Quy trình sản xuất bu lông cường độ cao
Công nghệ gia công của bu lông cường độ cao là: thép cuộn cán nóng - (kéo nguội) - nung hình cầu (làm mềm) - tẩy cặn cơ học - tẩy - kéo nguội - rèn nguội - gia công ren - nhiệt luyện - kiểm tra
1. Thiết kế thép
Trong sản xuất ốc vít, việc lựa chọn chính xác vật liệu làm dây buộc là một phần quan trọng, bởi vì hiệu suất của ốc vít liên quan chặt chẽ đến vật liệu của chúng. Nếu vật liệu được chọn không phù hợp hoặc không chính xác, hiệu suất có thể không đáp ứng yêu cầu, tuổi thọ có thể bị rút ngắn, thậm chí có thể xảy ra tai nạn hoặc khó khăn trong quá trình gia công và chi phí chế tạo sẽ cao. Vì vậy, việc lựa chọn chất liệu dây buộc là một mắt xích rất quan trọng. Thép nhóm nguội là thép dùng cho các chốt có khả năng thay thế cho nhau cao được sản xuất bằng quá trình tạo nhóm nguội. Do được hình thành bằng quá trình gia công nhựa kim loại ở nhiệt độ thường nên mỗi bộ phận đều có lượng biến dạng lớn và tốc độ biến dạng cao. Do đó, các yêu cầu về hiệu suất của nguyên liệu thô thép nhóm nguội là rất nghiêm ngặt.
Trên cơ sở thực hành sản xuất lâu dài và nghiên cứu người dùng, kết hợp với GB / T 6478-2001 "Điều kiện kỹ thuật đối với thép đúc nguội và thép đùn nguội" GB / T 699-1999 "Thép kết cấu carbon chất lượng cao" và nhắm mục tiêu JISG 3507-1991 "Tiêu đề lạnh" Các đặc điểm của "Thép carbon cho thép", lấy các yêu cầu vật liệu của bu lông và vít cấp 8,8 và 9,8 làm ví dụ, xác định các nguyên tố hóa học khác nhau. Nếu hàm lượng C quá cao, hiệu suất tạo hình nguội sẽ bị giảm; nếu nó quá thấp, các đặc tính cơ học của các bộ phận không thể đáp ứng được, vì vậy nó được đặt ở 0. 25 phần trăm -0. 55 phần trăm. Mn có thể cải thiện tính thấm của thép, nhưng nếu thêm quá nhiều sẽ tăng cường cấu trúc ma trận và ảnh hưởng đến hiệu suất tạo hình nguội; khi các bộ phận được làm nguội và tôi luyện, có xu hướng thúc đẩy sự phát triển của hạt austenit, vì vậy nó cần được cải thiện một cách thích hợp trên cơ sở quốc tế. Nó là 0. 45 phần trăm -0. 8 0 phần trăm. Si có thể tăng cường ferit và giảm khả năng định hình nguội. SP là một nguyên tố tạp chất, và sự tồn tại của nó sẽ gây ra sự phân tách dọc theo ranh giới thớ, dẫn đến sự biến dạng của ranh giới thớ và làm hỏng các tính chất cơ học của thép. Nó nên được giảm càng nhiều càng tốt. B. Giá trị lớn nhất của hàm lượng bo là 0,005 phần trăm, vì mặc dù bo có tác dụng cải thiện đáng kể tính thấm của thép, nhưng nó cũng sẽ làm tăng độ giòn của thép. Hàm lượng bo quá cao rất không có lợi cho các phôi gia công như bu lông, ốc vít và đinh tán yêu cầu các đặc tính cơ học toàn diện tốt.
2. Ủ hình cầu (làm mềm)
Khi vít đầu chìm và bu lông đầu lục giác được sản xuất bằng quy trình nguội, cấu trúc ban đầu của thép sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tạo hình của quy trình nguội. Trong quá trình gia công nguội, biến dạng dẻo cục bộ có thể đạt đến 60 phần trăm -80 phần trăm, do đó thép phải có độ dẻo tốt. Khi thành phần hóa học của thép không đổi, cấu trúc kim loại là yếu tố then chốt để xác định độ dẻo. Người ta thường tin rằng ngọc trai dạng mảnh thô không có lợi cho quá trình tạo khuôn nguội, trong khi ngọc trai dạng cầu mịn có thể cải thiện đáng kể khả năng biến dạng dẻo của thép. Đối với thép cacbon trung bình và thép hợp kim cacbon trung bình với một lượng lớn ốc vít có độ bền cao, quá trình ủ hình cầu (làm mềm) được thực hiện trước khi đánh nguội, để thu được ngọc trai hình cầu đồng nhất và mịn nhằm đáp ứng tốt hơn nhu cầu sản xuất thực tế.
