Fremstillingsprocessen for højstyrkebolte
Bearbejdningsteknologien for højstyrkebolte er: varmvalset valsetråd - (koldtrækning) - sfæroidisering (blødgørende) udglødning - mekanisk afkalkning - bejdsning - koldtrækning - koldsmedning - gevindbearbejdning - varmebehandling - inspektion
1. Ståldesign
Ved fremstilling af fastgørelseselementer er det korrekte valg af fastgørelsesmaterialer en vigtig del, fordi ydeevnen af fastgørelseselementer er tæt forbundet med deres materialer. Hvis materialet er forkert eller forkert valgt, opfylder ydeevnen muligvis ikke kravene, levetiden kan forkortes, eller der kan opstå ulykker eller forarbejdningsbesvær, og fremstillingsomkostningerne vil være høje. Derfor er valget af fastgørelsesmaterialer et meget vigtigt led. Cold heading stål er stål til fastgørelseselementer med høj udskiftelighed produceret ved kold heading formningsprocessen. Fordi det er dannet ved metalplastbehandling ved stuetemperatur, har hver del en stor mængde deformation og en høj deformationshastighed. Derfor er ydeevnekravene for stålråmaterialer med kold overskrift meget strenge.
På grundlag af langsigtet produktionspraksis og brugerforskning kombineret med GB/T6478-2001 "Technical Conditions for Cold Heading and Cold Extrusion Steel" GB/T699-1999 "Højkvalitets kulstofstrukturstål" og mål JISG3507-1991 "Cold Heading" Egenskaberne for "Carbon Steel Wire Rod for Steel", idet man tager materialekravene til klasse 8.8 og grade 9.8 bolte og skruer som et eksempel, bestemmelsen af forskellige kemiske elementer. Hvis C-indholdet er for højt, vil koldformningsydelsen blive reduceret; hvis den er for lav, kan delenes mekaniske egenskaber ikke opfyldes, så den sættes til 0.25 procent -0.55 procent . Mn kan forbedre permeabiliteten af stål, men tilsætning af for meget vil styrke matrixstrukturen og påvirke koldformningsydelsen; når delene er quenched og tempereret, er der en tendens til at fremme væksten af austenitkorn, så det bør passende forbedres på international basis. Det er 0,45 procent -0,80 procent. Si kan styrke ferriten og reducere koldformbarheden. SP er et urenhedselement, og dets eksistens vil forårsage segregation langs korngrænsen, hvilket resulterer i skørhed af korngrænsen og beskadigelse af stålets mekaniske egenskaber. Det bør reduceres så meget som muligt. B. Den maksimale værdi af borindhold er 0,005 procent, for selvom bor har den effekt, at det forbedrer stålets permeabilitet væsentligt, vil det også øge stålets skørhed. For højt indhold af bor er meget ugunstigt for emner som bolte, skruer og tappe, der kræver gode omfattende mekaniske egenskaber.
2. Sfæroidiserende (blødgørende) udglødning
Når de forsænkede hovedskruer og bolte med sekskantet hoved er fremstillet ved den kolde overskriftsproces, vil den oprindelige struktur af stålet direkte påvirke formningsevnen af den kolde overskriftsproces. I processen med kold kursing kan lokalområdets plastiske deformation nå op på 60 procent -80 procent, så stålet skal have god plasticitet. Når stålets kemiske sammensætning er konstant, er den metallografiske struktur nøglefaktoren for at bestemme plasticiteten. Det antages generelt, at den grove flagende perlit ikke er befordrende for dannelse af kold overskrift, mens den fine sfæriske perlit kan forbedre stålets plastiske deformationsevne betydeligt. For medium carbon stål og medium carbon legeret stål med en stor mængde af højstyrke fastgørelseselementer udføres sfæroidisering (blødgørende) udglødning før kold heading, for at opnå ensartet og fin sfæroidiseret perlit for bedre at imødekomme de faktiske produktionsbehov.
