Het fabricageproces van hoge sterkte bouten:
De verwerkingstechnologie van hoge sterkte bouten is: warmgewalst walsdraad - (koudtrekken) - sferoïdiseren (ontharden) gloeien - mechanisch ontkalken - beitsen - koudtrekken - koud smeden - draadbewerking - warmtebehandeling - inspectie
1. Staalontwerp:
Bij de vervaardiging van bevestigingsmiddelen is de juiste keuze van bevestigingsmaterialen een belangrijk onderdeel, omdat de prestaties van bevestigingsmiddelen nauw verband houden met hun materialen. Als het materiaal onjuist of onjuist is geselecteerd, voldoen de prestaties mogelijk niet aan de vereisten, kan de levensduur worden verkort of kunnen er zelfs ongelukken of verwerkingsproblemen optreden en zullen de productiekosten hoog zijn. Daarom is de selectie van bevestigingsmaterialen een zeer belangrijke schakel. Koudkopstaal is staal voor bevestigingsmiddelen met een hoge uitwisselbaarheid, geproduceerd door het koudekopvormingsproces. Doordat het wordt gevormd door metaalkunststofverwerking bij kamertemperatuur, heeft elk onderdeel een grote mate van vervorming en een hoge vervormingssnelheid. Daarom zijn de prestatie-eisen van staalgrondstoffen met koude kop zeer streng.
Op basis van langdurige productiepraktijken en gebruikersonderzoek, gecombineerd met GB/T6478-2001 "Technical Conditions for Cold Heading and Cold Extrusion Steel" GB/T699-1999 "High-Quality Carbon Structural Steel" en target JISG3507-1991 "Cold Heading" De kenmerken van "Carbon Steel Wire Rod for Steel", waarbij de materiaalvereisten van klasse 8.8 en klasse 9.8 bouten en schroeven als voorbeeld worden genomen, de bepaling van verschillende chemische elementen. Als het C-gehalte te hoog is, worden de koudvervormingsprestaties verminderd; als het te laag is, kunnen de mechanische eigenschappen van de onderdelen niet worden gehaald, dus wordt het gesteld op 0,25 procent -0,55 procent . Mn kan de doorlaatbaarheid van staal verbeteren, maar te veel toevoegen zal de matrixstructuur versterken en de koudvervormingsprestaties beïnvloeden; wanneer de onderdelen worden geblust en getemperd, is er een neiging om de groei van austenietkorrels te bevorderen, dus het moet op internationale basis op passende wijze worden verbeterd. Het is 0,45 procent -0,80 procent. Si kan het ferriet versterken en de koude vervormbaarheid verminderen. SP is een onzuiverheidselement en het bestaan ervan zal segregatie langs de korrelgrens veroorzaken, wat resulteert in de brosheid van de korrelgrens en schade aan de mechanische eigenschappen van het staal. Het moet zoveel mogelijk worden verminderd. B. De maximale waarde van het boorgehalte is 0,005 procent, want hoewel boor het effect heeft dat het de doorlaatbaarheid van staal aanzienlijk verbetert, zal het ook de broosheid van staal verhogen. Een te hoog boorgehalte is zeer ongunstig voor werkstukken zoals bouten, schroeven en tapeinden die goede uitgebreide mechanische eigenschappen vereisen.
2. Sferoïdiserend (verzachtend) gloeien
Wanneer de schroeven met verzonken kop en binnenzeskantbouten worden geproduceerd door het koude kopproces, zal de oorspronkelijke structuur van het staal direct het vormingsvermogen van het koude kopproces beïnvloeden. Tijdens het koude koppen kan de plastische vervorming van het lokale gebied 60 procent -80 procent bereiken, dus het staal moet een goede plasticiteit hebben. Wanneer de chemische samenstelling van het staal constant is, is de metallografische structuur de belangrijkste factor om de plasticiteit te bepalen. Algemeen wordt aangenomen dat het grove, vlokkige perliet niet bevorderlijk is voor het vormen van koude koppen, terwijl het fijne bolvormige perliet het plastische deformatievermogen van het staal aanzienlijk kan verbeteren. Voor medium carbon staal en medium carbon gelegeerd staal met een grote hoeveelheid zeer sterke bevestigingsmiddelen, wordt sferoïdiserend (verzachtend) gloeien uitgevoerd vóór de koude kop, om uniform en fijn bolvormig perliet te verkrijgen om beter te voldoen aan de werkelijke productiebehoeften.