Để ủ mềm thanh dây thép cacbon trung bình, nhiệt độ gia nhiệt phải được giữ ở trên và dưới điểm tới hạn của thép, và nhiệt độ gia nhiệt không được quá cao, nếu không xi măng bậc ba sẽ kết tủa dọc theo ranh giới hạt, dẫn đến lạnh. đang nứt đầu. Thanh dây bằng thép hợp kim cacbon trung bình được ủ bằng phương pháp hình cầu đẳng nhiệt. Sau khi gia nhiệt ở AC1 cộng (20-30 phần trăm), lò được làm mát xuống thấp hơn Ar1 một chút, nhiệt độ khoảng 700 độ C trong một giai đoạn đẳng nhiệt, và sau đó lò được làm mát đến khoảng 500 độ C và không khí- nguội lạnh. Cấu trúc kim loại của thép thay đổi từ thô sang mịn, từ dạng vảy sang dạng cầu, và tỷ lệ nứt gãy của nhóm nguội sẽ giảm đáng kể. Khu vực chung của nhiệt độ ủ làm mềm cho thép 35 \ 45 \ ML35 \ SWRCH35K là 715-735 độ C; trong khi khu vực chung của nhiệt độ nung ủ hình cầu cho thép SCM435 \ 40Cr \ SCR435 là 740-770 độ C và nhiệt độ đẳng nhiệt là 680-700 độ C.
Ba, lột và tẩy cặn
Quá trình loại bỏ tấm oxit sắt khỏi dây thép thanh tiêu đề nguội là tước và tẩy cặn. Có hai phương pháp: tẩy cặn cơ học và tẩy cặn bằng hóa chất. Việc thay thế quy trình tẩy cặn bằng hóa chất của dây thép bằng phương pháp tẩy cặn cơ học không chỉ nâng cao năng suất mà còn giảm ô nhiễm môi trường. Quá trình tẩy cặn này bao gồm phương pháp uốn (bánh xe tròn có rãnh hình tam giác thường được sử dụng để uốn nhiều lần thanh dây điện), phương pháp phun chín, v.v., hiệu quả tẩy cặn tốt nhưng không thể loại bỏ cặn sắt dư (loại bỏ tỷ lệ cáu cặn sắt oxit là 97 phần trăm)), đặc biệt khi cặn của cặn oxit sắt rất mạnh, do đó, quá trình tẩy cặn cơ học bị ảnh hưởng bởi độ dày, cấu trúc và trạng thái ứng suất của vảy sắt. Thanh dây thép cacbon được sử dụng cho ốc vít có độ bền thấp (nhỏ hơn hoặc bằng 6,8)
Chốt có độ bền cao (lớn hơn hoặc bằng cấp 8,8) sử dụng các thanh dây sau khi tẩy cặn cơ học để loại bỏ tất cả các vảy ôxít sắt, sau đó trải qua quá trình tẩy hóa học để tẩy cặn hợp chất. Đối với thanh dây thép cacbon thấp, tấm sắt để lại do quá trình tẩy cặn cơ học có khả năng gây mài mòn không đều khi kéo dài hạt. Khi lỗ kéo thớ bám vào tôn sắt khi thanh dây cọ xát với nhiệt độ bên ngoài, bề mặt thanh dây tạo ra các vết thớ dọc. Hơn 95 phần trăm là do các vết xước trên bề mặt của dây thép trong quá trình vẽ. Do đó, phương pháp tẩy cặn cơ học không thích hợp cho quá trình vẽ tốc độ cao.
