Proses pembuatan baut kekuatan tinggi
Teknologi pemrosesan baut kekuatan tinggi adalah: batang kawat canai panas - (gambar dingin) - anil spheroidizing (pelunakan) - kerak mekanis - pengawetan - gambar dingin - penempaan dingin - pemrosesan benang - perlakuan panas - inspeksi
1. Desain baja
Dalam pembuatan pengencang, pemilihan bahan pengencang yang tepat merupakan bagian penting, karena kinerja pengencang erat kaitannya dengan bahannya. Jika bahan tidak dipilih dengan benar atau salah, kinerja mungkin tidak memenuhi persyaratan, masa pakai dapat dipersingkat, atau bahkan kecelakaan atau kesulitan pemrosesan dapat terjadi, dan biaya produksi akan tinggi. Oleh karena itu, pemilihan bahan pengikat merupakan mata rantai yang sangat penting. Baja pos dingin adalah baja untuk pengencang dengan kemampuan pertukaran tinggi yang dihasilkan oleh proses pembentukan pos dingin. Karena dibentuk oleh pemrosesan plastik logam pada suhu kamar, setiap bagian memiliki sejumlah besar deformasi dan kecepatan deformasi yang tinggi. Oleh karena itu, persyaratan kinerja bahan baku baja cold heading sangat ketat.
Berdasarkan praktik produksi jangka panjang dan penelitian pengguna, dikombinasikan dengan GB/T6478-2001 "Kondisi Teknis untuk Cold Heading dan Baja Ekstrusi Dingin" GB/T699-1999 "Baja Struktural Karbon Berkualitas Tinggi" dan target JISG3507-1991 "Cold Heading" Karakteristik "Batang Kawat Baja Karbon untuk Baja", mengambil persyaratan material baut dan sekrup grade 8.8 dan grade 9.8 sebagai contoh, penentuan berbagai unsur kimia. Jika kandungan C terlalu tinggi, kinerja pembentukan dingin akan berkurang; jika terlalu rendah, sifat mekanik bagian tidak dapat dipenuhi, sehingga ditetapkan sebesar 0.25 persen -0.55 persen . Mn dapat meningkatkan permeabilitas baja, tetapi menambahkan terlalu banyak akan memperkuat struktur matriks dan mempengaruhi kinerja pembentukan dingin; ketika bagian-bagiannya dipadamkan dan ditempa, ada kecenderungan untuk mendorong pertumbuhan butir austenit, sehingga harus ditingkatkan secara tepat secara internasional. Ini adalah 0.45 persen -0.80 persen . Si dapat memperkuat ferit dan mengurangi sifat mampu bentuk dingin. SP merupakan elemen pengotor, dan keberadaannya akan menyebabkan segregasi sepanjang batas butir, yang mengakibatkan penggelapan batas butir dan merusak sifat mekanik baja. Itu harus dikurangi sebanyak mungkin. B. Nilai maksimum kandungan boron adalah 0,005 persen , karena meskipun boron memiliki efek meningkatkan permeabilitas baja secara signifikan, tetapi juga akan meningkatkan kerapuhan baja. Kandungan boron yang berlebihan sangat tidak baik untuk benda kerja seperti baut, sekrup, dan stud yang membutuhkan sifat mekanik yang baik dan menyeluruh.
2. Spheroidizing (pelunakan) anil
Ketika sekrup kepala countersunk dan baut kepala soket segi enam diproduksi oleh proses pos dingin, struktur asli baja akan secara langsung mempengaruhi kemampuan pembentukan proses pos dingin. Pada proses cold heading, deformasi plastis daerah setempat dapat mencapai 60 persen -80 persen , sehingga baja harus memiliki plastisitas yang baik. Ketika komposisi kimia baja konstan, struktur metalografi adalah faktor kunci untuk menentukan plastisitas. Secara umum diyakini bahwa perlit serpihan kasar tidak kondusif untuk pembentukan pos dingin, sedangkan perlit bulat halus dapat secara signifikan meningkatkan kemampuan deformasi plastis baja. Untuk baja karbon menengah dan baja paduan karbon sedang dengan sejumlah besar pengencang berkekuatan tinggi, anil spheroidizing (pelunakan) dilakukan sebelum pos dingin, untuk mendapatkan perlit spheroidized yang seragam dan halus untuk lebih memenuhi kebutuhan produksi aktual.
