Procés de fabricació de cargols d'alta resistència

Procés de fabricació de cargols d'alta resistència

La tecnologia de processament de cargols d'alta resistència és: vareta laminada en calent-(estirat en fred)-esferoidització (suavització) recuit-descalcificació mecànica-decapat-estirat en fred-forja en fred-processament de fils-tractament tèrmic-inspecció

1. Disseny d'estructura d'acer

En la fabricació d'elements de fixació, la selecció correcta dels materials de fixació és un enllaç important, ja que el rendiment dels fixadors està estretament relacionat amb els seus materials. Si el material no es selecciona correctament o correctament, és possible que el rendiment no compleixi els requisits, la vida útil es pot escurçar, es poden produir accidents o el processament és difícil i el cost de fabricació pot ser elevat. Per tant, la selecció de materials de fixació és un enllaç molt important. L'acer de capçalera en fred és un acer de subjecció altament intercanviable produït mitjançant un procés de formació de capçal en fred. Com que el metall es processa plàsticament i es forma a temperatura ambient, cada part té una gran quantitat de deformació i la velocitat de deformació també és ràpida. Per tant, els requisits de rendiment de les matèries primeres d'acer de capçalera en fred són molt estrictes. Sobre la base de pràctiques de producció a llarg termini i investigacions d'usuaris, combinades amb GB/T6478-2001 "Condicions tècniques per a l'acer d'extrusió en fred i capçalera en fred", GB/T699-1999 "Acer estructural al carboni d'alta qualitat" i l'objectiu de JISG3507-1991 "Cold Heading" Les característiques de les barres de filferro d'acer al carboni per a acer, prenent com a exemple els requisits de materials dels cargols i cargols de grau 8.8 i grau 9.8, determinen diversos elements químics. Si el contingut de C és massa alt, el rendiment de conformació en fred disminuirà; si és massa baix, no es poden complir els requisits de rendiment mecànic de les peces, de manera que s'estableix en 0,25 per cent {{10}},55 per cent . Mn pot millorar la permeabilitat de l'acer, però afegir-ne massa reforçarà l'estructura de la matriu i afectarà el rendiment de conformació en fred; tendeix a promoure el creixement de grans d'austenita durant el procés de trempat i temperat de les peces, i s'hauria d'augmentar adequadament a nivell internacional. 0,45 per cent -0,8{0 per cent . Si pot enfortir la ferrita i promoure la disminució del rendiment de conformació en fred. Es va determinar que la reducció de l'allargament del material era inferior o igual a {{20}},30 per cent de Si. L'SP és un element d'impuresa, la seva existència es segregarà al llarg del límit del gra, provocarà la fragilitat del límit del gra i danyarà les propietats mecàniques de l'acer. S'ha de reduir el màxim possible. P Inferior o igual a 0,030 per cent, S Inferior o igual a 0,035 per cent. B. El contingut màxim de bor és del 0,005 per cent, perquè tot i que el bor pot millorar significativament la permeabilitat de l'acer, també augmentarà la fragilitat de l'acer.

2. Recuit esferoidant (suavitzant).

Quan el capçal en fred produeix cargols de capçal avellanat i cargols de capçal hexagonal, l'estructura original de l'acer afectarà directament la capacitat de conformació durant la partida en fred. La deformació plàstica local en el procés de capçal en fred pot arribar al 60 per cent -80 per cent . Per a això, l'acer ha de tenir una bona plasticitat. Quan la composició química de l'acer és constant, l'estructura metal·logràfica és el factor clau per determinar la plasticitat. En general, es creu que la perlita escamosa gruixuda no és favorable a l'encapçalament en fred, mentre que la perlita esfèrica fina pot millorar significativament la capacitat de deformació plàstica de l'acer. Per a l'acer de carboni mitjà i l'acer d'aliatge de carboni mitjà amb grans quantitats d'elements de fixació d'alta resistència, es realitza un recuit esferoidant (suavitzador) abans de la partida en fred per obtenir una perlita esferoïdal uniforme i fina, que pot satisfer millor les necessitats reals de producció. Per al recuit suavitzant del filferro d'acer al carboni mitjà, la temperatura d'escalfament se sol seleccionar als punts crítics superior i inferior de l'acer. La temperatura de calefacció generalment no és massa alta. En cas contrari, la cementita terciària precipitarà al llarg del límit del gra, provocant esquerdes de capçalera freda. El filferro d'acer d'aliatge de carboni mitjà adopta un recuit esferoidant isotèrmic. Després d'escalfar AC1 més (20-30 per cent), el forn es refreda a una mica més baix que Ar1, la temperatura es manté a uns 700 graus centígrads durant un període de temps i, a continuació, el forn es refreda a uns 500 graus centígrads. i refrigerat per aire. L'estructura metal·logràfica de l'acer canvia de gruixut a fi, de xapa a esfèrica, i la velocitat de trencament de la partida en fred es reduirà molt. La temperatura de recuit de suavització de l'acer 3545ML35SWRCH35K és generalment de 715-735 graus centígrads; mentre que la temperatura de recuit esferoïdal de l'acer SCM43540CrSCR435 és generalment de 740-770 graus centígrads, i la temperatura isotèrmica és de 680-700 graus centígrads.

