Kõrge tugevusega poltide tootmisprotsess
Kõrgtugevate poltide töötlemistehnoloogia on: kuumvaltsitud valtstraat - (külmtõmbamine) - sferoidiseerimine (pehmendamine) lõõmutamine - mehaaniline katlakivi eemaldamine - peitsimine - külmtõmbamine - külmsepistamine - keerme töötlemine - kuumtöötlus - kontroll
1. Terasest disain
Kinnituste valmistamisel on oluline osa õigel kinnitusmaterjalide valikul, sest kinnitusdetailide toimivus on tihedalt seotud nende materjalidega. Kui materjal on valesti või valesti valitud, ei pruugi jõudlus nõuetele vastata, kasutusiga võib lüheneda või isegi õnnetusi või töötlemisraskusi ning tootmiskulud olla kõrged. Seetõttu on kinnitusdetailide materjalide valik väga oluline lüli. Külmotsaga teras on külmotsa vormimise protsessis toodetud suure vahetatavusega kinnitusdetailide teras. Kuna see on moodustatud metallplasti töötlemisel toatemperatuuril, on igal osal suur deformatsioon ja suur deformatsioonikiirus. Seetõttu on külmotsaga terase toormaterjalide jõudlusnõuded väga ranged.
Pikaajalise tootmispraktika ja kasutajauuringute põhjal koos GB/T6478-2001 "Külmpea- ja külmpressitud terase tehnilised tingimused" GB/T699-1999 "Kvaliteetne süsinikkonstruktsiooniteras" ja sihtmärgiks JISG3507-1991 "Cold Heading" "Süsinikterasest traatvarda terasele" omadused, võttes näiteks klasside 8.8 ja klassi 9.8 poltide ja kruvide materjalinõuded, erinevate keemiliste elementide määramine. Kui C-sisaldus on liiga kõrge, väheneb külmvormimise jõudlus; kui see on liiga madal, ei saa osade mehaanilisi omadusi täita, seega määratakse selle väärtuseks 0,25 protsenti -0,55 protsenti . Mn võib parandada terase läbilaskvust, kuid liigne lisamine tugevdab maatriksi struktuuri ja mõjutab külmvormimise jõudlust; kui osad on karastatud ja karastatud, on kalduvus soodustada austeniidi terade kasvu, mistõttu tuleks seda rahvusvahelisel tasandil asjakohaselt parandada. See on 0,45 protsenti -0,80 protsenti . Si võib tugevdada ferriiti ja vähendada külmvormitavust. SP on lisandelement ja selle olemasolu põhjustab eraldumist piki tera piiri, mille tagajärjeks on tera piiride rabedus ja terase mehaaniliste omaduste kahjustamine. Seda tuleks vähendada nii palju kui võimalik. B. Boorisisalduse maksimaalne väärtus on 0,005 protsenti, sest kuigi boor parandab oluliselt terase läbilaskvust, suurendab see ka terase haprust. Liigne boorisisaldus on väga ebasoodne sellistele detailidele nagu poldid, kruvid ja naastud, mis nõuavad häid kõikehõlmavaid mehaanilisi omadusi.
2. Sferoidiseeriv (pehmendav) lõõmutamine
Kui süvistatud peaga kruvid ja kuuskantpeaga poldid on toodetud külmotsingu protsessis, mõjutab terase algne struktuur otseselt külmotsingu protsessi vormimisvõimet. Külmsuunamise protsessis võib piirkonna plastiline deformatsioon ulatuda 60 protsendini -80 protsendini, seega peab teras olema hea plastilisusega. Kui terase keemiline koostis on konstantne, on metallograafiline struktuur plastilisuse määramisel võtmetegur. Üldiselt arvatakse, et jäme helbeline perliit ei soodusta külma peavormimist, samas kui peen sfääriline perliit võib oluliselt parandada terase plastilise deformatsiooni võimet. Suure hulga ülitugevate kinnitusdetailidega keskmise süsinikusisaldusega terase ja keskmise süsinikusisaldusega legeerterase puhul tehakse enne külmtöötlust sferoidiseeriv (pehmendav) lõõmutamine, et saada ühtlane ja peen sferoidiseeritud perliit, mis vastab paremini tegelikele tootmisvajadustele.