Untuk pelunakan anil batang kawat baja karbon sedang, suhu pemanasan harus dijaga di atas dan di bawah titik kritis baja, dan suhu pemanasan tidak boleh terlalu tinggi, jika tidak, sementit tersier akan mengendap di sepanjang batas butir, menghasilkan dingin menuju retak. Batang kawat baja paduan karbon sedang dianil dengan spheroidisasi isotermal. Setelah pemanasan pada AC1 plus (20-30 persen ), tungku didinginkan hingga sedikit lebih rendah dari Ar1, suhu sekitar 700 derajat Celcius untuk periode isotermal, dan kemudian tungku didinginkan hingga sekitar 500 derajat Celcius dan udara- didinginkan. Struktur metalografi baja berubah dari kasar menjadi halus, dari serpihan menjadi bulat, dan tingkat retakan pada pos dingin akan sangat berkurang. Area umum suhu pelunakan anil untuk baja 35\45\ML35\SWRCH35K adalah 715-735 derajat Celcius; sedangkan luas umum suhu pemanasan anil spheroidizing untuk baja SCM435\40Cr\SCR435 adalah 740-770 derajat Celcius, dan suhu isotermal adalah 680-700 derajat Celcius.
Tiga, mengupas dan membersihkan kerak
Proses pelepasan pelat oksida besi dari batang kawat baja pos dingin adalah pengupasan dan kerak. Ada dua metode: kerak mekanis dan pengawetan kimia. Mengganti proses pengawetan kimia batang kawat dengan pembersihan kerak mekanis tidak hanya meningkatkan produktivitas tetapi juga mengurangi pencemaran lingkungan. Proses kerak ini termasuk metode pembengkokan (roda bundar dengan alur segitiga biasanya digunakan untuk menekuk batang kawat berulang kali), metode semprot sembilan, dll., Efek keraknya bagus, tetapi sisa kerak besi tidak dapat dihilangkan (penghapusan tingkat kerak oksida besi adalah 97 persen ) ), terutama ketika skala kerak oksida besi sangat kuat, oleh karena itu, kerak mekanis dipengaruhi oleh ketebalan, struktur dan keadaan tegangan dari kerak besi. Batang kawat baja karbon digunakan untuk pengencang kekuatan rendah (kurang dari atau sama dengan 6,8)
Pengencang kekuatan tinggi (lebih besar dari atau sama dengan kelas 8.8) menggunakan batang kawat setelah pembersihan kerak mekanis untuk menghilangkan semua kerak oksida besi, dan kemudian melalui proses pengawetan kimia untuk pembersihan kerak majemuk. Untuk batang kawat baja karbon rendah, lembaran besi yang ditinggalkan oleh pembersihan kerak mekanis cenderung menyebabkan keausan yang tidak merata pada peregangan butir. Ketika lubang draft butir menempel pada lembaran besi ketika batang kawat bergesekan dengan suhu eksternal, permukaan batang kawat menghasilkan tanda butir memanjang. Lebih dari 95 persen disebabkan oleh goresan pada permukaan kawat baja selama proses menggambar. Oleh karena itu, metode kerak mekanis tidak cocok untuk menggambar berkecepatan tinggi.
4. Menarik
Proses menggambar memiliki dua tujuan, satu adalah untuk mengubah ukuran bahan baku; yang lainnya adalah untuk mendapatkan sifat mekanik dasar dari pengencang melalui deformasi dan penguatan. Untuk baja karbon sedang, baja paduan karbon sedang juga memiliki kegunaan lain, yaitu untuk membuat batang kawat. Sementit serpihan diperoleh setelah pendinginan terkontrol retak sebanyak mungkin selama proses menggambar untuk mempersiapkan anil spheroidization (pelunakan) berikutnya untuk mendapatkan sementit granular. Namun, beberapa produsen secara sewenang-wenang mengurangi gambar untuk mengurangi biaya. Tingkat reduksi yang berlebihan meningkatkan kecenderungan pengerasan kerja batang kawat, yang secara langsung mempengaruhi kinerja pos dingin batang kawat. Jika distribusi rasio reduksi masing-masing lintasan tidak sesuai, juga akan menyebabkan retakan torsional pada batang kawat selama proses penarikan.