3. Pelat i descalcificació

El procés d'eliminació de l'escala de ferro de la barra de filferro d'acer de capçalera freda s'està pelant. Hi ha dos mètodes: eliminació mecànica de l'òxid i decapat químic. La substitució del procés de decapat químic de les barres de filferro per una descalcificació mecànica no només millora la productivitat, sinó que també redueix la contaminació ambiental. Aquest procés de descalcificació inclou un mètode de flexió (generalment utilitzant una roda rodona amb una ranura triangular per doblegar repetidament el cable), nou mètodes de polvorització, etc. L'efecte de descalcificació és millor, però l'escala de ferro residual no es pot eliminar (la taxa d'eliminació de l'òxid). l'escala és del 97 per cent)), especialment quan l'adhesió de l'escala és forta. Per tant, l'eliminació de l'òxid mecànica es veu afectada pel gruix, l'estructura i l'estat de tensió de la làmina de ferro. Filferro d'acer al carboni per a fixacions de baixa resistència (menys o igual a 6,8). Després que els elements de fixació d'alta resistència (superiors o iguals a 8,8) s'eliminin mecànicament, l'escala s'elimina completament amb filferro i, a continuació, l'òxid s'agreuja amb un procés de decapat químic. Per al filferro d'acer suau, és probable que l'escala de ferro deixada per la descalcificació mecànica provoqui un desgast desigual del tiratge del gra. Quan el filferro d'acer es frega contra la temperatura externa per fer que el forat passant del gra s'adhereixi a la làmina de ferro, es produeixen rastres longitudinals de gra a la superfície del filferro d'acer. Quan el filferro és un cargol de brida de capçalera freda o un cargol de capçal cilíndric, més del 95 per cent dels motius de les microesquerdes al cap són causats per rascades a la superfície del filferro durant el procés de dibuix. tan,

4. Dibuix

El procés de dibuix té dos objectius. Un és canviar la mida de la matèria primera; l'altre és obtenir les propietats mecàniques bàsiques de la fixació mitjançant l'enfortiment de la deformació. Per a l'acer de carboni mitjà i l'acer d'aliatge de carboni mitjà, hi ha un altre propòsit, que és trencar la cementita escamosa obtinguda després d'un refredament controlat del fil tant com sigui possible durant el procés d'estirat, per tal de preparar-se per a la posterior esferoidització (suavització). ) recuit. cementita granular. Tanmateix, per tal de reduir costos, alguns fabricants redueixen els dibuixos sense autorització. Per a la passada, la reducció excessiva de la superfície augmenta la tendència a l'enduriment del treball del filferro, que afecta directament el rendiment del capçal en fred del filferro. Si la distribució de la relació de reducció de cada passada no és adequada, també provocarà que el filferro es torci durant el procés de dibuix. Les esquerdes distribuïdes longitudinalment al llarg del filferro amb un període determinat queden exposades durant el procés de capçalera en fred del filferro. A més, si la lubricació no és bona durant el procés de dibuix, també provocarà esquerdes transversals regulars a la barra de filferro estirada en fred. La direcció tangent de la matriu de bobinat de sortida de filferro no és concèntrica amb la matriu de trefilatge, cosa que augmentarà el desgast del forat unilateral de la matriu de trefilatge, farà que el forat interior no sigui rodó i farà que la deformació del trefil sigui desigual. la direcció circumferencial del cable. La rodonesa del filferro d'acer és massa pobra i la força sobre la secció transversal del filferro d'acer és desigual durant el procés d'encapçalament en fred, cosa que afecta la taxa qualificada de capçalera en fred. Durant el procés de trefilatge, la taxa de reducció de la superfície massa gran empitjorarà la qualitat de la superfície del filferro d'acer, mentre que la taxa de reducció de la superfície massa baixa no afavoreix la trituració de cementita escamosa i és difícil obtenir tanta cementita granular com sigui possible. possible. És a dir, la taxa d'esferoidització de la cementita és baixa, la qual cosa és extremadament desfavorable per al rendiment de capçalera en fred del filferro d'acer. Per a les barres i els filferro produïts per estirar, la taxa de reducció de la superfície local es controla directament dins del rang del 10 per cent -15 per cent . No obstant això, una taxa de reducció de superfície massa baixa no afavoreix la trituració de la cementita escamosa i és difícil obtenir tanta cementita granular com sigui possible. És a dir, la taxa d'esferoidització de la cementita és baixa, la qual cosa és extremadament desfavorable per al rendiment de capçalera en fred del filferro d'acer. Per a les barres i els filferro produïts per estirar, la taxa de reducció de superfície local es controla directament dins del rang del 10 per cent -15 per cent . No obstant això, una taxa de reducció de superfície massa baixa no afavoreix la trituració de la cementita escamosa i és difícil obtenir tanta cementita granular com sigui possible. És a dir, la taxa d'esferoidització de la cementita és baixa, la qual cosa és extremadament desfavorable per al rendiment de capçalera en fred del filferro d'acer. Per a les barres i els filferro produïts per estirar, la taxa de reducció de la superfície local es controla directament dins del rang del 10 per cent -15 per cent .