Keskmise süsinikusisaldusega terasest valtstraatvarraste pehmendava lõõmutamise korral tuleks kuumutamistemperatuuri hoida terase kriitilisest punktist kõrgemal ja madalamal ning kuumutustemperatuur ei tohiks olla liiga kõrge, vastasel juhul sadestub tertsiaarne tsementiit piki terade piiri, põhjustades külma. pealkirja pragunemine. Keskmise süsiniku legeerterasest valtstraadi lõõmutatakse isotermilise sferoidiseerimise teel. Pärast kuumutamist AC1 pluss (20-30 protsenti) ahi jahutatakse veidi madalamale kui Ar1, temperatuur on isotermilise perioodi jooksul umbes 700 kraadi Celsiuse järgi ning seejärel jahutatakse ahi umbes 500 kraadini Celsiuse järgi ja õhuga. jahutatud. Terase metallograafiline struktuur muutub jämedast peeneks, helvest sfääriliseks ja külmsuunalise pragunemise kiirus väheneb oluliselt. 35\45\ML35\SWRCH35K terase pehmenemise lõõmutustemperatuuri üldpiirkond on 715-735 kraadi Celsiuse järgi; samas kui terase SCM435\40Cr\SCR435 sferoidiseeriva lõõmutamise kuumutustemperatuuri üldpindala on 740-770 kraadi Celsiuse järgi ja isotermiline temperatuur on 680-700 kraadi Celsiuse järgi.
Kolm, koorimine ja katlakivi eemaldamine
Raudoksiidplaadi eemaldamine külma otsaga terasest valtstraadilt on eemaldamine ja katlakivi eemaldamine. On kaks meetodit: mehaaniline katlakivi eemaldamine ja keemiline peitsimine. Traatvarraste keemilise peitsimise protsessi asendamine mehaanilise katlakivieemaldusega ei paranda mitte ainult tootlikkust, vaid vähendab ka keskkonnareostust. See katlakivi eemaldamise protsess hõlmab painutusmeetodit (tavaliselt kasutatakse valtsvarda korduvaks painutamiseks kolmnurksete soontega ümmargust ratast), üheksat pihustusmeetodit jne, katlakivi eemaldamise efekt on hea, kuid raua katlakivi ei saa eemaldada (eemaldus). raudoksiidi katlakivi määr on 97 protsenti ) ), eriti kui raudoksiidi skaala on väga tugev, seetõttu mõjutavad mehaanilist katlakivi eemaldamist raua katlakivi paksus, struktuur ja pingeseisund. Süsinikterasest traatvardad, mida kasutatakse madala tugevusega kinnitusdetailide jaoks (vähem kui 6,8)
Kõrgtugevad kinnitusdetailid (klass 8.8 või sellega võrdne) kasutavad pärast mehaanilist katlakivi eemaldamist valtstraat, et eemaldada kõik raudoksiidi katlakivid ja seejärel läbivad keemilise peitsimise protsessi, et eemaldada katlakivi. Madala süsinikusisaldusega terasest valtstraatvarraste puhul põhjustab mehaanilisest katlakivieemaldusest järele jäänud rauast leht tõenäoliselt tera ebaühtlast kulumist. Kui valtstraadi hõõrdumisel vastu välistemperatuuri kleepub tera tõmbeava raudlehe külge, tekivad valtstraadi pinnale pikisuunalised terajäljed. Rohkem kui 95 protsenti on põhjustatud terastraadi pinnale tekkinud kriimustustest tõmbamisprotsessi käigus. Seetõttu ei sobi mehaaniline katlakivieemaldusmeetod kiireks joonistamiseks.
4. Tõmbamine
Joonistusprotsessil on kaks eesmärki, üks on tooraine suuruse muutmine; teine on kinnitusdetailide põhiliste mehaaniliste omaduste saavutamine deformatsiooni ja tugevdamise teel. Keskmise süsinikusisaldusega terase puhul on keskmise süsinikusisaldusega legeerterasel ka teine otstarve, st valtstraadi valmistamine. Pärast kontrollitud jahutamist saadud helbeline tsementiit krakitakse nii palju kui võimalik tõmbamisprotsessi käigus, et valmistuda järgnevaks sferoidiseerimiseks (pehmendamiseks) lõõmutamiseks granuleeritud tsementiidi saamiseks. Kuid mõned tootjad vähendavad joonist meelevaldselt, et kulusid vähendada. Liigne redutseerimismäär suurendab valtstraadi töö kõvenemise kalduvust, mis mõjutab otseselt valtstraadi külma suuna jõudlust. Kui iga läbimise reduktsioonisuhte jaotus ei ole sobiv, põhjustab see tõmbamisprotsessi ajal ka valtsvardas väändepragusid.
