Proces proizvodnje vijaka visoke čvrstoće
Tehnologija obrade vijaka visoke čvrstoće je: toplo valjana žičana šipka - (hladno izvlačenje) - sferoidiziranje (omekšavanje) žarenje - mehaničko uklanjanje kamenca - kiseljenje - hladno izvlačenje - hladno kovanje - obrada navoja - toplinska obrada - kontrola
1. Čelični dizajn
U proizvodnji zatvarača, pravilan odabir materijala za pričvršćivanje važan je dio, jer je izvedba zatvarača usko povezana s njihovim materijalima. Ako je materijal nepravilno ili pogrešno odabran, performanse možda neće zadovoljiti zahtjeve, životni vijek se može skratiti ili čak može doći do nezgoda ili poteškoća u obradi, a troškovi proizvodnje će biti visoki. Stoga je odabir materijala za pričvršćivanje vrlo važna karika. Hladni čelik je čelik za pričvrsne elemente visoke zamjenjivosti proizveden postupkom hladnog oblikovanja. Budući da se formira obradom metalne plastike na sobnoj temperaturi, svaki dio ima veliku količinu deformacije i veliku brzinu deformacije. Stoga su zahtjevi za performansama čeličnih sirovina za hladno hlađenje vrlo strogi.
Na temelju dugogodišnje proizvodne prakse i istraživanja korisnika, u kombinaciji s GB/T6478-2001 "Tehničkim uvjetima za čelik za hladno presađivanje i hladno ekstruziju" GB/T699-1999 "Visokokvalitetni ugljični konstrukcijski čelik" i cilj JISG3507-1991 "Hladni smjer" Karakteristike "Žicane šipke od ugljičnog čelika za čelik", uzimajući za primjer materijalne zahtjeve vijaka i vijaka razreda 8.8 i razreda 9.8, određivanje različitih kemijskih elemenata. Ako je sadržaj C previsok, učinak hladnog oblikovanja bit će smanjen; ako je preniska, mehanička svojstva dijelova ne mogu se zadovoljiti, pa se postavlja na 0.25 posto -0.55 posto . Mn može poboljšati propusnost čelika, ali preveliko dodavanje će ojačati strukturu matrice i utjecati na učinak hladnog oblikovanja; kada su dijelovi kaljeni i temperirani, postoji tendencija pospješivanja rasta austenitnih zrnaca, pa ga treba na odgovarajući način poboljšati na međunarodnoj osnovi. To je 0.45 posto -0.80 posto. Si može ojačati ferit i smanjiti hladno oblikovanje. SP je element nečistoće i njegovo postojanje će uzrokovati segregaciju duž granice zrna, što će rezultirati krhkošću granice zrna i oštećenjem mehaničkih svojstava čelika. Treba ga smanjiti što je više moguće. B. Maksimalna vrijednost sadržaja bora je 0,005 posto, jer iako bor ima učinak značajnog poboljšanja propusnosti čelika, on će također povećati lomljivost čelika. Prekomjerni sadržaj bora vrlo je nepovoljan za izratke kao što su vijci, vijci i klinovi koji zahtijevaju dobra sveobuhvatna mehanička svojstva.
2. Sferoidizirajuće (omekšavanje) žarenje
Kada se vijci s upuštenom glavom i vijci s imbus usadnim glavama proizvode postupkom hladnog kačenja, izvorna struktura čelika izravno će utjecati na sposobnost oblikovanja procesa hladnog kačenja. U procesu hladnog sastavljanja, plastična deformacija lokalnog područja može doseći 60 posto -80 posto, tako da čelik mora imati dobru plastičnost. Kada je kemijski sastav čelika konstantan, metalografska struktura je ključni čimbenik za određivanje plastičnosti. Općenito se vjeruje da grubi ljuskavi perlit ne pogoduje formiranju hladnog vrha, dok fini sferni perlit može značajno poboljšati sposobnost plastične deformacije čelika. Za srednje ugljični čelik i srednje ugljični legirani čelik s velikom količinom spojnih elemenata visoke čvrstoće, sferoidizirajuće (omekšavanje) žarenje se izvodi prije hladnog kačenja, kako bi se dobio ujednačen i fino sferoidiziran perlit kako bi se bolje zadovoljile stvarne potrebe proizvodnje.