Til blødgørende udglødning af valsetrådstænger af medium kulstofstål bør opvarmningstemperaturen holdes over og under stålets kritiske punkt, og opvarmningstemperaturen bør ikke være for høj, ellers vil tertiær cementit udfældes langs korngrænsen, hvilket resulterer i kulde overskrift revner. Valsetråden af medium kulstoflegeret stål er udglødet ved isotermisk sfæroidisering. Efter opvarmning ved AC1 plus (20-30 procent ), afkøles ovnen til lidt lavere end Ar1, temperaturen er omkring 700 grader Celsius i en isoterm periode, og derefter er ovnen afkølet til omkring 500 grader Celsius og luft- afkølet. Den metallografiske struktur af stålet ændrer sig fra groft til fint, fra flage til sfærisk, og revnehastigheden af kold overskrift vil blive stærkt reduceret. Det generelle område for blødgøringsudglødningstemperatur for 35\45\ML35\SWRCH35K stål er 715-735 grader Celsius; mens det generelle område for sfæroidiserende udglødningsvarmetemperatur for SCM435\40Cr\SCR435 stål er 740-770 grader Celsius, og den isotermiske temperatur er 680-700 grader Celsius.
Tre, skrælning og afkalkning
Processen med fjernelse af jernoxidplade fra koldgående stålvalsetråd er stripning og afkalkning. Der er to metoder: mekanisk afkalkning og kemisk bejdsning. Udskiftning af den kemiske bejdseproces af valsetråde med mekanisk afkalkning forbedrer ikke kun produktiviteten, men reducerer også miljøforurening. Denne afkalkningsproces inkluderer bøjningsmetoden (det runde hjul med trekantede riller bruges almindeligvis til at bøje valsetråden gentagne gange), sprayen ni metoder osv., afkalkningseffekten er god, men den resterende jernskala kan ikke fjernes (fjernelsen) hastigheden af jernoxidskala er 97 procent ) ), især når skalaen af jernoxidskalaen er meget stærk, derfor påvirkes mekanisk afkalkning af jernskalaens tykkelse, struktur og spændingstilstand. Valsetråde af kulstofstål, der anvendes til fastgørelseselementer med lav styrke (mindre end eller lig med 6,8)
Højstyrkebefæstelser (større end eller lig med grad 8.8) bruger trådstænger efter mekanisk afkalkning til at fjerne alle jernoxidskalaer og gennemgår derefter en kemisk bejdseproces for at sammensætte afkalkning. For valsetråde med lavt kulstofindhold vil jernpladen efter mekanisk afkalkning sandsynligvis forårsage ujævnt slid på korntrækket. Når korntrækhullet klæber til jernpladen, når valsetråden gnider mod den ydre temperatur, producerer valsetrådens overflade langsgående kornmærker. Mere end 95 procent er forårsaget af ridser på overfladen af ståltråden under tegneprocessen. Derfor er den mekaniske afkalkningsmetode ikke egnet til højhastighedstegning.
4. Træk
Tegningsprocessen har to formål, det ene er at ændre størrelsen af råmaterialerne; den anden er at opnå grundlæggende mekaniske egenskaber af fastgørelseselementerne gennem deformation og forstærkning. For medium kulstofstål har medium kulstoflegeret stål også et andet formål, det vil sige at fremstille valsetråden. Den flagende cementit opnået efter kontrolleret afkøling revnes så meget som muligt under trækningsprocessen for at forberede den efterfølgende sfæroidisering (blødgørende) udglødning for at opnå granulær cementit. Nogle producenter reducerer dog tegningen vilkårligt for at reducere omkostningerne. Den for høje reduktionshastighed øger valsetrådens arbejdshærdningstendens, hvilket direkte påvirker valsetrådens ydeevne med kold kurs. Hvis fordelingen af reduktionsforholdet for hvert gennemløb ikke er passende, vil det også forårsage vridningsrevner i valsetråden under trækprocessen.