Lisaks, kui määrimine ei ole tõmbamisprotsessi ajal hea, võib see põhjustada ka külmtõmmatud valtstraadi korrapäraseid põikipragusid. valtstraadi ja traadi tõmbamise matriitsi tangentsiaalne suund ei ole samal ajal kontsentriline, kui valtsvardast matriitsist välja rullitakse, mis põhjustab traadi tõmbamise matriitsi ühepoolse avamustri kulumise süvenemist, muutes sisemine auk on ümmargune ja põhjustab ebaühtlast tõmbedeformatsiooni traadi ümbermõõdu suunas. Terastraadi ümarus on tolerantsist väljas ja terastraadi ristlõike pinge ei ole külmsuunamisprotsessi ajal ühtlane, mis mõjutab külma suuna läbimise kiirust. Valtstraadi tõmbamisprotsessi ajal halvendab liigne pinna redutseerimisaste terastraadi pinna kvaliteeti, samas kui liiga madal pinna redutseerimissuhe ei soodusta helbelise tsementiidi purustamist ja seda on raske saada nii palju. granuleeritud tsementiit. , see tähendab, et tsementiidi sferoidiseerumiskiirus on madal, mis on terastraadi külmasuunalise suunamise jaoks äärmiselt ebasoodne. Tõmbemeetodil toodetud varda ja valtstraadi puhul reguleeritakse osalise pinna vähenemise määra vahemikus 10 protsenti -15 protsenti.
5. Külm sepistamine
Tavaliselt kasutatakse poldipea vormimisel külma pealkirjaga plastitöötlust. Lõikamisprotsessiga võrreldes on metallkiud (metalltraat) koos toote kujuga pidev ja keskel puudub lõige, parandades seega toote tugevust, eriti mehaanilisi omadusi. Külma suuna moodustamise protsess hõlmab lõikamist ja vormimist, ühe positsiooni ühe klõpsuga, topeltklõpsuga külmsuunamist ja automaatset külmsuunamist mitme ülesandega positsioonides.
Automaatne külmvormimismasin teostab mitme ülesandega protsesse, nagu stantsimine, sepistamine, ekstrusioon ja läbimõõdu vähendamine mitmes vormimisvormis. Ühe jaama või mitme ülesandega automaatse külmotsimismasina kasutatava originaaltooriku töötlemisomadused määratakse 5-6 meetri pikkuse varda materjali suuruse või valtstraadi suuruse järgi. mille kaal on 1900-2000KG ehk töötlemistehnoloogia omadused. Asi on selles, et külmotsimisel ei kasutata eelnevalt lõigatud üksikuid toorikuid, vaid kasutatakse automaatset külmotsimismasinat ise, et lõigata ja (vajadusel) toorikud vardadest ja valtstraadidest lahti lõigata. Enne õõnsuse väljapressimist tuleb toorik vormida. Tehnilistele nõuetele vastava tooriku saab vormimise teel. Enne häirimist, redutseerimist ja positiivset väljapressimist ei pea toorik vormima. Pärast tooriku lõikamist saadetakse see segamis- ja vormimisjaama. See jaam võib parandada tooriku kvaliteeti, vähendada järgmise jaama vormimisjõudu 15-17 protsendi võrra ja pikendada vormi eluiga ning polte saab valmistada mitmekordse läbimõõdu vähendamisega.
1. Lihtsaim viis tooriku lõikamiseks poolkinnise lõikeriistaga on kasutada varrukalõikurit; sisselõike nurk ei tohiks olla suurem kui 3 kraadi; ja kui kasutatakse avatud lõiketööriista, võib sisselõike kaldenurk ulatuda 5 -7 kraadini.
2. Lühikese suurusega toorik peaks suutma eelmisest jaamast järgmisse vormimisjaama üleviimisel pöörata 180 kraadi, et saaks rakendada automaatse külmotsimismasina potentsiaali, töödelda keeruka struktuuriga kinnitusvahendeid ja osade täpsust saab parandada.
3. Iga vormimisjaam peaks olema varustatud stantsi tagastusseadmega ja stants peaks olema varustatud hülssi tüüpi väljatõmbeseadmega.
4. Vormimisjaamade arv (välja arvatud lõikamisjaamad) peaks üldjuhul ulatuma 3-4 jaamani (erijuhtudel rohkem kui 5).
5. Tõhusa teenindusperioodi jooksul võivad peamise liuguri juhtrööpa ja protsessikomponentide struktuur tagada stantsi ja matriitsi positsioneerimise täpsuse.