Za omekšavanje žarenja čeličnih šipki od srednjeg ugljičnog čelika, temperatura zagrijavanja treba biti iznad i ispod kritične točke čelika, a temperatura zagrijavanja ne smije biti previsoka, inače će se tercijarni cementit taložiti duž granice zrna, što će rezultirati hladnoćom. pucanje naslova. Žičana šipka od srednjeg ugljičnog legiranog čelika žari se izotermnom sferoidizacijom. Nakon zagrijavanja na AC1 plus (20-30 posto), peć se hladi na nešto niže od Ar1, temperatura je oko 700 stupnjeva Celzija tijekom izotermnog razdoblja, a zatim se peć hladi na oko 500 stupnjeva Celzija i zrak- ohlađeno. Metalografska struktura čelika mijenja se od grube do fine, od pahuljaste do sferične, a brzina pucanja kod hladnog sastavljanja bit će znatno smanjena. Opće područje temperature žarenja omekšavanja za čelik 35\45\ML35\SWRCH35K je 715-735 stupnjeva Celzijusa; dok je opće područje temperature zagrijavanja sferoidizirajućeg žarenja za čelik SCM435\40Cr\SCR435 740-770 stupnjeva Celzijusa, a izotermna temperatura je 680-700 stupnjeva Celzija.
Tri, guljenje i uklanjanje kamenca
Proces uklanjanja ploče željeznog oksida sa čelične šipke hladnog smjera je skidanje kamenca i uklanjanje kamenca. Postoje dvije metode: mehaničko uklanjanje kamenca i kemijsko kiseljenje. Zamjena procesa kemijskog kiseljenja žičane šipke mehaničkim uklanjanjem kamenca ne samo da poboljšava produktivnost, već i smanjuje onečišćenje okoliša. Ovaj proces uklanjanja kamenca uključuje metodu savijanja (okrugli kotač s trokutastim žljebovima obično se koristi za višekratno savijanje žičane šipke), metode prskanja, itd., učinak uklanjanja kamenca je dobar, ali zaostali željezni kamenac se ne može ukloniti (uklanjanje stopa kamenca željeznog oksida je 97 posto ) ), posebno kada je kamenac željeznog oksida vrlo jak, stoga na mehaničko uklanjanje kamenca utječu debljina, struktura i stanje naprezanja željezne ljuske. Žičane šipke od ugljičnog čelika koje se koriste za pričvršćivače male čvrstoće (manje ili jednake 6,8)
Pričvršćivači visoke čvrstoće (veći ili jednaki ocjeni 8.8) koriste žičane šipke nakon mehaničkog uklanjanja kamenca kako bi uklonili sve ljuske od željeznog oksida, a zatim prolaze kroz proces kemijskog kiseljenja do složenog uklanjanja kamenca. Za čelične žičane šipke s niskim udjelom ugljika, željezni lim koji je ostao mehaničkim uklanjanjem kamenca vjerojatno će uzrokovati neravnomjerno trošenje zrna. Kada se rupa za vuču zrna prianja na željezni lim kada se žičana šipka trlja o vanjsku temperaturu, površina šipke proizvodi uzdužne tragove zrna. Više od 95 posto uzrokovano je ogrebotinama na površini čelične žice tijekom procesa izvlačenja. Stoga mehanička metoda uklanjanja kamenca nije prikladna za brzo crtanje.
4. Povlačenje
Proces crtanja ima dvije svrhe, jedna je modificiranje veličine sirovina; drugi je postizanje osnovnih mehaničkih svojstava spojnih elemenata deformacijom i ojačanjem. Za srednje ugljični čelik, srednje ugljični legirani čelik ima i drugu svrhu, odnosno izradu žičane šipke. Ljuskasti cementit dobiven nakon kontroliranog hlađenja se ispucava što je više moguće tijekom procesa izvlačenja kako bi se pripremio za naknadno sferoidizacijsko (omekšavanje) žarenje kako bi se dobio granulirani cementit. Međutim, neki proizvođači proizvoljno smanjuju crtež kako bi smanjili troškove. Prekomjerna stopa redukcije povećava sklonost žičane šipke ka stvrdnjavanju, što izravno utječe na performanse žičane šipke u hladnom smjeru. Ako raspodjela omjera redukcije svakog prolaza nije prikladna, to će također uzrokovati torzijske pukotine u šipki tijekom procesa izvlačenja.