Selain itu, jika pelumasan tidak baik selama proses menggambar, juga dapat menyebabkan keretakan melintang biasa pada batang kawat yang ditarik dingin. Arah tangensial batang kawat dan cetakan gambar kawat tidak konsentris pada saat yang sama ketika batang kawat digulung dari cetakan, yang akan menyebabkan keausan pola lubang sepihak dari gambar kawat mati memburuk, membuat lubang bagian dalam keluar dari putaran, dan menyebabkan deformasi gambar yang tidak rata dalam arah melingkari kawat. Kebulatan kawat baja di luar toleransi, dan tegangan penampang kawat baja tidak seragam selama proses pos dingin, yang mempengaruhi laju lulus pos dingin. Selama proses penarikan batang kawat, rasio reduksi permukaan yang berlebihan akan menurunkan kualitas permukaan kawat baja, sedangkan rasio reduksi permukaan yang terlalu rendah tidak kondusif untuk penghancuran sementit yang terkelupas, dan sulit untuk mendapatkan sebanyak mungkin. sementit granular mungkin. , yaitu, tingkat spheroidization dari sementit rendah, yang sangat tidak menguntungkan untuk kinerja pos dingin dari kawat baja. Untuk batang dan batang kawat yang diproduksi dengan metode penarikan, laju reduksi permukaan parsial dikontrol secara langsung dalam kisaran 10 persen -15 persen.
5. Penempaan dingin
Biasanya, pembentukan kepala baut mengadopsi pemrosesan plastik pos dingin. Dibandingkan dengan proses pemotongan, serat logam (kawat logam) terus menerus mengikuti bentuk produk, dan tidak ada potongan di tengah, sehingga meningkatkan kekuatan produk, terutama sifat mekanik. Proses pembentukan cold heading meliputi pemotongan dan pembentukan, single-click single-click, double-click cold heading, dan cold heading otomatis pada posisi multi-tugas.
Mesin pos dingin otomatis melakukan proses multi-tugas seperti stamping, penempaan pos, ekstrusi, dan pengurangan diameter dalam beberapa cetakan. Karakteristik pemrosesan blanko asli yang digunakan oleh mesin pos dingin otomatis satu stasiun atau multi-tugas ditentukan oleh ukuran ukuran material batang dengan panjang 5-6 meter atau ukuran batang kawat dengan bobot 1900-2000KG, yaitu karakteristik teknologi pengolahan. Intinya adalah bahwa pos dingin tidak menggunakan kosong tunggal pra-potong, tetapi menggunakan mesin pos dingin otomatis itu sendiri untuk memotong dan memotong (jika perlu) kosong dari batang dan batang kawat. Sebelum mengekstrusi rongga, blanko harus dibentuk. Kosong yang memenuhi persyaratan teknis dapat diperoleh dengan membentuk. Sebelum mengacaukan, mereduksi, dan ekstrusi positif, blanko tidak perlu dibentuk. Setelah blanko dipotong, dikirim ke stasiun yang mengganggu dan membentuk. Stasiun ini dapat meningkatkan kualitas blanko, mengurangi gaya pembentukan stasiun berikutnya sebesar 15-17 persen , dan memperpanjang umur cetakan, dan baut dapat dibuat dengan beberapa pengurangan diameter.
1. Cara termudah untuk memotong blanko dengan alat potong setengah tertutup adalah dengan menggunakan alat pemotong selongsong; sudut sayatan tidak boleh lebih besar dari 3 derajat; dan bila menggunakan pahat terbuka, sudut miring sayatan dapat mencapai 5 -7 derajat.
2. Kosong berukuran pendek harus dapat berputar 180 derajat selama pemindahan dari stasiun sebelumnya ke stasiun pembentuk berikutnya sehingga potensi mesin pos dingin otomatis dapat digunakan, pengencang dengan struktur kompleks dapat diproses, dan presisi bagian dapat ditingkatkan.
3. Setiap stasiun pembentuk harus dilengkapi dengan perangkat pelubang, dan cetakan harus dilengkapi dengan perangkat ejektor tipe selongsong.
4. Jumlah stasiun pembentuk (tidak termasuk stasiun pemotongan) umumnya harus mencapai 3-4 stasiun (lebih dari 5 dalam kasus khusus).
5. Selama periode layanan yang efektif, struktur rel pemandu penggeser utama dan komponen proses dapat memastikan akurasi posisi punch dan die.