6. Klemmi piirlüliti tuleb paigaldada deflektorile, mis juhib materjali valikut, ja tähelepanu tuleb pöörata pöördejõu juhtimisele. Kõrge tugevusega kinnitusdetailide valmistamisel automaatsel külmsuunamismasinal kasutatava külmvalitsa traadi ümarus peaks jääma läbimõõdu tolerantsi vahemikku, samas kui terastraatide ümardus täpsemate kinnituste jaoks piirduda 1/1/2-ga. 2 Diameetri tolerantsi piires, kui terastraadi läbimõõt ei saavuta määratud suurust, tekivad detaili purunevas osas või peas praod või tekivad jämedused. Kui läbimõõt on protsessi jaoks nõutavast suurusest väiksem, on pea mittetäielik. , servad ja nurgad või paksenenud osad ei ole selged. Külmsuunamisega saavutatav täpsus on seotud ka vormimismeetodi ja kasutatava protseduuri valikuga.
Lisaks sõltub see ka kasutatavate seadmete konstruktsiooniomadustest, protsessi omadustest ja olekust, tööriista ja stantside täpsusest, tööeast ja kulumisastmest. Külmvormimisel ja ekstrusioonil kasutatava kõrglegeeritud terase puhul ei tohi tsementeeritud karbiidvormi tööpinna karedus olla suurem kui Ra{0}}.2um. Kui seda tüüpi vormide tööpinna karedus ulatub Ra=0.025-0.050 um, on sellel kõige pikem eluiga.
6. Niidi töötlemine
Poldi keerme töödeldakse üldiselt külmtöödeldud nii, et teatud läbimõõduvahemikus olev keermetoorik läbib hõõrduvat (valtsitavat) traatplaati (stantsi) ja niit moodustub traatplaadi (valtsimisvormi) survel. Keermestatud osa plastist voolujoont ei lõigata ära, tugevus on suurenenud, täpsus on kõrge ja kvaliteet on ühtlane, nii et seda kasutatakse laialdaselt.
Lõpptoote keerme välisläbimõõdu tegemiseks on nõutav keerme tooriku läbimõõt erinev, kuna seda piiravad sellised tegurid nagu keerme täpsus ja see, kas materjal on kaetud või mitte. Keerme rullimine (hõõrumine) on töötlemismeetod, mis kasutab keermehammaste moodustamiseks plastilist deformatsiooni. See kasutab veerevat (kruviplaati) stantsi, mille samm ja hambakuju on sama kui töödeldaval keerel, samal ajal ekstrudeerib silindrilise kruvitooriku, pöörab kruvitoorikut ja lõpuks kannab valtsvormi hamba kuju üle kruvile. tühi, moodustub niit. Rull- (hõõrduvate) niitide töötlemise ühine punkt on see, et rullimise pöörete arv ei pea olema liiga suur. Kui seda on liiga palju, on efektiivsus madal ja niidihammaste pind põhjustab kergesti eraldumist või juhuslikku luku. Vastupidi, kui pöörete arv on liiga väike, on keerme läbimõõt kergesti ümmargune ja rõhk valtsimise algfaasis suureneb ebanormaalselt, mille tulemuseks on stantsi eluea lühenemine.
Rullkeerme sagedased vead: praod või kriimustused keermestatud osa pinnal; juhuslikud pandlad; keermestatud osa ümarusest välja. Kui neid defekte esineb palju, avastatakse need töötlemisetapis. Kui esinemiste arv on väike, ei märka tootmisprotsess neid defekte ja levib seejärel kasutajateni, põhjustades probleeme. Seetõttu tuleks töötlemistingimuste võtmeküsimused kokku võtta ja neid võtmetegureid tootmisprotsessis kontrollida.
7. Kuumtöötlus
Kõrgtugevad kinnitusdetailid tuleb karastada ja karastada vastavalt tehnilistele nõuetele. Kuumtöötlemise ja karastamise eesmärk on parandada kinnitusdetailide igakülgseid mehaanilisi omadusi, et need vastaksid toote kindlaksmääratud tõmbetugevuse väärtusele ja tootlikkuse suhtele. Kuumtöötlusprotsessil on ülitugevate kinnitusdetailide, eriti nende olemusliku kvaliteedi, oluline mõju. Seetõttu peavad kvaliteetsete ülitugevate kinnitusdetailide tootmiseks olemas olema täiustatud kuumtöötlustehnoloogia ja -seadmed. Tänu suurele tootmismahule ja ülitugevate poltide madalale hinnale ning keermestatud osale on suhteliselt peen ja suhteliselt täpne struktuur, peab kuumtöötlusseadmetel olema suur tootmisvõimsus, kõrge automatiseerituse tase ja hea kuumtöötlus. kvaliteet.