Osim toga, ako podmazivanje nije dobro tijekom procesa izvlačenja, također može uzrokovati redovite poprečne pukotine u hladno vučenoj žičanoj šipki. Tangencijalni smjer šipke žice i matrice za izvlačenje žice nije koncentričan u isto vrijeme kada se šipka za izvlačenje žice izvalja iz kalupa, što će uzrokovati pogoršanje trošenja jednostranog uzorka rupa matrice za izvlačenje žice, što će uzrokovati Unutarnja rupa nije zaobljena i uzrokuje neravnomjernu deformaciju vučenja u obodnom smjeru žice. Zaobljenost čelične žice je izvan tolerancije, a naprezanje poprečnog presjeka čelične žice nije ujednačeno tijekom procesa hladnog sastavljanja, što utječe na brzinu prolaza prema hladnom. Tijekom procesa izvlačenja žičane šipke, prekomjerni omjer smanjenja površine će pogoršati kvalitetu površine čelične žice, dok prenizak omjer redukcije površine ne pogoduje drobljenju ljuskavog cementita, a teško je dobiti toliko granulirani cementit što je više moguće. , odnosno stopa sferoidizacije cementita je niska, što je izrazito nepovoljno za učinak čelične žice u hladnom smjeru. Za šipku i žičanu šipku proizvedene metodom izvlačenja, brzina djelomičnog smanjenja površine izravno se kontrolira unutar raspona od 10 posto -15 posto.
5. Hladno kovanje
Obično, oblikovanje glave vijka prihvaća plastičnu obradu hladnog naslova. U usporedbi s procesom rezanja, metalno vlakno (metalna žica) je kontinuirano zajedno s oblikom proizvoda, a nema rezova u sredini, čime se poboljšava čvrstoća proizvoda, posebno mehanička svojstva. Proces oblikovanja hladnog sastavljanja uključuje rezanje i oblikovanje, jednostruko slijeganje s jednim klikom, hladno sastavljanje dvostrukim klikom i automatsko hladno sastavljanje na položajima s više zadataka.
Automatski stroj za hladno sastavljanje obavlja višestruke procese kao što su žigosanje, kovanje glave, ekstruzija i smanjenje promjera u nekoliko kalupa za oblikovanje. Karakteristike obrade izvornog blanka koje koristi automatski stroj za hladno savijanje s jednom stanicom ili više zadataka određene su veličinom materijala šipke duljine 5-6 metara ili veličinom žičane šipke s težinom od 1900-2000KG, odnosno karakteristikama tehnologije obrade. Poanta je u tome da se kod hladnog sastavljanja ne koriste unaprijed izrezani pojedinačni zarezi, već se koristi sam automatski stroj za hladno sabijanje za rezanje i poređanje (ako je potrebno) zareze iz šipki i žičane šipke. Prije ekstrudiranja šupljine, praznina se mora oblikovati. Oblikovanjem se može dobiti blank koji zadovoljava tehničke uvjete. Prije narušavanja, reduciranja i pozitivnog istiskivanja, blanko nije potrebno oblikovati. Nakon što se izrezivanje izrezuje, šalje se u stanicu za uznemiravanje i oblikovanje. Ova stanica može poboljšati kvalitetu blanka, smanjiti silu oblikovanja sljedeće stanice za 15-17 posto i produžiti vijek trajanja kalupa, a vijci se mogu izraditi s višestrukim smanjenjem promjera.
1. Najjednostavniji način za izrezivanje zareza poluzatvorenim alatom za rezanje je korištenje alata za rezanje čahure; kut reza ne smije biti veći od 3 stupnja; a kada se koristi otvoreni alat za rezanje, kut reza može doseći 5 -7 stupnjeva.
2. Prazni dio kratke veličine trebao bi se moći okretati za 180 stupnjeva tijekom prijenosa s prethodne stanice na sljedeću stanicu za oblikovanje, tako da se može iskoristiti potencijal automatskog stroja za hladno savijanje, mogu se obraditi spojni elementi složene strukture i preciznost dijelova može se poboljšati.
3. Svaka stanica za oblikovanje treba biti opremljena uređajem za vraćanje probijača, a matrica treba biti opremljena uređajem za izbacivanje čahure.
4. Broj stanica za formiranje (isključujući stanice za rezanje) općenito bi trebao doseći 3-4 stanica (više od 5 u posebnim slučajevima).
