Il processo di produzione di bulloni ad alta resistenza
La tecnologia di lavorazione dei bulloni ad alta resistenza è: vergella laminata a caldo - (trafilatura a freddo) - sferoidizzazione (addolcimento) ricottura - disincrostazione meccanica - decapaggio - trafilatura a freddo - forgiatura a freddo - lavorazione del filo - trattamento termico - ispezione
1. Design in acciaio
Nella produzione di elementi di fissaggio, la corretta selezione dei materiali di fissaggio è una parte importante, poiché le prestazioni degli elementi di fissaggio sono strettamente correlate ai loro materiali. Se il materiale è selezionato in modo improprio o errato, le prestazioni potrebbero non soddisfare i requisiti, la durata di servizio potrebbe essere ridotta o potrebbero verificarsi incidenti o difficoltà di elaborazione e il costo di produzione sarà elevato. Pertanto, la selezione dei materiali di fissaggio è un collegamento molto importante. L'acciaio per stampaggio a freddo è l'acciaio per elementi di fissaggio con elevata intercambiabilità prodotto dal processo di formatura per stampaggio a freddo. Poiché è formato dalla lavorazione della plastica del metallo a temperatura ambiente, ogni parte ha una grande quantità di deformazione e un'elevata velocità di deformazione. Pertanto, i requisiti di prestazione delle materie prime in acciaio per stampaggio a freddo sono molto severi.
Sulla base della pratica di produzione a lungo termine e della ricerca degli utenti, combinata con GB/T6478-2001 "Condizioni tecniche per acciaio per stampaggio a freddo e acciaio per estrusione a freddo" GB/T699-1999 "Acciaio strutturale al carbonio di alta qualità" e target JISG3507-1991 "Cold Heading" Le caratteristiche della "Vergella di acciaio al carbonio per acciaio", prendendo come esempio i requisiti dei materiali di grado 8.8 e grado 9.8 bulloni e viti, la determinazione di vari elementi chimici. Se il contenuto di C è troppo alto, le prestazioni di formatura a freddo saranno ridotte; se è troppo basso, le proprietà meccaniche delle parti non possono essere soddisfatte, quindi è impostato su 0.25 percento -0.55 percento . Mn può migliorare la permeabilità dell'acciaio, ma l'aggiunta di troppo rafforzerà la struttura della matrice e influirà sulle prestazioni di formatura a freddo; quando le parti sono temprate e temperate, si tende a promuovere la crescita dei grani di austenite, quindi dovrebbe essere opportunamente migliorata su base internazionale. È 0,45 percento -0,80 percento . Si può rafforzare la ferrite e ridurre la formabilità a freddo. SP è un elemento di impurità e la sua esistenza causerà la segregazione lungo il bordo del grano, con conseguente infragilimento del bordo del grano e danni alle proprietà meccaniche dell'acciaio. Dovrebbe essere ridotto il più possibile. B. Il valore massimo del contenuto di boro è 0,005 percento, perché sebbene il boro abbia l'effetto di migliorare significativamente la permeabilità dell'acciaio, aumenterà anche la fragilità dell'acciaio. Un contenuto eccessivo di boro è molto sfavorevole per pezzi come bulloni, viti e prigionieri che richiedono buone proprietà meccaniche complete.
2. Ricottura sferoidizzante (ammorbidente).
Quando le viti a testa svasata e i bulloni a testa esagonale incassata vengono prodotti dal processo di stampaggio a freddo, la struttura originale dell'acciaio influirà direttamente sulla capacità di formatura del processo di stampaggio a freddo. Nel processo di stampaggio a freddo, la deformazione plastica dell'area locale può raggiungere il 60 percento -80 percento, quindi l'acciaio deve avere una buona plasticità. Quando la composizione chimica dell'acciaio è costante, la struttura metallografica è il fattore chiave per determinare la plasticità. Si ritiene generalmente che la perlite a scaglie grossolana non favorisca la formazione di stampaggio a freddo, mentre la perlite sferica fine può migliorare significativamente la capacità di deformazione plastica dell'acciaio. Per acciai al carbonio medio e acciai legati al carbonio medio con una grande quantità di viteria ad alta resistenza, prima della stampaggio a freddo viene eseguita la ricottura di sferoidizzazione (rammollimento), in modo da ottenere perlite sferoidizzata uniforme e fine per soddisfare al meglio le effettive esigenze di produzione.