Alates 1990. aastatest on domineerinud kaitsva atmosfääriga pidevkuumtöötlemise tootmisliin ning šokkpõhja tüüpi ja võrk-lintahjud sobivad eriti hästi väikeste ja keskmiste kinnitusdetailide kuumtöötlemiseks ja karastamiseks. Lisaks ahju heale tihendusvõimele on karastus- ja karastusliinil ka täiustatud arvutijuhtimine atmosfääri, temperatuuri ja protsessiparameetrite, seadmete rikkehäire ja kuvafunktsioonide üle. Kõrgtugevaid kinnitusvahendeid juhitakse automaatselt ja käitatakse söötmisest-puhastamisest-soojendusest-kustutamisest-puhastamisest-karastamisest-värvimisest kuni võrguühenduseta, mis tagab tõhusalt kuumtöötluse kvaliteedi. Keerme dekarburiseerimine põhjustab kinnitusdetaili komistamise enne mehaaniliste omadustega nõutava takistuse saavutamist, mis põhjustab keermestatud kinnitusdetaili rikke ja lühendab selle kasutusiga. Tooraine dekarburiseerimise tõttu süveneb ebaõige lõõmutamise korral toorme dekarbureeritud kiht. Karastamise ja karastamise kuumtöötlemise käigus tuuakse oksüdeerivat gaasi tavaliselt ahju väljastpoolt. Varrastraadi rooste või külmtõmbe järgse valtstraadi pinnale jäänud jäägid lagunevad ka pärast ahjus kuumutamist ning reaktsiooni käigus tekivad mõned oksüdeerivad gaasid. Näiteks terastraadi pinnarooste, mis koosneb raudkarbonaadist ja hüdroksiidist, laguneb pärast kuumutamist CO2-ks ja H2O-ks, mis raskendab dekarburiseerumist. Uuringud on näidanud, et keskmise süsinikusisaldusega legeerterase dekarburiseerimise aste on tõsisem kui süsinikterasel ja kiireim dekarbureerimistemperatuur on vahemikus 700-800 Celsiuse kraadi. Kuna terastraadi pinnal olevad kinnitused lagunevad ja sünteesivad teatud tingimustel väga kiiresti CO2 ja H2O, on pideva võrguga lintahju ahjugaasi korralikult kontrollimata jätmise korral kruvi dekarburiseerimine liiga halb. Kui ülitugevad kinnitusdetailid on moodustatud külmpeaga, ei ole toorained ja lõõmutatud dekarbureeritud kiht mitte ainult alles, vaid pressitakse ka keerme ülaossa. Karastamist vajava kinnitusvahendi pinna jaoks ei ole võimalik saada vajalikku kõvadust. Mehaanilised omadused (eriti tugevus ja kulumiskindlus) vähenevad.
Lisaks on terastraadi pind dekarburiseerunud, pinnakihil ja sisestruktuuril on erinevad paisumistegurid ning karastamise käigus võivad tekkida pinnapraod. Sel põhjusel tuleks karastamise ja kuumutamise ajal kaitsta niidi ülaosa dekarburiseerumise eest, kinnitusdetailid, mille toormaterjalid on dekarburiseeritud, korralikult karboniseeritud ning võrkvööahju kaitsva atmosfääri eelised tuleks kohandada vastavalt originaalsed süsinikkattega osad. Süsinikusisaldus on põhimõtteliselt sama, nii et dekarbureeritud kinnitusvahendeid saab aeglaselt taastada algse süsinikusisalduseni. Süsiniku potentsiaal on eelistatavalt seatud väärtusele 0,42 protsenti -0,48 protsenti . , et vältida jämedaid terasid ja mõjutada mehaanilisi omadusi. Kvaliteediprobleemid, mis võivad tekkida kinnitusdetailide karastamise ja karastamise protsessis, hõlmavad peamiselt ebapiisavat kõvadust karastatud olekus; ebaühtlane kõvadus karastatud olekus; liigne karastamise deformatsioon; karastamine pragunemine. Sellised probleemid põllul on sageli seotud tooraine, karastuskütte ja karastusjahutusega. Kuumtöötlemisprotsessi õige formuleerimine ja tootmisprotsessi standardiseerimine võivad sageli selliseid kvaliteediõnnetusi vältida.