Voor het zacht worden van het gloeien van walsdraad van middelgroot koolstofstaal, moet de verwarmingstemperatuur boven en onder het kritische punt van het staal worden gehouden, en de verwarmingstemperatuur mag niet te hoog zijn, anders zal tertiair cementiet neerslaan langs de korrelgrens, wat resulteert in koude koers kraken. Het walsdraad van medium koolstof gelegeerd staal wordt gegloeid door isothermische sferoïdisatie. Na verwarming op AC1 plus (20-30 procent), wordt de oven afgekoeld tot iets lager dan Ar1, de temperatuur is ongeveer 700 graden Celsius gedurende een isotherme periode, waarna de oven afkoelt tot ongeveer 500 graden Celsius en lucht- gekoeld. De metallografische structuur van het staal verandert van grof naar fijn, van vlok naar bolvormig, en de kraaksnelheid van koude kop zal aanzienlijk worden verminderd. Het algemene gebied van de onthardingstemperatuur voor 35\45\ML35\SWRCH35K-staal is 715-735 graden Celsius; terwijl het algemene gebied van sferoïdiserende gloeitemperatuur voor SCM435\40Cr\SCR435-staal 740-770 graden Celsius is, en de isotherme temperatuur 680-700 graden Celsius is.
Drie, afpellen en ontkalken
Het proces van het verwijderen van ijzeroxideplaat van koudgewalst staalwalsdraad is strippen en ontkalken. Er zijn twee methoden: mechanisch ontkalken en chemisch beitsen. Het vervangen van het chemische beitsproces van walsdraad door mechanische ontkalking verbetert niet alleen de productiviteit, maar vermindert ook de milieuvervuiling. Dit ontkalkingsproces omvat de buigmethode (het ronde wiel met driehoekige groeven wordt vaak gebruikt om het walsdraad herhaaldelijk te buigen), de spray negen-methoden, enz. Het ontkalkingseffect is goed, maar de resterende ijzeraanslag kan niet worden verwijderd (de verwijdering ijzeroxide aanslag is 97 procent), vooral wanneer de aanslag van ijzeroxide erg sterk is, daarom wordt mechanische ontkalking beïnvloed door de dikte, structuur en spanningstoestand van de ijzeraanslag. Walsdraad van koolstofstaal gebruikt voor bevestigingsmiddelen met een lage sterkte (minder dan of gelijk aan 6,8)
Bevestigingsmiddelen met hoge sterkte (groter dan of gelijk aan klasse 8.8) gebruiken walsdraad na mechanische ontkalking om alle ijzeroxideaanslag te verwijderen, en ondergaan vervolgens een chemisch beitsproces om ontkalking te voorkomen. Voor walsdraad van staal met een laag koolstofgehalte zal de ijzeren plaat die door mechanisch ontkalken wordt achtergelaten waarschijnlijk ongelijkmatige slijtage van de korrelvorming veroorzaken. Wanneer het graantrekgat zich aan de ijzeren plaat hecht wanneer het walsdraad tegen de buitentemperatuur wrijft, produceert het oppervlak van het walsdraad korrelmarkeringen in de lengterichting. Meer dan 95 procent wordt veroorzaakt door krassen op het oppervlak van de staaldraad tijdens het trekproces. Daarom is de mechanische ontkalkingsmethode niet geschikt voor snel trekken.
4. Trekken
Het tekenproces heeft twee doelen, één is om de grootte van de grondstoffen te wijzigen; de andere is om mechanische basiseigenschappen van de bevestigingsmiddelen te verkrijgen door vervorming en versterking. Voor medium koolstofstaal heeft medium carbon gelegeerd staal ook een ander doel, namelijk om de walsdraad te maken. Het vlokkige cementiet dat na gecontroleerde koeling wordt verkregen, wordt tijdens het trekproces zoveel mogelijk gekraakt om zich voor te bereiden op de daaropvolgende sferoïdisatie (verzachting) gloeien om korrelig cementiet te verkrijgen. Sommige fabrikanten verminderen echter willekeurig de tekening om de kosten te verlagen. De buitensporige reductiesnelheid verhoogt de neiging tot harden van het walsdraad, wat een directe invloed heeft op de koude kopprestaties van het walsdraad. Als de verdeling van de reductieverhouding van elke passage niet geschikt is, veroorzaakt dit ook torsiescheuren in het walsdraad tijdens het trekproces.