5. Forja en fred

Normalment, el cap del cargol està mecanitzat amb plàstic de capçalera en fred. En comparació amb el procés de tall, la fibra metàl·lica (filferro) és contínua al llarg de la forma del producte sense tallar-se al mig, la qual cosa millora la resistència del producte, especialment les propietats mecàniques. El procés de conformació de capçalera en fred inclou conformació de tall, capçalera en fred amb un sol clic d'una estació, capçalera en fred amb doble clic i capçalera en fred automàtica multitasca. Les màquines automàtiques d'encapçalament en fred realitzen processos multitasca com l'estampació, el revolt, l'extrusió i la reducció de matrius de conformació múltiples. Les característiques de processament de les matèries primeres utilitzades en màquines automàtiques d'encapçalament en fred d'una o diverses estacions estan determinades per la mida de barres amb una longitud de 5-6 metres o cables amb un pes de 5-6 metres. 1900-2000KG, és a dir, les característiques de la tecnologia de processament. L'encapçalament en fred no utilitza peces en blanc pretallades d'una sola peça, sinó que utilitza la pròpia màquina automàtica d'encapçalament en fred per tallar i trencar els espais en blanc de la barra (si és necessari) i els filferro. Abans de l'extrusió de la cavitat, s'ha de donar forma al blanc. Mitjançant la conformació, es pot obtenir un blanc que compleixi els requisits del procés. No cal donar forma a la palangana abans del revolt, la reducció del diàmetre i l'extrusió cap endavant. Després de tallar el blanc, s'envia a l'estació molesta. Aquesta estació pot millorar la qualitat del blanc, reduir la força de conformació de l'estació següent en un 15-17 per cent i allargar la vida útil del motlle. Els cargols es poden fabricar en diverses reduccions de diàmetre. 1. Utilitzeu un tallador semitancat per tallar el blanc. La manera més senzilla és utilitzar un tallador tipus endoll; l'angle del tall no ha de ser superior a 3 graus; quan utilitzeu un tallador obert, l'angle de bisell del tall pot arribar a 5-7 graus. 2. Quan el material curt es transfereix de l'estació anterior a la següent estació de formació, hauria de poder girar 180 graus, per tal d'exercir el potencial de la màquina automàtica d'encapçalament en fred, processar elements de fixació amb estructures complexes i millorar la precisió. de parts. 3. Cada estació de conformació ha d'estar equipada amb un expulsor de punxó i el motlle ha d'estar equipat amb un expulsor de mànigues. 4. Les estacions de conformació (sense incloure les estacions de tall) normalment haurien d'arribar a les estacions 3-4 (més de 5 estacions en casos especials). 5. Durant el període d'ús efectiu, l'estructura del rail guia del control lliscant principal i els components del procés poden garantir la precisió de posicionament del punxó i la matriu. 6. Els interruptors de límit de terminal s'han d'instal·lar al deflector per controlar la selecció del material i s'ha de parar atenció al control de la força d'alçament. L'excés de rodons del filferro estirat en fred utilitzat per a fixacions d'alta resistència a les màquines automàtiques de capçalera en fred hauria d'estar dins del rang de tolerància del diàmetre, mentre que el fora de rodons dels filferros utilitzats per a fixacions més precises hauria d'estar dins del diàmetre. rang de tolerància. S'hauria de limitar dins del rang de tolerància d'1/2 diàmetre, si el diàmetre del cable no arriba a la mida especificada, apareixeran esquerdes o rebaves al capçal de la part o de la part. Si el diàmetre és inferior a la mida requerida pel procés, el capçal estarà incomplet i les vores i cantonades o les parts inflades no quedaran clares. La precisió que pot aconseguir l'encapçalament en fred també està relacionada amb l'elecció del mètode de conformació i el procés utilitzat. A més, també depèn de les característiques estructurals, les característiques del procés i l'estat de l'equip utilitzat, la precisió, la vida útil i el grau de desgast del motlle. Per a l'acer d'alt aliatge per a encapçalament i extrusió en fred, la rugositat de la superfície de treball del motlle de carbur cimentat no ha de ser superior a Ra{33}}.2um. Quan la rugositat de la superfície de treball d'aquest tipus de motlle arriba a Ra=0.025-0.050um, la vida útil és la més alta.