Per la ricottura di rammollimento di vergelle di acciaio al carbonio medio, la temperatura di riscaldamento deve essere mantenuta al di sopra e al di sotto del punto critico dell'acciaio e la temperatura di riscaldamento non deve essere troppo alta, altrimenti la cementite terziaria precipiterà lungo il bordo del grano, provocando freddo rotta di testa. La vergella di acciaio legato a medio carbonio viene ricottura mediante sferoidizzazione isotermica. Dopo il riscaldamento a AC1 plus (20-30 percent ), il forno viene raffreddato a un valore leggermente inferiore ad Ar1, la temperatura è di circa 700 gradi Celsius per un periodo isotermico, quindi il forno viene raffreddato a circa 500 gradi Celsius e aria- raffreddato. La struttura metallografica dell'acciaio cambia da grossolana a fine, da lamellare a sferica, e la velocità di cracking dell'intestatura a freddo sarà notevolmente ridotta. L'area generale della temperatura di ricottura di rammollimento per l'acciaio 35\45\ML35\SWRCH35K è 715-735 gradi Celsius; mentre l'area generale della temperatura di riscaldamento di ricottura per sferoidizzazione per l'acciaio SCM435\40Cr\SCR435 è 740-770 gradi Celsius e la temperatura isotermica è 680-700 gradi Celsius.
Tre, peeling e decalcificazione
Il processo di rimozione della lamiera di ossido di ferro dalla vergella d'acciaio per stampaggio a freddo è la spellatura e la disincrostazione. Esistono due metodi: disincrostazione meccanica e decapaggio chimico. La sostituzione del processo di decapaggio chimico delle vergelle con la disincrostazione meccanica non solo migliora la produttività ma riduce anche l'inquinamento ambientale. Questo processo di disincrostazione include il metodo di piegatura (la ruota tonda con scanalature triangolari è comunemente usata per piegare ripetutamente la vergella), i nove metodi spray, ecc., l'effetto disincrostante è buono, ma la scaglia di ferro residua non può essere rimossa (la rimozione il tasso di incrostazioni di ossido di ferro è del 97 percento ) ), soprattutto quando le incrostazioni di ossido di ferro sono molto forti, pertanto la decalcificazione meccanica è influenzata dallo spessore, dalla struttura e dallo stato di sollecitazione delle incrostazioni di ferro. Vergelle in acciaio al carbonio utilizzate per elementi di fissaggio a bassa resistenza (inferiore o uguale a 6,8)
Gli elementi di fissaggio ad alta resistenza (maggiore o uguale al grado 8.8) utilizzano vergelle dopo la disincrostazione meccanica per rimuovere tutte le incrostazioni di ossido di ferro, quindi passano attraverso un processo di decapaggio chimico per comporre la disincrostazione. Per le vergelle di acciaio a basso tenore di carbonio, è probabile che la lamiera di ferro lasciata dalla decalcificazione meccanica causi un'usura irregolare della stiratura del grano. Quando il foro di tiraggio del grano aderisce alla lamiera di ferro quando la vergella sfrega contro la temperatura esterna, la superficie della vergella produce segni di grana longitudinale. Più del 95% è causato da graffi sulla superficie del filo di acciaio durante il processo di trafilatura. Pertanto, il metodo di decalcificazione meccanica non è adatto per la trafilatura ad alta velocità.
4. Tirare
Il processo di trafilatura ha due scopi, uno è quello di modificare le dimensioni delle materie prime; l'altro è ottenere le proprietà meccaniche di base degli elementi di fissaggio attraverso la deformazione e il rinforzo. Per l'acciaio al carbonio medio, anche l'acciaio legato al carbonio medio ha un altro scopo, ovvero realizzare la vergella. La cementite friabile ottenuta dopo raffreddamento controllato viene fessurata il più possibile durante il processo di trafilatura per prepararsi alla successiva ricottura di sferoidizzazione (rammollimento) per ottenere cementite granulare. Tuttavia, alcuni produttori riducono arbitrariamente il disegno per ridurre i costi. L'eccessivo tasso di riduzione aumenta la tendenza all'incrudimento della vergella, che influisce direttamente sulle prestazioni di stampaggio a freddo della vergella. Se la distribuzione del rapporto di riduzione di ciascuna passata non è appropriata, si verificheranno anche cricche torsionali nella vergella durante il processo di trafilatura.