Bovendien, als de smering niet goed is tijdens het trekproces, kan dit ook leiden tot regelmatige dwarsscheuren in het koudgetrokken walsdraad. De tangentiële richting van de walsdraad en de draadtrekmatrijs is niet concentrisch op hetzelfde moment dat de walsdraad uit de matrijs wordt gerold, wat de slijtage van het eenzijdige gatenpatroon van de draadtrekmatrijs zal verergeren, waardoor de binnenste gat niet rond en ongelijkmatige trekvervorming in de omtreksrichting van de draad veroorzaken. De rondheid van de staaldraad valt buiten de tolerantie en de dwarsdoorsnedespanning van de staaldraad is niet uniform tijdens het koude koersproces, wat de slagingssnelheid van de koude koers beïnvloedt. Tijdens het trekproces van het walsdraad zal de overmatige oppervlaktereductieverhouding de oppervlaktekwaliteit van de staaldraad verslechteren, terwijl de te lage oppervlaktereductieverhouding niet bevorderlijk is voor het verbrijzelen van het vlokkige cementiet, en het is moeilijk om zoveel granulair cementiet mogelijk. , dat wil zeggen, de sferoïdisatiesnelheid van cementiet is laag, wat buitengewoon ongunstig is voor de koude kopprestaties van de staaldraad. Voor de staaf en walsdraad geproduceerd door de trekmethode, wordt de gedeeltelijke oppervlaktevermindering direct geregeld binnen het bereik van 10 procent -15 procent.
5. Koud smeden
Gewoonlijk wordt bij het vormen van de boutkop koude kunststofverwerking toegepast. Vergeleken met het snijproces is de metaalvezel (metaaldraad) continu samen met de vorm van het product, en er is geen snede in het midden, waardoor de sterkte van het product wordt verbeterd, vooral de mechanische eigenschappen. Het proces voor het vormen van koude koppen omvat snijden en vormen, een enkele klik op één positie, een koude koers met dubbele klik en automatische koude koers op posities met meerdere taken.
Een automatische koudkopmachine voert multitaskingprocessen uit, zoals stempelen, kopsmeden, extrusie en diameterverkleining in verschillende vormmatrijzen. De verwerkingseigenschappen van de originele onbewerkte plaat die wordt gebruikt door de single-station of multi-tasking automatische coldhead-machine worden bepaald door de grootte van de materiaalgrootte van de staaf met een lengte van 5-6 meter of de grootte van de walsdraad met een gewicht van 1900-2000KG, dat wil zeggen de kenmerken van de verwerkingstechnologie. Het punt is dat koude kop geen voorgesneden enkelvoudige onbewerkte stukken gebruikt, maar de automatische koude kopmachine zelf gebruikt om onbewerkte stukken van staven en walsdraad te snijden en (indien nodig) om te buigen. Voordat de holte wordt geëxtrudeerd, moet de plano worden gevormd. Door vorm te geven kan een plano worden verkregen die aan de technische eisen voldoet. Voor het verstoren, verminderen en positieve extrusie hoeft de plano niet te worden gevormd. Nadat de plano is gesneden, wordt deze naar het stuw- en vormstation gestuurd. Dit station kan de kwaliteit van de blanco verbeteren, de vormkracht van het volgende station met 15-17 procent verminderen en de levensduur van de mal verlengen, en de bouten kunnen worden gemaakt met meerdere kleinere diameters.
1. De eenvoudigste manier om de plano te snijden met een halfgesloten snijgereedschap is om een hulssnijgereedschap te gebruiken; de hoek van de incisie mag niet groter zijn dan 3 graden; en wanneer een open snijgereedschap wordt gebruikt, kan de schuine hoek van de incisie 5 -7 graden bereiken.
2. De korte blanco moet tijdens de overdracht van het vorige station naar het volgende vormstation 180 graden kunnen draaien, zodat het potentieel van de automatische koudekopmachine kan worden uitgeoefend, de bevestigingsmiddelen met complexe structuren kunnen worden verwerkt, en de precisie van de onderdelen kan worden verbeterd.
3. Elk vormstation moet zijn uitgerust met een ponsretourapparaat en de matrijs moet zijn uitgerust met een uitwerpapparaat van het hulstype.
4. Het aantal vormstations (exclusief snijstations) moet over het algemeen 3-4 stations bereiken (meer dan 5 in speciale gevallen).
5. Tijdens de effectieve serviceperiode kan de structuur van de hoofdgeleiderail en procescomponenten de positioneringsnauwkeurigheid van de pons en de matrijs garanderen.