4. Kéo
Quá trình vẽ có hai mục đích, một là sửa đổi kích thước của các vật liệu thô; hai là để có được các đặc tính cơ học cơ bản của ốc vít thông qua biến dạng và tăng cường. Đối với thép cacbon trung bình, thép hợp kim cacbon trung bình còn có một mục đích khác, đó là làm dây dẫn. Xi măng dạng vảy thu được sau khi làm nguội có kiểm soát sẽ bị nứt càng nhiều càng tốt trong quá trình kéo để chuẩn bị cho quá trình ủ hình cầu tiếp theo (làm mềm) để thu được xi măng dạng hạt. Tuy nhiên, một số nhà sản xuất tự ý giảm bớt bản vẽ nhằm giảm giá thành. Tốc độ giảm quá mức làm tăng xu hướng làm cứng của dây thép, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất nguội của dây thanh. Nếu sự phân bố tỷ lệ gia giảm của từng đường chuyền không phù hợp cũng sẽ gây ra các vết nứt xoắn trên dây thanh trong quá trình kéo.
Ngoài ra, nếu bôi trơn không tốt trong quá trình kéo cũng có thể gây ra các vết nứt ngang thường xuyên trên dây kéo nguội. Hướng tiếp tuyến của dây dẫn và khuôn kéo dây không đồng tâm cùng lúc khi cuộn dây ra khỏi khuôn, điều này sẽ làm cho độ mòn của mẫu lỗ một bên của khuôn kéo dây trở nên trầm trọng hơn, làm cho lỗ bên trong ra khỏi vòng, và gây ra biến dạng bản vẽ không đồng đều theo hướng chu vi của dây. Độ tròn của dây thép nằm ngoài khả năng chịu đựng và ứng suất mặt cắt ngang của dây thép không đồng đều trong quá trình làm nguội, điều này ảnh hưởng đến tốc độ truyền nguội. Trong quá trình kéo dây thép, tỷ lệ giảm bề mặt quá mức sẽ làm giảm chất lượng bề mặt của dây thép, trong khi tỷ lệ giảm bề mặt quá thấp sẽ không có lợi cho việc nghiền nát xi măng bong ra và rất khó để thu được nhiều xi măng dạng hạt càng tốt. , nghĩa là, tỷ lệ hình cầu hóa của xi măng thấp, điều này cực kỳ bất lợi đối với hiệu suất làm nguội của dây thép. Đối với thanh và thép cuộn được sản xuất bằng phương pháp kéo, tỷ lệ giảm một phần bề mặt được kiểm soát trực tiếp trong phạm vi 10 phần trăm -15 phần trăm.
5. rèn nguội
Thông thường, việc hình thành đầu bu lông thông qua quá trình xử lý nhựa nhóm nguội. So với quá trình cắt, sợi kim loại (dây kim loại) liên tục cùng với hình dạng của sản phẩm và không có vết cắt ở giữa, do đó nâng cao độ bền của sản phẩm, đặc biệt là cơ tính. Quy trình tạo tiêu đề nguội bao gồm cắt và tạo hình, tiêu đề nguội nhấp một lần, nhấp đúp, và tiêu đề nguội tự động ở các vị trí đa nguyên công.
Máy hàn nguội tự động thực hiện các quy trình đa tác vụ như dập, rèn đầu, đùn và giảm đường kính trong một số khuôn định hình. Các đặc tính xử lý của phôi trắng ban đầu được sử dụng bởi máy phân nhóm nguội tự động một trạm hoặc đa nhiệm được xác định bởi kích thước của kích thước vật liệu của thanh có chiều dài 5-6 mét hoặc kích thước của thanh dây với trọng lượng 1900-2000 KG, tức là đặc điểm của công nghệ chế biến. Điểm mấu chốt là nhóm nguội không sử dụng các phôi đơn đã được cắt sẵn mà sử dụng chính máy bào nguội tự động để cắt và đảo trộn (nếu cần) các phôi từ thanh và thanh dây. Trước khi đùn khoang, trống phải được định hình. Có thể thu được mẫu trắng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật bằng cách tạo hình. Trước khi đảo ngược, giảm bớt và đùn tích cực, mẫu trống không cần phải được tạo hình. Sau khi phôi trắng được cắt, nó được gửi đến trạm đảo trộn và định hình. Trạm này có thể cải thiện chất lượng của phôi, giảm 15-17 phần trăm lực tạo hình của trạm tiếp theo, đồng thời kéo dài tuổi thọ của khuôn và có thể chế tạo bu lông với nhiều đường kính giảm.
1. Cách dễ nhất để cắt trống bằng dụng cụ cắt nửa kín là sử dụng dụng cụ cắt tay áo; góc của vết mổ không được lớn hơn 3 độ; và khi sử dụng một công cụ cắt hở, góc xiên của vết rạch có thể đạt đến 5 -7 độ.