Inoltre, se la lubrificazione non è buona durante il processo di trafilatura, può anche causare crepe trasversali regolari nella vergella trafilata a freddo. La direzione tangenziale della vergella e della filiera di trafilatura non è concentrica allo stesso tempo quando la vergella viene fatta rotolare fuori dalla filiera, il che provocherà un peggioramento dell'usura della configurazione dei fori unilaterali della filiera di trafilatura, rendendo il foro interno fuori tondo e causare una deformazione irregolare del disegno nella direzione circonferenziale del filo. La rotondità del filo di acciaio è fuori tolleranza e la sollecitazione della sezione trasversale del filo di acciaio non è uniforme durante il processo di stampaggio a freddo, il che influisce sulla velocità di passaggio di stampaggio a freddo. Durante il processo di trafilatura della vergella, il rapporto di riduzione superficiale eccessivo deteriorerà la qualità superficiale del filo d'acciaio, mentre il rapporto di riduzione superficiale troppo basso non favorisce lo schiacciamento della cementite friabile ed è difficile ottenere così tanto cementite granulare possibile. , cioè il tasso di sferoidizzazione della cementite è basso, il che è estremamente sfavorevole alle prestazioni di stampaggio a freddo del filo di acciaio. Per la barra e la vergella prodotte con il metodo di trafilatura, il tasso di riduzione della superficie parziale è controllato direttamente entro l'intervallo del 10 percento -15 percento.
5. Forgiatura a freddo
Di solito, la formatura della testa del bullone adotta la lavorazione della plastica per stampaggio a freddo. Rispetto al processo di taglio, la fibra metallica (filo metallico) è continua insieme alla forma del prodotto e non vi è alcun taglio nel mezzo, migliorando così la resistenza del prodotto, in particolare le proprietà meccaniche. Il processo di formatura con stampaggio a freddo include taglio e formatura, stampaggio a freddo a posizione singola, doppio clic e stampaggio a freddo automatico in posizioni multi-task.
Una macchina automatica per stampaggio a freddo esegue processi multi-tasking come stampaggio, forgiatura, estrusione e riduzione del diametro in diversi stampi di formatura. Le caratteristiche di lavorazione dello sbozzato originale utilizzato dalla macchina automatica per stampaggio a freddo monostazione o multitasking sono determinate dalla dimensione della dimensione del materiale della barra con una lunghezza di 5-6 metri o dalla dimensione della vergella con un peso di 1900-2000KG, ovvero le caratteristiche della tecnologia di lavorazione. Il punto è che la stampaggio a freddo non utilizza sbozzati singoli pretagliati, ma utilizza la stessa macchina di stampaggio a freddo automatica per tagliare e capovolgere (se necessario) sbozzati da barre e vergella. Prima di estrudere la cavità, il grezzo deve essere sagomato. Un grezzo che soddisfi i requisiti tecnici può essere ottenuto mediante sagomatura. Prima di ribaltare, ridurre ed estrusione positiva, il grezzo non ha bisogno di essere sagomato. Dopo che il grezzo è stato tagliato, viene inviato alla stazione di ricalcatura e sagomatura. Questa stazione può migliorare la qualità del grezzo, ridurre la forza di formatura della stazione successiva del 15-17 percento e prolungare la vita dello stampo e i bulloni possono essere realizzati con riduzioni di diametro multiple.
1. Il modo più semplice per tagliare il grezzo con un utensile da taglio semichiuso è utilizzare un utensile da taglio per maniche; l'angolo dell'incisione non deve essere maggiore di 3 gradi; e quando si utilizza un utensile da taglio aperto, l'angolo di smusso dell'incisione può raggiungere 5 -7 gradi.
2. Lo sbozzato di dimensioni ridotte deve poter ruotare di 180 gradi durante il trasferimento dalla stazione precedente alla stazione di formatura successiva in modo da poter sfruttare il potenziale della macchina automatica per stampaggio a freddo, elaborare i dispositivi di fissaggio con strutture complesse e la precisione delle parti può essere migliorata.
3. Ciascuna stazione di formatura deve essere dotata di un dispositivo di ritorno del punzone e lo stampo deve essere dotato di un dispositivo di espulsione del tipo a manicotto.
4. Il numero di stazioni di formatura (escluse le stazioni di taglio) dovrebbe generalmente raggiungere 3-4 stazioni (più di 5 in casi speciali).
5. Durante il periodo di servizio effettivo, la struttura della guida di scorrimento principale e dei componenti di processo possono garantire la precisione di posizionamento del punzone e della matrice.