Hvis smøringen desuden ikke er god under trækprocessen, kan det også give regelmæssige tværgående revner i den koldtrukne valsetråd. Den tangentielle retning af valsetråden og trådtrækkematricen er ikke koncentrisk på samme tid, når valsetråden rulles ud af matricen, hvilket vil medføre, at sliddet af det ensidige hulmønster på trådtrækmatricen forværres, hvilket gør indre hul ude af runde og forårsage ujævn trækdeformation i ledningens omkredsretning. Ståltrådens rundhed er uden for tolerance, og ståltrådens tværsnitsspænding er ikke ensartet under den kolde kursproces, hvilket påvirker den kolde kursgennemgangshastighed. Under trækprocessen af valsetråden vil det for store overfladereduktionsforhold forringe ståltrådens overfladekvalitet, mens det for lave overfladereduktionsforhold ikke er befordrende for knusningen af den flagende cementit, og det er vanskeligt at opnå så meget granulær cementit som muligt. sfæroidiseringshastigheden af cementit er lav, hvilket er ekstremt ugunstigt for ståltrådens kolde kursydelse. For stangen og valset fremstillet ved tegnemetoden styres den delvise overfladereduktionshastighed direkte inden for området 10 procent -15 procent.
5. Koldsmedning
Normalt vedtager dannelsen af bolthovedet kold overskrift plastbehandling. Sammenlignet med skæreprocessen er metalfiberen (metaltråden) kontinuerlig sammen med produktets form, og der er ingen skåret i midten, hvilket forbedrer produktets styrke, især de mekaniske egenskaber. Den kolde overskriftsformningsprocessen omfatter skæring og formning, enkeltpositions enkelt-klik, dobbeltklik kold kursing og automatisk kold kurs ved multi-task positioner.
En automatisk koldskæringsmaskine udfører multi-tasking-processer såsom stempling, smedning, ekstrudering og diameterreduktion i flere formningsmatricer. Bearbejdningsegenskaberne for det originale råemne, der bruges af enkeltstations- eller multi-tasking-automatikken med kold kursing, bestemmes af størrelsen på stangens materialestørrelse med en længde på 5-6 meter eller størrelsen af valsetråden med en vægt på 1900-2000KG, det vil sige egenskaberne ved behandlingsteknologien. Pointen er, at cold heading ikke bruger forskårne enkeltemner, men bruger selve den automatiske cold heading maskine til at skære og forstyrre (om nødvendigt) emner fra stænger og valsetråd. Før ekstrudering af hulrummet skal emnet formes. Et emne, der opfylder de tekniske krav, kan fås ved at forme. Inden omrøring, reduktion og positiv ekstrudering behøver emnet ikke formes. Efter at emnet er skåret ud, sendes det til opstillings- og formningsstationen. Denne station kan forbedre kvaliteten af emnet, reducere formningskraften af den næste station med 15-17 procent og forlænge støbeformens levetid, og boltene kan laves med flere diameterreduktioner.
1. Den nemmeste måde at skære emnet til med et halvlukket skæreværktøj er at bruge et ærmeskæreværktøj; vinklen på snittet bør ikke være større end 3 grader; og når der bruges et åbent skæreværktøj, kan skråvinklen på snittet nå 5 -7 grader.
2. Det korte emne skal være i stand til at dreje 180 grader under overførslen fra den forrige station til den næste formningsstation, således at potentialet i den automatiske koldstyremaskine kan udnyttes, fastgørelseselementerne med komplekse strukturer kan behandles, og præcisionen af delene kan forbedres.
3. Hver formningsstation skal være udstyret med en stempelreturanordning, og matricen skal være udstyret med en udstøderanordning af ærmetype.
4. Antallet af formningsstationer (ekskl. skærestationer) bør generelt nå 3-4 stationer (mere end 5 i særlige tilfælde).
5. Under den effektive serviceperiode kan strukturen af hovedskyderstyreskinnen og proceskomponenter sikre positioneringsnøjagtigheden af stansen og matricen.