6. Sakelar batas terminal harus dipasang pada penyekat yang mengontrol pemilihan material, dan perhatian harus diberikan pada kontrol gaya yang mengganggu. Ketidakbulatan kabel dial dingin yang digunakan dalam pembuatan pengencang kekuatan tinggi pada mesin pos dingin otomatis harus berada dalam kisaran toleransi diameter, sedangkan ketidakbulatan kabel baja untuk pengencang yang lebih presisi harus dibatasi hingga 1/1/2. 2 Dalam kisaran toleransi diameter, jika diameter kawat baja tidak mencapai ukuran yang ditentukan, retakan akan muncul di bagian atau kepala bagian yang mengganggu, atau akan terbentuk gerinda. Jika diameter lebih kecil dari ukuran yang dibutuhkan oleh proses, kepala tidak akan lengkap. , tepi dan sudut atau bagian yang menebal tidak jelas. Ketepatan yang dapat dicapai dengan cold heading juga berkaitan dengan pemilihan metode pembentukan dan prosedur yang digunakan.
Selain itu, juga tergantung pada karakteristik struktural peralatan yang digunakan, karakteristik proses dan keadaannya, presisi pahat dan cetakan, masa pakai, dan tingkat keausan. Untuk baja paduan tinggi yang digunakan dalam pembentukan dan ekstrusi pos dingin, kekasaran permukaan kerja cetakan karbida yang disemen tidak boleh lebih besar dari Ra=0.2um. Ketika kekasaran permukaan kerja jenis cetakan ini mencapai Ra=0.025-0.050um, ia memiliki masa pakai tertinggi.
6. Pemrosesan benang
Ulir baut umumnya bekerja dingin sehingga ulir kosong dalam kisaran diameter tertentu melewati pelat kawat gosok (rolling) (die), dan ulir dibentuk oleh tekanan pelat kawat (rolling die). Garis arus plastik dari bagian berulir tidak terputus, kekuatannya meningkat, presisinya tinggi, dan kualitasnya seragam, sehingga banyak digunakan.
Untuk membuat diameter luar ulir produk akhir, diameter blanko ulir yang dibutuhkan berbeda, karena dibatasi oleh faktor-faktor seperti akurasi ulir dan apakah bahannya dilapisi atau tidak. Menggulung (menggosok) benang adalah metode pemrosesan yang menggunakan deformasi plastis untuk membentuk gigi benang. Ini menggunakan rolling (screwing plate) die dengan pitch dan bentuk gigi yang sama dengan benang yang akan diproses, sambil mengekstrusi kosong sekrup silinder, memutar sekrup kosong, dan akhirnya mentransfer bentuk gigi pada rolling die ke On the screw kosong, utas terbentuk. Poin umum dari proses rolling (penggosokan) benang adalah jumlah putaran rolling tidak perlu terlalu banyak. Jika terlalu banyak, efisiensinya akan rendah, dan permukaan gigi benang akan dengan mudah menyebabkan pemisahan atau gesper acak. Sebaliknya, jika jumlah putaran terlalu kecil, diameter ulir mudah keluar dari putaran, dan tekanan pada tahap awal penggulungan meningkat secara tidak normal, sehingga memperpendek umur cetakan.
Cacat umum dari ulir yang digulung: retakan atau goresan pada permukaan bagian berulir; gesper acak; keluar dari kebulatan bagian berulir. Jika cacat ini terjadi dalam jumlah besar, mereka akan ditemukan selama tahap pemrosesan. Jika jumlah kemunculannya kecil, proses produksi tidak memperhatikan cacat ini dan kemudian beredar ke pengguna, menyebabkan masalah. Oleh karena itu, isu-isu kunci dari kondisi pemrosesan harus diringkas, dan faktor-faktor kunci ini harus dikendalikan dalam proses produksi.
7. Perlakuan panas
Pengencang kekuatan tinggi harus dipadamkan dan ditempa sesuai dengan persyaratan teknis. Tujuan dari perlakuan panas dan temper adalah untuk meningkatkan sifat mekanik yang komprehensif dari pengencang untuk memenuhi nilai kekuatan tarik yang ditentukan dan rasio hasil produk. Proses perlakuan panas memiliki dampak penting pada pengencang kekuatan tinggi, terutama kualitas intrinsiknya. Oleh karena itu, untuk menghasilkan pengencang kekuatan tinggi berkualitas tinggi, teknologi dan peralatan perlakuan panas yang canggih harus tersedia. Karena volume produksi yang besar dan harga baut kekuatan tinggi yang rendah, dan bagian berulir adalah struktur yang relatif halus dan relatif tepat, peralatan perlakuan panas diperlukan untuk memiliki kapasitas produksi yang besar, otomatisasi tingkat tinggi, dan perlakuan panas yang baik. kualitas.