6. Il finecorsa terminale deve essere installato sul deflettore che controlla la selezione del materiale e deve essere prestata attenzione al controllo della forza di ribaltamento. La rotondità del filo per quadrante a freddo utilizzato nella produzione di elementi di fissaggio ad alta resistenza su una macchina automatica per stampaggio a freddo dovrebbe rientrare nell'intervallo di tolleranza del diametro, mentre la rotondità dei fili di acciaio per elementi di fissaggio più precisi dovrebbe essere limitato a 1/1/2. 2 All'interno dell'intervallo di tolleranza del diametro, se il diametro del filo d'acciaio non raggiunge la dimensione specificata, nella parte o nella testa del pezzo che si sporgono appariranno delle crepe, oppure si formeranno delle bave. Se il diametro è inferiore alla dimensione richiesta dal processo, la testa sarà incompleta. , i bordi e gli angoli o le parti ispessite non sono nitidi. La precisione ottenibile con la stampaggio a freddo è anche correlata alla scelta del metodo di formatura e del procedimento utilizzato.
Inoltre, dipende anche dalle caratteristiche strutturali dell'attrezzatura utilizzata, dalle caratteristiche del processo e dal suo stato, dalla precisione dell'utensile e delle matrici, dalla durata e dal grado di usura. Per l'acciaio altamente legato utilizzato nella formatura e nell'estrusione di stampaggio a freddo, la rugosità della superficie di lavoro dello stampo in carburo cementato non deve essere maggiore di Ra=0.2um. Quando la rugosità della superficie di lavoro di questo tipo di stampo raggiunge Ra=0.025-0.050um, ha la durata massima.
6. Elaborazione del filo
La filettatura del bullone è generalmente lavorata a freddo in modo che la filettatura grezza entro un certo intervallo di diametri passi attraverso la piastra metallica di sfregamento (rullatura) (filiera) e la filettatura è formata dalla pressione della piastra metallica (filiera di laminazione). La linea di plastica della parte filettata non viene tagliata, la forza è aumentata, la precisione è elevata e la qualità è uniforme, quindi è ampiamente utilizzata.
Per realizzare il diametro esterno della filettatura del prodotto finale, il diametro del grezzo di filettatura richiesto è diverso, poiché è limitato da fattori quali la precisione della filettatura e se il materiale è rivestito o meno. Il filo di laminazione (sfregamento) è un metodo di lavorazione che utilizza la deformazione plastica per formare i denti del filo. Utilizza una matrice di laminazione (piastra di avvitamento) con lo stesso passo e forma del dente della filettatura da lavorare, mentre estrude la vite cilindrica grezza, ruota la vite grezza e infine trasferisce la forma del dente sulla matrice di laminazione alla vite vuoto, il filo è formato. Il punto comune dell'elaborazione del filo di rullatura (sfregamento) è che il numero di giri di rullatura non deve essere necessariamente eccessivo. Se è troppo, l'efficienza sarà bassa e la superficie dei denti del filo causerà facilmente la separazione o una fibbia casuale. Al contrario, se il numero di giri è troppo piccolo, è facile che il diametro della filettatura sia fuori tondo e la pressione nella fase iniziale della rullatura aumenta in modo anomalo, con conseguente accorciamento della vita della filiera.
Difetti comuni dei fili laminati: crepe o graffi sulla superficie della parte filettata; fibbie casuali; dalla rotondità della parte filettata. Se questi difetti si verificano in numero elevato, verranno scoperti durante la fase di lavorazione. Se il numero di occorrenze è esiguo, il processo produttivo non rileva questi difetti e quindi circola tra gli utenti, causando problemi. Pertanto, le questioni chiave delle condizioni di lavorazione dovrebbero essere riassunte e questi fattori chiave dovrebbero essere controllati nel processo di produzione.
7. Trattamento termico
Gli elementi di fissaggio ad alta resistenza devono essere temprati e rinvenuti secondo i requisiti tecnici. Lo scopo del trattamento termico e del rinvenimento è quello di migliorare le proprietà meccaniche complete degli elementi di fissaggio per soddisfare il valore di resistenza alla trazione e il rapporto di snervamento specificati del prodotto. Il processo di trattamento termico ha un impatto cruciale sugli elementi di fissaggio ad alta resistenza, in particolare sulla loro qualità intrinseca. Pertanto, al fine di produrre elementi di fissaggio ad alta resistenza di alta qualità, devono essere disponibili tecnologie e apparecchiature avanzate di trattamento termico. A causa dell'elevato volume di produzione e del basso prezzo dei bulloni ad alta resistenza, e la parte filettata è una struttura relativamente fine e relativamente precisa, l'attrezzatura per il trattamento termico deve avere una grande capacità produttiva, un alto grado di automazione e un buon trattamento termico qualità.