2. Phôi có kích thước ngắn phải có thể quay 180 độ trong quá trình chuyển từ trạm trước sang trạm tạo hình tiếp theo để có thể phát huy được tiềm năng của máy nhóm nguội tự động, có thể gia công các chốt có kết cấu phức tạp, và độ chính xác của các bộ phận có thể được cải thiện.
3. Mỗi trạm tạo hình phải được trang bị một thiết bị hoàn trả đột dập, và khuôn dập phải được trang bị một thiết bị đẩy kiểu tay áo.
4. Số lượng trạm tạo hình (không bao gồm trạm cắt) nhìn chung phải đạt tới 3-4 trạm (nhiều hơn 5 trong trường hợp đặc biệt).
5. Trong thời gian bảo dưỡng hiệu quả, cấu trúc của thanh dẫn hướng thanh trượt chính và các bộ phận của quy trình có thể đảm bảo độ chính xác định vị của đột và khuôn.
6. Công tắc giới hạn đầu cuối phải được lắp đặt trên vách ngăn kiểm soát việc lựa chọn vật liệu, và phải chú ý đến việc kiểm soát lực đảo chiều. Độ tròn của dây quay nguội được sử dụng trong sản xuất ốc vít có độ bền cao trên máy làm nguội tự động phải nằm trong phạm vi dung sai đường kính, trong khi độ tròn của dây thép để siết chính xác hơn phải nằm trong phạm vi dung sai đường kính được giới hạn đến 1/1/2. 2 Trong phạm vi dung sai đường kính, nếu đường kính của dây thép không đạt kích thước quy định, các vết nứt sẽ xuất hiện ở phần hoặc đầu của chi tiết bị đảo lộn, hoặc hình thành các gờ. Nếu đường kính nhỏ hơn kích thước yêu cầu của quy trình, đầu sẽ không hoàn chỉnh. , các cạnh và góc hoặc các phần dày lên không rõ ràng. Độ chụm có thể đạt được bằng phương pháp mài nguội cũng liên quan đến việc lựa chọn phương pháp tạo hình và quy trình được sử dụng.
Ngoài ra, nó còn phụ thuộc vào đặc điểm cấu tạo của thiết bị được sử dụng, đặc điểm quá trình và trạng thái của nó, độ chính xác của dụng cụ và khuôn, tuổi thọ và mức độ mài mòn. Đối với thép hợp kim cao được sử dụng trong quá trình tạo hình và đùn nguội, độ nhám của bề mặt làm việc của khuôn đúc cacbua không được lớn hơn Ra =0. 2um. Khi độ nhám của bề mặt làm việc của loại khuôn này đạt đến Ra =0. 025-0. 050um thì nó có tuổi thọ cao nhất.
6. Xử lý luồng
Ren bu lông thường được gia công nguội để ren trống trong một phạm vi đường kính nhất định đi qua tấm dây cọ xát (cán) (khuôn), và sợi được tạo thành bởi áp lực của tấm dây (khuôn cán). Sự tinh giản dẻo của chi tiết ren không bị cắt đứt, tăng độ bền, độ chính xác cao, chất lượng đồng đều nên được sử dụng rộng rãi.
Để làm cho đường kính ngoài của ren của sản phẩm cuối cùng, đường kính trống ren yêu cầu là khác nhau, bởi vì nó bị giới hạn bởi các yếu tố như độ chính xác của ren và vật liệu có được phủ hay không. Cán (xát) ren là một phương pháp gia công sử dụng biến dạng dẻo để tạo thành răng ren. Nó sử dụng khuôn cán (tấm vặn vít) có cùng bước răng và hình dạng răng như ren cần gia công, trong khi đùn trục vít hình trụ, quay trống trục vít, và cuối cùng chuyển hình dạng răng trên khuôn cán sang trục vít trống, chủ đề được hình thành. Điểm chung của quá trình gia công ren (xát) là số vòng quay của cán không cần quá nhiều. Nếu nhiều quá thì hiệu quả thấp, bề mặt ren răng dễ bị tách hoặc xô lệch ngẫu nhiên. Ngược lại, nếu số vòng quay quá ít, đường kính của ren dễ bị lệch vòng, đồng thời áp suất ở giai đoạn đầu của quá trình cán tăng lên bất thường, làm cho tuổi thọ của khuôn bị rút ngắn.