5. Tijekom razdoblja učinkovitog servisa, struktura glavne vodilice klizača i procesnih komponenti mogu osigurati točnost pozicioniranja probijača i matrice.
6. Krajnji prekidač terminala mora se postaviti na pregradu koja kontrolira odabir materijala, a pozornost se mora obratiti na kontrolu sile narušavanja. Nezaobljenost žice za hladno biranje koja se koristi u proizvodnji pričvrsnih elemenata visoke čvrstoće na automatskom stroju za hladno učvršćivanje trebala bi biti unutar raspona tolerancije promjera, dok bi zaobljenost čeličnih žica za preciznije pričvrsne elemente trebala biti ograničen na 1/1/2. 2 Unutar raspona tolerancije promjera, ako promjer čelične žice ne dosegne zadanu veličinu, pojavit će se pukotine u dijelu za narušavanje ili glavi dijela ili će se formirati neravnine. Ako je promjer manji od veličine koju zahtijeva proces, glava će biti nepotpuna. , rubovi i uglovi ili zadebljani dijelovi nisu jasni. Preciznost koja se može postići hladnim kačenjem također je povezana s odabirom metode oblikovanja i korištenog postupka.
Osim toga, ovisi i o strukturnim karakteristikama korištene opreme, karakteristikama procesa i njegovom stanju, preciznosti alata i kalupa, vijeku trajanja i stupnju istrošenosti. Za visokolegirani čelik koji se koristi u hladnom oblikovanju i ekstruziji, hrapavost radne površine kalupa od cementnog karbida ne smije biti veća od Ra=0.2um. Kada hrapavost radne površine ovog tipa kalupa dosegne Ra=0.025-0.050um, ima najveći vijek trajanja.
6. Obrada niti
Navoj vijka se općenito obrađuje hladno, tako da navoj unutar određenog raspona promjera prolazi kroz trljajuću (valjajuću) žičanu ploču (matrica), a navoj se formira pritiskom žičane ploče (matrica za valjanje). Plastična struja dijela s navojem nije odrezana, povećava se čvrstoća, visoka je preciznost, a kvaliteta je ujednačena, pa se široko koristi.
Da bi se napravio vanjski promjer navoja konačnog proizvoda, potreban je promjer prazne niti je različit, jer je ograničen čimbenicima kao što su točnost navoja i je li materijal premazan ili ne. Valjanje (trljanje) niti je metoda obrade koja koristi plastičnu deformaciju za formiranje zubaca navoja. Koristi matricu za valjanje (ploča za vijke) s istim korakom i oblikom zuba kao i navoj koji se obrađuje, dok istiskuje cilindričnu tvorbu vijka, rotira gotovi vijak i konačno prenosi oblik zuba na matrice za valjanje na Na vijku prazno, formira se nit. Zajednička točka obrade niti valjanja (trljanja) je da broj okretaja valjanja ne mora biti prevelik. Ako je previše, učinkovitost će biti niska, a površina zubaca navoja lako će uzrokovati odvajanje ili slučajnu kopču. Naprotiv, ako je broj okretaja premali, promjer navoja se lako može izobličiti, a pritisak u početnoj fazi valjanja nenormalno raste, što rezultira skraćivanjem vijeka trajanja matrice.
Uobičajeni nedostaci valjanih niti: pukotine ili ogrebotine na površini dijela s navojem; nasumične kopče; zbog zaobljenosti dijela s navojem. Ako se ti nedostaci pojave u velikom broju, oni će biti otkriveni tijekom faze obrade. Ako je broj pojava mali, proizvodni proces ne uočava te nedostatke i onda cirkulira do korisnika, stvarajući probleme. Stoga je potrebno sažeti ključna pitanja uvjeta prerade, te kontrolirati te ključne čimbenike u procesu proizvodnje.
7. Toplinska obrada
Pričvršćivači visoke čvrstoće moraju biti kaljeni i kaljeni prema tehničkim zahtjevima. Svrha toplinske obrade i kaljenja je poboljšati sveobuhvatna mehanička svojstva spojnih elemenata kako bi se zadovoljila specificirana vrijednost vlačne čvrstoće i omjera popuštanja proizvoda. Proces toplinske obrade ima presudan utjecaj na pričvrsne elemente visoke čvrstoće, posebice njihovu intrinzičnu kvalitetu. Stoga, kako bi se proizveli visokokvalitetni pričvrsni elementi visoke čvrstoće, mora biti dostupna napredna tehnologija toplinske obrade i oprema. Zbog velikog obujma proizvodnje i niske cijene vijaka visoke čvrstoće, a navojni dio je relativno fine i relativno precizne strukture, oprema za toplinsku obradu mora imati veliki proizvodni kapacitet, visok stupanj automatizacije i dobru toplinsku obradu kvaliteta.