6. De eindschakelaar moet op het schot worden geïnstalleerd dat de materiaalkeuze regelt, en er moet aandacht worden besteed aan de beheersing van de verstorende kracht. De onrondheid van de draad met koude wijzerplaat die wordt gebruikt bij de vervaardiging van zeer sterke bevestigingsmiddelen op een automatische koudkopmachine moet binnen het tolerantiebereik van de diameter liggen, terwijl de onrondheid van de staaldraden voor preciezere bevestigingsmiddelen moet worden beperkt tot 1/1/2. 2 Binnen het diametertolerantiebereik, als de diameter van de staaldraad de gespecificeerde maat niet bereikt, zullen er scheuren verschijnen in het schokkende deel of de kop van het onderdeel, of zullen bramen worden gevormd. Als de diameter kleiner is dan de maat die nodig is voor het proces, is de kop onvolledig. , de randen en hoeken of de verdikte delen zijn niet duidelijk. De precisie die kan worden bereikt door koude kop is ook gerelateerd aan de selectie van de vormmethode en de gebruikte procedure.
Bovendien hangt het ook af van de structurele kenmerken van de gebruikte apparatuur, de proceskenmerken en de staat ervan, de precisie van het gereedschap en de matrijzen, de levensduur en de mate van slijtage. Voor hooggelegeerd staal dat wordt gebruikt bij het vormen en extruderen met koude kop, mag de ruwheid van het werkoppervlak van de hardmetalen mal niet groter zijn dan Ra=0.2um. Wanneer de ruwheid van het werkoppervlak van dit type mal Ra=0.025-0.050um bereikt, heeft het de hoogste levensduur.
6. Draadverwerking
De boutdraad wordt over het algemeen koud bewerkt, zodat de draadblanco binnen een bepaald diameterbereik door de wrijvende (rollende) draadplaat (matrijs) gaat en de draad wordt gevormd door de druk van de draadplaat (rollende matrijs). De plastic stroomlijn van het schroefdraadgedeelte is niet afgesneden, de sterkte is verhoogd, de precisie is hoog en de kwaliteit is uniform, dus het wordt veel gebruikt.
Om de buitendiameter van de schroefdraad van het eindproduct te maken, is de vereiste blanke draaddiameter anders, omdat deze wordt beperkt door factoren zoals draadnauwkeurigheid en of het materiaal is gecoat of niet. Rollende (wrijf)draad is een verwerkingsmethode die gebruik maakt van plastische vervorming om draadtanden te vormen. Het maakt gebruik van een rollende (schroefplaat) matrijs met dezelfde spoed en tandvorm als de te verwerken schroefdraad, terwijl de cilindrische schroefblanco wordt geëxtrudeerd, de schroefblanco wordt gedraaid en uiteindelijk de tandvorm op de rollende matrijs wordt overgebracht naar de op de schroef blanco, de draad wordt gevormd. Het gemeenschappelijke punt van walsen (wrijf)draadverwerking is dat het aantal walsomwentelingen niet te veel hoeft te zijn. Als het te veel is, zal de efficiëntie laag zijn en zal het oppervlak van de draadtanden gemakkelijk scheiding of een willekeurige gesp veroorzaken. Integendeel, als het aantal omwentelingen te klein is, is de diameter van de draad gemakkelijk niet rond en neemt de druk in het beginstadium van het walsen abnormaal toe, wat resulteert in een verkorting van de levensduur van de matrijs.
Veel voorkomende defecten van gewalste draden: scheuren of krassen op het oppervlak van het schroefdraadgedeelte; willekeurige gespen; uit rondheid van het schroefdraadgedeelte. Als deze defecten in grote aantallen voorkomen, zullen ze tijdens de verwerkingsfase worden ontdekt. Als het aantal voorvallen klein is, merkt het productieproces deze defecten niet op en circuleert het vervolgens naar gebruikers, wat problemen veroorzaakt. Daarom moeten de belangrijkste aspecten van verwerkingsomstandigheden worden samengevat, en deze sleutelfactoren moeten in het productieproces worden gecontroleerd.
7. Warmtebehandeling:
Bevestigingsmiddelen met hoge sterkte moeten worden geblust en getemperd volgens de technische vereisten. Het doel van warmtebehandeling en ontlaten is om de uitgebreide mechanische eigenschappen van bevestigingsmiddelen te verbeteren om te voldoen aan de gespecificeerde treksterktewaarde en opbrengstverhouding van het product. Het warmtebehandelingsproces heeft een cruciale invloed op zeer sterke bevestigingsmiddelen, met name hun intrinsieke kwaliteit. Om hoogwaardige bevestigingsmiddelen met een hoge sterkte te produceren, moeten daarom geavanceerde warmtebehandelingstechnologie en -apparatuur beschikbaar zijn. Vanwege het grote productievolume en de lage prijs van bouten met hoge sterkte, en het schroefdraadgedeelte is een relatief fijne en relatief nauwkeurige structuur, moet de warmtebehandelingsapparatuur een grote productiecapaciteit, een hoge mate van automatisering en een goede warmtebehandeling hebben kwaliteit.