6. Terminalendestopkontakten skal monteres på skærmpladen, der styrer materialevalget, og der skal lægges vægt på styringen af stødkraften. Ude-af-rundheden af den kolde skivetråd, der anvendes til fremstilling af højstyrke fastgørelseselementer på en automatisk kold-styremaskine, bør være inden for diametertoleranceområdet, mens ud-af-rundheden af ståltrådene til mere præcise fastgørelseselementer bør være begrænset til 1/1/2. 2 Inden for diametertoleranceområdet, hvis diameteren af ståltråden ikke når den specificerede størrelse, vil der opstå revner i delens opstødende del eller hoved, eller der vil blive dannet grater. Hvis diameteren er mindre end den størrelse, der kræves af processen, vil hovedet være ufuldstændigt. , kanterne og hjørnerne eller de fortykkede dele er ikke klare. Den præcision, der kan opnås ved kold skæring, er også relateret til valget af formningsmetode og den anvendte procedure.
Derudover afhænger det også af det anvendte udstyrs strukturelle egenskaber, procesegenskaberne og dets tilstand, præcisionen af værktøjet og matricerne, levetiden og graden af slid. For højlegeret stål, der anvendes til koldhovedformning og ekstrudering, bør ruheden af hårdmetalformens arbejdsflade ikke være større end Ra=0.2um. Når ruheden af arbejdsfladen på denne type form når Ra=0.025-0.050um, har den den højeste levetid.
6. Trådbehandling
Boltgevindet er generelt koldbearbejdet, således at gevindemnet inden for et vist diameterområde passerer gennem den gnidende (rullende) trådplade (matrice), og gevindet dannes af trykket fra trådpladen (rullende matrice). Plaststrømlinjen af gevinddelen er ikke afskåret, styrken øges, præcisionen er høj, og kvaliteten er ensartet, så den er meget udbredt.
For at lave den ydre diameter af gevindet i det endelige produkt, er den nødvendige trådemnediameter anderledes, fordi den er begrænset af faktorer såsom gevindnøjagtighed, og om materialet er belagt eller ej. Rulletråd (gnidning) er en forarbejdningsmetode, der bruger plastisk deformation til at danne trådtænder. Den bruger en rullende (skrueplade) matrice med samme stigning og tandform som gevindet, der skal behandles, mens det ekstruderes det cylindriske skruemne, roterer skruemnet og til sidst overfører tandformen på den rullende matrice til On the screw blank, tråden er dannet. Det fælles punkt ved bearbejdning af rulletråd er, at antallet af rulleomdrejninger ikke behøver at være for meget. Hvis det er for meget, vil effektiviteten være lav, og overfladen af gevindtænderne vil nemt forårsage adskillelse eller et tilfældigt spænde. Tværtimod, hvis antallet af omdrejninger er for lille, er gevindets diameter let at være ude af runde, og trykket i den indledende fase af valsningen stiger unormalt, hvilket resulterer i en forkortelse af matricens levetid.
Almindelige defekter af rullede tråde: revner eller ridser på overfladen af den gevindskårne del; tilfældige spænder; ud af rundhed af gevinddelen. Hvis disse fejl opstår i stort antal, vil de blive opdaget under forarbejdningsfasen. Hvis antallet af hændelser er lille, opdager produktionsprocessen ikke disse defekter og cirkulerer derefter til brugerne, hvilket forårsager problemer. Derfor bør nøglespørgsmålene om forarbejdningsbetingelser opsummeres, og disse nøglefaktorer bør kontrolleres i produktionsprocessen.
7. Varmebehandling
Højstyrkebefæstelser skal afkøles og hærdes i henhold til tekniske krav. Formålet med varmebehandling og temperering er at forbedre de omfattende mekaniske egenskaber af fastgørelseselementer for at opfylde produktets specificerede trækstyrkeværdi og udbytteforhold. Varmebehandlingsprocessen har en afgørende indflydelse på højstyrkebefæstelser, især deres iboende kvalitet. Derfor skal avanceret varmebehandlingsteknologi og udstyr være tilgængeligt for at producere højkvalitets-fastgørelseselementer af høj kvalitet. På grund af det store produktionsvolumen og lave pris på højstyrkebolte, og den gevindskårne del er en relativt fin og relativt præcis struktur, skal varmebehandlingsudstyret have en stor produktionskapacitet, høj grad af automatisering og god varmebehandling kvalitet.