Od 1990-ih godina dominira kontinuirana proizvodna linija toplinske obrade sa zaštitnom atmosferom, a peći s udarnim dnom i mrežastim remenom posebno su prikladni za toplinsku obradu i kaljenje malih i srednjih zatvarača. Uz dobre performanse brtvljenja peći, linija za gašenje i kaljenje također ima naprednu kompjutersku kontrolu atmosfere, temperature i parametara procesa, alarm za kvar opreme i funkcije prikaza. Pričvršćivači visoke čvrstoće automatski se kontroliraju i njima upravljaju od hranjenja-čišćenja-grijavanja-gašenja-čišćenja-kaljenja-boje do offline, što učinkovito osigurava kvalitetu toplinske obrade. Razugljičenje navoja uzrokovat će da se učvršćivač spotakne prije nego što se postigne otpor koji zahtijevaju mehanička svojstva, što će uzrokovati kvar učvršćivača s navojem i skratiti vijek trajanja. Zbog razugljičenja sirovine, ako je žarenje nepravilno, razugljičeni sloj sirovine će se produbiti. U procesu kaljenja i toplinske obrade, nešto oksidacijskog plina se općenito dovodi izvan peći. Hrđa šipke ili ostatak na površini žičane šipke nakon hladnog izvlačenja također će se razgraditi nakon zagrijavanja u peći, a reakcijom će nastati neki oksidacijski plinovi. Na primjer, površinska hrđa čelične žice, koja se sastoji od željeznog karbonata i hidroksida, nakon zagrijavanja će se razgraditi na CO2 i H2O, što će pogoršati razugljičenje. Studije su pokazale da je stupanj razugljičenja čelika srednje legure ugljika ozbiljniji od stupnja ugljičnog čelika, a najbrža temperatura razugljičenja je između 700-800 stupnjeva Celzijusa. Budući da se priključci na površini čelične žice vrlo brzo razgrađuju i sintetiziraju CO2 i H2O pod određenim uvjetima, ako se plin iz peći s kontinuiranim mrežastim remenom ne kontrolira pravilno, razugljičenje vijka će biti preslabo. Kada se pričvrsni elementi visoke čvrstoće formiraju hladnim sabijanjem, sirovine i žareni razugljični sloj ne samo da još uvijek postoje, već se također istiskuju na vrh konca. Za površinu učvršćivača koju treba kaliti, ne može se postići potrebna tvrdoća. Mehanička svojstva (osobito čvrstoća i otpornost na habanje) su smanjena.
Osim toga, površina čelične žice je razugljičena, površinski sloj i unutarnja struktura imaju različite koeficijente ekspanzije, a tijekom gašenja mogu nastati površinske pukotine. Iz tog razloga, tijekom kaljenja i zagrijavanja, gornji dio navoja treba zaštititi od razugljičenja, pričvrsne elemente čije su sirovine razugljičene treba propisno karbonizirati, a prednosti zaštitne atmosfere u peći s mrežastim trakom prilagoditi originalni dijelovi presvučeni ugljikom. Sadržaj ugljika je u osnovi isti tako da se razugljičeni zatvarači mogu polako vratiti na izvorni sadržaj ugljika. Ugljični potencijal je poželjno postavljen na 0.42 posto -0.48 posto. , kako bi se izbjegla krupna zrna i utjecala na mehanička svojstva. Problemi s kvalitetom koji se mogu pojaviti u procesu kaljenja i popuštanja učvršćivača uglavnom uključuju nedovoljnu tvrdoću u kaljenom stanju; neujednačena tvrdoća u kaljenom stanju; prekomjerna deformacija gašenja; gašenje pucanja. Takvi problemi na terenu često su povezani sa sirovinama, gašenjem grijanja i hlađenjem. Ispravno formuliranje procesa toplinske obrade i standardiziranje procesa proizvodnje često mogu izbjeći takve nesreće u kvaliteti.