6. Tractament del fil

Els fils dels cargols generalment es processen en fred, de manera que el fil en blanc dins d'un determinat rang de diàmetres s'enrotlla (enrotlla) a través de la placa de filferro (matriu) i el fil es forma per la pressió de la placa de filferro (matriu de rodament). La racionalització de plàstic de la part roscada no es talla, la qual cosa augmenta la força, l'alta precisió i la qualitat uniforme, de manera que s'utilitza àmpliament. Per tal de fer el diàmetre exterior del fil del producte final, el diàmetre en blanc del fil necessari és diferent perquè està limitat per factors com ara la precisió del fil i si el material està recobert o no. El fil de rodament (enrotllament) es refereix a un mètode de processament que utilitza la deformació plàstica per formar dents de fil. Utilitza matrius de laminació amb el mateix pas i forma de dent que el fil a processar. Gira el cargol en blanc mentre extrueix el cargol cilíndric en blanc i, finalment, transfereix el perfil de la dent de la matriu de laminació al cargol en blanc per formar fils. El punt comú del processament de fils de laminació (fregament) és que el nombre de revolucions de rodament no necessita massa. Si n'hi ha massa, l'eficiència serà baixa i la superfície del fil és fàcil de separar o enrotllar-se aleatòriament. Al contrari, si el nombre de revolucions és massa petit, és probable que el diàmetre del fil no sigui rodó i la pressió inicial de laminació augmenta de manera anormal, la qual cosa escurçarà la vida útil de la matriu. Defectes habituals dels fils enrotllats: esquerdes o rascades a la superfície del fil; pandeig aleatori; fil fora de rodonesa. Si aquests defectes es produeixen en gran quantitat, es detectaran durant la fase de processament. Si el nombre d'ocurrències és petit, aquests defectes es transmetran als usuaris sense voler durant el procés de producció, causant problemes. Per tant, s'han de resumir els problemes clau de les condicions de processament i aquests factors clau s'han de controlar durant el procés de producció.