Siden 1990'erne har den kontinuerlige varmebehandlingsproduktionslinje med en beskyttende atmosfære domineret, og chokbundtypen og mesh-båndovnen er særligt velegnet til varmebehandling og hærdning af små og mellemstore fastgørelseselementer. Ud over ovnens gode tætningsevne har quenching- og tempereringslinjen også avanceret computerstyring af atmosfære, temperatur og procesparametre, udstyrsfejlalarm og displayfunktioner. Højstyrkebefæstelser styres og betjenes automatisk fra fodring-rengøring-varme-slukning-rengøring-temperering-farvning til offline, hvilket effektivt sikrer kvaliteten af varmebehandlingen. Afkulningen af gevindet vil få fastgørelseselementet til at udløse, før den modstand, der kræves af de mekaniske egenskaber, er nået, hvilket vil forårsage svigt af gevindbefæstelsen og forkorte levetiden. På grund af afkarbureringen af råmaterialet, hvis udglødningen er forkert, vil det afkullede lag af råmaterialet blive uddybet. I processen med bratkøling og temperering af varmebehandling bringes der generelt noget oxiderende gas ind fra ydersiden af ovnen. Rusten fra stangtråden eller rester på overfladen af valsetråden efter koldtrækningen vil også nedbrydes efter at være blevet opvarmet i ovnen, og nogle oxiderende gasser vil blive genereret ved reaktionen. For eksempel vil overfladerusten på ståltråd, som er sammensat af jerncarbonat og hydroxid, blive nedbrudt til CO2 og H2O efter opvarmning, hvilket forværrer afkulning. Undersøgelser har vist, at graden af afkulning af mellemkulstoflegeret stål er mere alvorlig end kulstofstål, og den hurtigste afkulningstemperatur er mellem 700-800 grader Celsius. Fordi fastgørelserne på overfladen af ståltråden nedbrydes og syntetiserer CO2 og H2O meget hurtigt under visse betingelser, hvis ovngassen i den kontinuerlige maskebælteovn ikke er korrekt kontrolleret, vil afkulningen af skruen være for dårlig. Når fastgørelseselementerne med høj styrke er dannet ved kold heading, eksisterer råmaterialerne og det udglødede afkullede lag ikke kun stadig, men ekstruderes også til toppen af gevindet. Den krævede hårdhed kan ikke opnås for den overflade af fastgørelseselementet, der skal bratkøles. Mekaniske egenskaber (især styrke og slidstyrke) er reduceret.
Derudover er overfladen af ståltråden decarburiseret, overfladelaget og den indre struktur har forskellige ekspansionskoefficienter, og overfladerevner kan forekomme under bratkøling. Af denne grund, under bratkøling og opvarmning, skal toppen af tråden beskyttes mod afkulning, fastgørelseselementerne, hvis råmaterialer er blevet afkullede, skal være korrekt forkullede, og fordelene ved den beskyttende atmosfære i netbælteovnen skal justeres til originale kulstofbelagte dele. Kulstofindholdet er stort set det samme, så de afkullede fastgørelseselementer langsomt kan genoprettes til det oprindelige kulstofindhold. Kulstofpotentialet sættes fortrinsvis til 0.42 procent -0.48 procent. , for at undgå grove korn og påvirke mekaniske egenskaber. De kvalitetsproblemer, der kan opstå i processen med bratkøling og hærdning af fastgørelseselementer, omfatter hovedsagelig utilstrækkelig hårdhed i den bratkølede tilstand; ujævn hårdhed i slukket tilstand; overdreven slukningsdeformation; dæmpende revner. Sådanne problemer i marken er ofte relateret til råmaterialer, bratkølende opvarmning og bratkøling. Korrekt formulering af varmebehandlingsprocessen og standardisering af produktionsdriftsprocessen kan ofte undgå sådanne kvalitetsulykker.