Sinds de jaren negentig domineert de continue warmtebehandelingsproductielijn met een beschermende atmosfeer, en het schokbodemtype en de gaasbandoven zijn bijzonder geschikt voor warmtebehandeling en ontlaten van kleine en middelgrote bevestigingsmiddelen. Naast de goede afdichtingsprestaties van de oven, heeft de afschrik- en ontlaatlijn ook geavanceerde computerregeling van atmosfeer, temperatuur en procesparameters, alarm voor apparatuurstoringen en weergavefuncties. Zeer sterke bevestigingsmiddelen worden automatisch gecontroleerd en bediend van voeden-reinigen-verwarmen-quenchen-reinigen-temperen-kleuren tot offline, wat de kwaliteit van de warmtebehandeling effectief waarborgt. De ontkoling van de schroefdraad zal ervoor zorgen dat de bevestiger struikelt voordat de door de mechanische eigenschappen vereiste weerstand is bereikt, wat het falen van de schroefdraad zal veroorzaken en de levensduur zal verkorten. Vanwege de ontkoling van de grondstof, als het gloeien onjuist is, zal de ontkoolde laag van de grondstof worden verdiept. Tijdens het blussen en temperen van warmtebehandeling wordt over het algemeen wat oxiderend gas van buiten de oven binnengebracht. De roest van de staafdraad of het residu op het oppervlak van het walsdraad na het koudtrekken zal ook ontleden nadat het in de oven is verwarmd, en sommige oxiderende gassen zullen door de reactie worden gegenereerd. Zo zal de oppervlakteroest van staaldraad, die is samengesteld uit ijzercarbonaat en hydroxide, na verwarming worden afgebroken tot CO2 en H2O, waardoor de ontkoling wordt verergerd. Studies hebben aangetoond dat de mate van ontkoling van staal met een gemiddelde koolstoflegering ernstiger is dan die van koolstofstaal, en dat de snelste ontkolingstemperatuur tussen 700-800 graden Celsius ligt. Omdat de bevestigingen op het oppervlak van de staaldraad zeer snel ontleden en CO2 en H2O synthetiseren onder bepaalde omstandigheden, als het ovengas van de continue gaasbandoven niet goed wordt gecontroleerd, zal de ontkoling van de schroef te slecht zijn. Wanneer de bevestigingsmiddelen met hoge weerstand worden gevormd door koude kop, bestaan de grondstoffen en de gegloeide ontkoolde laag niet alleen nog steeds, maar worden ze ook geëxtrudeerd naar de bovenkant van de draad. Voor het oppervlak van het bevestigingsmiddel dat moet worden afgeschrikt, kan de vereiste hardheid niet worden bereikt. Mechanische eigenschappen (vooral sterkte en slijtvastheid) worden verminderd.
Bovendien is het oppervlak van de staaldraad ontkoold, hebben de oppervlaktelaag en de interne structuur verschillende uitzettingscoëfficiënten en kunnen er tijdens het afschrikken oppervlaktescheuren optreden. Om deze reden moet tijdens het afschrikken en verwarmen de bovenkant van de draad worden beschermd tegen ontkoling, moeten de bevestigingsmiddelen waarvan de grondstoffen zijn ontkoold op de juiste manier worden gecarboniseerd en moeten de voordelen van de beschermende atmosfeer in de gaasbandoven worden aangepast aan de originele carbon gecoate onderdelen. Het koolstofgehalte is in principe hetzelfde, zodat de ontkoolde bevestigingsmiddelen langzaam weer op het oorspronkelijke koolstofgehalte kunnen worden hersteld. Het koolstofpotentieel wordt bij voorkeur gesteld op 0,42 procent -0,48 procent . , om grove korrels te vermijden en mechanische eigenschappen te beïnvloeden. De kwaliteitsproblemen die kunnen optreden bij het afschrikken en temperen van bevestigingsmiddelen omvatten voornamelijk onvoldoende hardheid in de afgekoelde toestand; ongelijke hardheid in uitgedoofde toestand; overmatige afschrikvervorming; uitdovend kraken. Dergelijke problemen in het veld hebben vaak te maken met grondstoffen, afschrikverwarming en afschrikkoeling. Door het warmtebehandelingsproces correct te formuleren en het productieproces te standaardiseren, kunnen dergelijke kwaliteitsongevallen vaak worden voorkomen.