7. Tractament tèrmic

Els elements de fixació d'alta resistència s'han d'apagar i temperar segons els requisits tècnics. El tractament tèrmic i el tremp són per millorar les propietats mecàniques completes dels elements de fixació per complir amb el valor de resistència a la tracció i la relació de rendiment especificats del producte. El procés de tractament tèrmic té una influència crucial en els elements de fixació d'alta resistència, especialment en la seva qualitat interna. Per tant, per produir elements de subjecció d'alta qualitat i alta resistència, es requereix una tecnologia i equips de tractament tèrmic avançats. A causa del gran volum de producció i el baix preu dels cargols d'alta resistència, l'estructura de la part roscada és relativament fina i precisa, de manera que l'equip de tractament tèrmic ha de tenir una gran capacitat de producció, un alt grau d'automatització i un tractament tèrmic de bona qualitat. . Des dels anys 1990, les línies de tractament tèrmic continu d'atmosfera protectora han dominat. El forn de cinturó de malla inferior sacsejant és especialment adequat per al tractament tèrmic i el tremp de subjeccions petites i mitjanes. A més del bon rendiment de segellat del forn, la línia de trempat i temperat també té un control avançat de microordinadors de l'atmosfera, la temperatura i els paràmetres de procés, i les funcions d'alarma i visualització de fallades de l'equip. Els elements de subjecció d'alta resistència es controlen de forma totalment automàtica des de la càrrega-neteja-escalfament-extinció-neteja-templat-coloriment fins a fora de línia, cosa que garanteix eficaçment la qualitat del tractament tèrmic. La descarburació de la rosca pot fer que la fixació salti primer quan no es compleix la resistència requerida per les propietats mecàniques, cosa que farà que la fixació de rosca falli i redueixi la vida útil. A causa de la descarburació de la matèria primera, si el recuit no és adequat, la capa de descarburació de la matèria primera s'aprofundirà. Durant el tractament tèrmic d'extinció i temperat, normalment s'introdueixen alguns gasos oxidants des de l'exterior del forn. L'òxid del filferro d'acer de la vareta o el residu a la superfície de la vareta després de l'estirat en fred també es descompondrà després de l'escalfament al forn i la reacció generarà alguns gasos oxidants. Per exemple, l'òxid a la superfície del filferro d'acer es compon de carbonat de ferro i hidròxid de ferro, que es descompondrà en CO2 i H2O després de l'escalfament, cosa que intensificarà la descarburació. Els estudis han demostrat que el grau de descarburació de l'acer d'aliatge de carboni mitjà és més greu que el de l'acer al carboni i que la temperatura de descarburació més ràpida es troba entre 700-800 graus centígrads. Atès que la fixació a la superfície del cable d'acer es descompondrà i sintetitzarà ràpidament CO2 i H2O en determinades condicions, si el gas del forn de la corretja de malla contínua no es controla correctament, també provocarà una descarburació excessiva del cargol. Quan els elements de fixació d'alta resistència tenen cap fred, la capa descarburada de la matèria primera i el recuit no només roman, sinó que també s'extrudeix a la part superior del fil. Per a la superfície de l'element de fixació que cal apagar, no es pot aconseguir la duresa requerida. Les propietats mecàniques (especialment la força i la resistència al desgast) es redueixen. A més, la superfície del filferro d'acer s'ha descarburat i els coeficients d'expansió de la capa superficial i l'estructura interna són diferents i poden aparèixer esquerdes superficials durant l'extinció. Per aquest motiu, és necessari protegir la part superior del fil de la descarburació durant l'extinció i l'escalfament, i carbonitzar correctament els elements de fixació les matèries primeres dels quals s'han descarburat, per tal d'ajustar els avantatges de l'atmosfera protectora del forn de cinturó de malla a el nivell original. Parts recobertes de carboni. El contingut de carboni és bàsicament el mateix, de manera que els elements de fixació descarburats tornen lentament al contingut de carboni original. El potencial de carboni es va establir en un 0,42 per cent -0,48 per cent. La temperatura de recobriment de carboni és la mateixa que la de l'extinció i no es pot dur a terme a alta temperatura. , per no afectar les propietats mecàniques degudes als grans gruixuts. Els problemes de qualitat que es poden produir durant el procés de trempat i temperat dels elements de fixació inclouen principalment: duresa insuficient en estat d'extinció; duresa desigual en estat apagat; deformació excessiva de trempada; apagant el craqueig. Aquests problemes al lloc sovint estan relacionats amb les matèries primeres, l'escalfament de la calefacció i la refrigeració. Formular correctament el procés de tractament tèrmic i estandarditzar el procés d'operació de producció, sovint pot evitar l'ocurrència d'aquests accidents de qualitat.

8. Conclusió

En resum, els factors de procés que afecten la qualitat dels elements de fixació d'alta resistència inclouen el disseny d'acer, el recuit esferoidant, l'eliminació de pelat i l'òxid, el dibuix, l'encapçalament en fred, el processament del fil, el tractament tèrmic, etc., i de vegades és la superposició de diversos factors. . . Sabem que els defectes de fixació són causats per fluctuacions en les característiques de qualitat del producte. Només comprenent amb precisió els factors tecnològics en el procés de fabricació del producte i generant una gran força impulsora per a la millora contínua de la qualitat, podem obtenir més beneficis i una competitivitat més forta mitjançant la millora contínua de la qualitat!