem vlečenju se bodo po segrevanju v peči tudi razgradili, pri reakciji pa bo nastalo nekaj oksidacijskih plinov. Na primer, površinska rja jeklene žice, ki je sestavljena iz železovega karbonata in hidroksida, se bo po segrevanju razgradila na CO2 in H2O, kar bo poslabšalo razogljičenje. Študije so pokazale, da je stopnja razogljičenja srednje ogljikovega legiranega jekla resnejša kot pri ogljikovem jeklu, najhitrejša temperatura razogljičenja pa je med 700-800 stopinjami Celzija. Ker se nastavki na površini jeklene žice pod določenimi pogoji zelo hitro razgradijo in sintetizirajo CO2 in H2O, bo razogljičenje vijaka preslabo, če plin iz peči v peči z neprekinjenim mrežastim pasom ni pravilno nadzorovan. Ko se pritrdilni elementi visoke trdnosti oblikujejo s hladnim obračanjem, surovine in žarjena razogljičena plast ne le še obstajajo, ampak se tudi ekstrudirajo na vrh niti. Za površino pritrdilnega elementa, ki jo je treba pogasiti, ni mogoče doseči zahtevane trdote. Mehanske lastnosti (zlasti trdnost in odpornost proti obrabi) se zmanjšajo.
Poleg tega je površina jeklene žice razogljičena, površinska plast in notranja struktura imata različne ekspanzijske koeficiente, med kaljenjem se lahko pojavijo površinske razpoke. Zaradi tega je treba pri kaljenju in segrevanju zgornji del navoja zaščititi pred razogljičenjem, pritrdilne elemente, katerih surovine so bile razogljičene, ustrezno karbonizirati, prednosti zaščitne atmosfere v peči z mrežastim trakom pa prilagoditi originalni karbonski prevlečeni deli. Vsebnost ogljika je v osnovi enaka, tako da se lahko razogljičeni pritrdilni elementi počasi povrnejo na prvotno vsebnost ogljika. Potencial ogljika je prednostno nastavljen na 0,42 odstotka -0,48 odstotkov. , da se izognemo grobim zrnom in vplivamo na mehanske lastnosti. Težave s kakovostjo, ki se lahko pojavijo v procesu kaljenja in popuščanja pritrdilnih elementov, vključujejo predvsem nezadostno trdoto v kaljenem stanju; neenakomerna trdota v kaljenem stanju; prekomerna deformacija gašenja; gašenje razpok. Takšne težave na terenu so pogosto povezane s surovinami, gasilnim segrevanjem in hlajenjem. S pravilnim oblikovanjem postopka toplotne obdelave in standardiziranjem procesa proizvodnje se lahko pogosto izognemo takšnim kakovostnim nesrečam.