Sejak tahun 1990-an, lini produksi perlakuan panas terus menerus dengan atmosfer pelindung telah mendominasi, dan jenis dasar kejut dan tungku sabuk jala sangat cocok untuk perlakuan panas dan temper pengencang kecil dan menengah. Selain kinerja penyegelan tungku yang baik, jalur pendinginan dan temper juga memiliki kontrol komputer yang canggih terhadap parameter atmosfer, suhu dan proses, alarm kegagalan peralatan, dan fungsi tampilan. Pengencang berkekuatan tinggi dikontrol dan dioperasikan secara otomatis dari feeding-cleaning-heating-quenching-cleaning-tempering-coloring hingga offline, yang secara efektif memastikan kualitas perlakuan panas. Dekarburisasi ulir akan menyebabkan pengikat tersandung sebelum resistansi yang dibutuhkan oleh sifat mekanik tercapai, yang akan menyebabkan kegagalan pengikat ulir dan memperpendek masa pakai. Karena dekarburisasi bahan baku, jika anil tidak tepat, lapisan bahan baku yang didekarburasi akan diperdalam. Dalam proses pendinginan dan perlakuan panas temper, beberapa gas pengoksidasi umumnya dibawa dari luar tungku. Karat kawat batang atau residu pada permukaan batang kawat setelah penarikan dingin juga akan terurai setelah dipanaskan di tungku, dan beberapa gas pengoksidasi akan dihasilkan oleh reaksi. Misalnya, karat permukaan kawat baja, yang terdiri dari besi karbonat dan hidroksida, akan terurai menjadi CO2 dan H2O setelah pemanasan, sehingga memperparah dekarburisasi. Penelitian telah menunjukkan bahwa tingkat dekarburisasi baja paduan karbon menengah lebih serius daripada baja karbon, dan suhu dekarburisasi tercepat adalah antara 700-800 derajat Celcius. Karena attachment pada permukaan kawat baja terurai dan mensintesis CO2 dan H2O dengan sangat cepat dalam kondisi tertentu, jika gas tungku dari tungku sabuk mesh kontinu tidak dikontrol dengan benar, dekarburisasi sekrup akan terlalu buruk. Ketika pengencang kekuatan tinggi dibentuk oleh pos dingin, bahan baku dan lapisan dekarburasi anil tidak hanya masih ada, tetapi juga diekstrusi ke bagian atas ulir. Untuk permukaan pengikat yang perlu dipadamkan, kekerasan yang dibutuhkan tidak dapat diperoleh. Sifat mekanik (terutama kekuatan dan ketahanan aus) berkurang.
Selain itu, permukaan kawat baja didekarburasi, lapisan permukaan dan struktur internal memiliki koefisien ekspansi yang berbeda, dan retakan permukaan dapat terjadi selama pendinginan. Untuk alasan ini, selama pendinginan dan pemanasan, bagian atas ulir harus dilindungi dari dekarburisasi, pengencang yang bahan bakunya telah didekarburasi harus dikarbonisasi dengan benar, dan keuntungan dari atmosfer pelindung di tungku sabuk jala harus disesuaikan dengan bagian berlapis karbon asli. Kandungan karbon pada dasarnya sama sehingga pengencang yang didekarburasi dapat secara perlahan dikembalikan ke kandungan karbon aslinya. Potensi karbon lebih disukai ditetapkan pada 0.42 persen -0.48 persen. , untuk menghindari butiran kasar dan mempengaruhi sifat mekanik. Masalah kualitas yang mungkin terjadi dalam proses pendinginan dan pengerasan temper terutama mencakup kekerasan yang tidak mencukupi dalam keadaan padam; kekerasan yang tidak merata dalam keadaan padam; deformasi pendinginan yang berlebihan; pendinginan retak. Masalah seperti itu di lapangan sering kali terkait dengan bahan baku, quenching heating, dan quenching cooling. Perumusan proses perlakuan panas dengan benar dan standarisasi proses operasi produksi seringkali dapat menghindari kecelakaan kualitas seperti itu.