Dagli anni '90, la linea di produzione continua del trattamento termico con atmosfera protettiva ha dominato e il tipo a fondo d'urto e il forno a nastro in rete sono particolarmente adatti per il trattamento termico e la tempra di elementi di fissaggio di piccole e medie dimensioni. Oltre alle buone prestazioni di sigillatura del forno, la linea di tempra e rinvenimento dispone anche di un avanzato controllo computerizzato dell'atmosfera, della temperatura e dei parametri di processo, dell'allarme di guasto dell'apparecchiatura e delle funzioni di visualizzazione. Gli elementi di fissaggio ad alta resistenza sono controllati e azionati automaticamente dall'alimentazione-pulizia-riscaldamento-tempra-pulizia-tempera-colorazione a offline, il che garantisce efficacemente la qualità del trattamento termico. La decarburazione del filetto farà scattare il dispositivo di fissaggio prima che venga raggiunta la resistenza richiesta dalle proprietà meccaniche, il che causerà il cedimento del dispositivo di fissaggio filettato e ridurrà la durata. A causa della decarburazione della materia prima, se la ricottura è impropria, lo strato decarburato della materia prima verrà approfondito. Nel processo di trattamento termico di tempra e rinvenimento, del gas ossidante viene generalmente introdotto dall'esterno del forno. La ruggine del filo della barra o il residuo sulla superficie della vergella dopo la trafilatura a freddo si decomporranno anche dopo essere stati riscaldati nel forno e dalla reazione verranno generati alcuni gas ossidanti. Ad esempio, la ruggine superficiale del filo di acciaio, che è composto da carbonato di ferro e idrossido, si decompone in CO2 e H2O dopo il riscaldamento, aggravando così la decarburazione. Gli studi hanno dimostrato che il grado di decarburazione dell'acciaio legato al carbonio medio è più grave di quello dell'acciaio al carbonio e la temperatura di decarburazione più rapida è compresa tra 700-800 gradi Celsius. Poiché gli attacchi sulla superficie del filo di acciaio si decompongono e sintetizzano CO2 e H2O molto rapidamente in determinate condizioni, se il gas del forno del forno a nastro a maglia continua non è adeguatamente controllato, la decarburazione della vite sarà troppo scarsa. Quando gli elementi di fissaggio ad alta resistenza sono formati mediante stampaggio a freddo, le materie prime e lo strato ricotto decarburato non solo esistono ancora, ma vengono anche estrusi nella parte superiore del filo. Per la superficie del dispositivo di fissaggio che deve essere temprata, non è possibile ottenere la durezza richiesta. Le proprietà meccaniche (soprattutto resistenza e resistenza all'usura) sono ridotte.
Inoltre, la superficie del filo di acciaio viene decarburata, lo strato superficiale e la struttura interna hanno coefficienti di espansione diversi e durante la tempra possono verificarsi crepe superficiali. Per questo motivo, durante la tempra e il riscaldamento, la parte superiore del filo deve essere protetta dalla decarburazione, i dispositivi di fissaggio le cui materie prime sono state decarburate devono essere adeguatamente carbonizzati e i vantaggi dell'atmosfera protettiva nel forno a nastro a rete devono essere adeguati al parti originali in carbonio. Il contenuto di carbonio è sostanzialmente lo stesso in modo che gli elementi di fissaggio decarburati possano essere lentamente ripristinati al contenuto di carbonio originale. Il potenziale di carbonio è preferibilmente impostato a 0,42 percento -0, 48 percento . , in modo da evitare la grana grossa e alterare le proprietà meccaniche. I problemi di qualità che possono verificarsi nel processo di tempra e rinvenimento degli elementi di fissaggio includono principalmente una durezza insufficiente allo stato temprato; durezza irregolare allo stato spento; eccessiva deformazione da tempra; cracking estinguente. Tali problemi nel campo sono spesso legati alle materie prime, al riscaldamento e al raffreddamento. La corretta formulazione del processo di trattamento termico e la standardizzazione del processo operativo di produzione possono spesso evitare tali incidenti di qualità.