Các khuyết tật thường gặp của ren cuộn: vết nứt hoặc vết xước trên bề mặt của phần có ren; khóa ngẫu nhiên; ngoài độ tròn của phần có ren. Nếu những khiếm khuyết này xảy ra với số lượng lớn, chúng sẽ được phát hiện trong giai đoạn xử lý. Nếu số lần xuất hiện ít, quá trình sản xuất không nhận thấy những khuyết tật này rồi lưu thông đến tay người sử dụng sẽ gây ra sự cố. Do đó, các vấn đề chính của điều kiện chế biến cần được tóm tắt, và các yếu tố chính này cần được kiểm soát trong quá trình sản xuất.
7. Xử lý nhiệt
Chốt có độ bền cao phải được tôi và tôi luyện theo yêu cầu kỹ thuật. Mục đích của xử lý nhiệt và tôi là để cải thiện các tính chất cơ học toàn diện của ốc vít để đáp ứng giá trị độ bền kéo và tỷ lệ năng suất quy định của sản phẩm. Quá trình xử lý nhiệt có tác động quan trọng đến ốc vít có độ bền cao, đặc biệt là chất lượng bên trong của chúng. Vì vậy, để sản xuất ốc vít có độ bền cao chất lượng cao cần phải có công nghệ và thiết bị xử lý nhiệt tiên tiến. Do khối lượng sản xuất lớn và giá thành của bu lông cường độ cao thấp và phần ren là kết cấu tương đối tốt và tương đối chính xác nên thiết bị nhiệt luyện yêu cầu phải có công suất sản xuất lớn, mức độ tự động hóa cao và nhiệt luyện tốt. phẩm chất.
Kể từ những năm 1990, dây chuyền sản xuất xử lý nhiệt liên tục với bầu không khí bảo vệ đã chiếm ưu thế, và loại đáy sốc và lò đai lưới đặc biệt thích hợp để xử lý nhiệt và tôi luyện các ốc vít cỡ vừa và nhỏ. Ngoài hiệu suất niêm phong tốt của lò, dây chuyền tôi và tôi luyện còn có khả năng điều khiển máy tính tiên tiến về khí quyển, nhiệt độ và các thông số quá trình, cảnh báo lỗi thiết bị và các chức năng hiển thị. Chốt có độ bền cao được điều khiển và vận hành tự động từ cấp liệu-làm sạch-gia nhiệt-làm nguội-làm sạch-ủ-nhuộm màu đến ngoại tuyến, giúp đảm bảo chất lượng xử lý nhiệt một cách hiệu quả. Việc khử cặn bẩn của ren sẽ làm cho dây buộc bị lệch đi trước khi đạt đến lực cản theo yêu cầu của các đặc tính cơ học, điều này sẽ gây ra sự cố của dây buộc ren và rút ngắn tuổi thọ. Do nguyên liệu thô đã được khử cặn, nếu ủ không đúng cách, lớp khử cặn của nguyên liệu sẽ bị sâu. Trong quá trình làm nguội và tôi luyện nhiệt luyện, một số khí ôxy hóa thường được đưa vào từ bên ngoài lò. Lớp gỉ của dây thép hoặc cặn bám trên bề mặt của dây thép sau khi kéo nguội cũng sẽ bị phân hủy sau khi nung trong lò, và một số khí oxy hóa sẽ được tạo ra do phản ứng. Ví dụ, gỉ bề mặt của dây thép, bao gồm sắt cacbonat và hydroxit, sẽ bị phân hủy thành CO2 và H2O sau khi đun nóng, do đó làm trầm trọng thêm quá trình khử cacbon. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng mức độ khử cacbon của thép hợp kim cacbon trung bình nghiêm trọng hơn so với thép cacbon và nhiệt độ khử cacbon nhanh nhất là từ 700-800 độ C. Do các chất bám trên bề mặt của dây thép bị phân hủy và tổng hợp CO2 và H2O rất nhanh trong một số điều kiện nhất định, nếu khí đốt của lò đai lưới liên tục không được kiểm soát thích hợp, quá trình khử cacbon của trục vít sẽ quá kém. Khi ốc vít có độ bền cao được tạo thành bằng phương pháp nguội, các nguyên liệu thô và lớp khử cặn đã ủ không chỉ vẫn tồn tại mà còn được đùn lên đầu sợi. Đối với bề mặt của dây buộc cần tôi không thể đạt được độ cứng cần thiết. Các đặc tính cơ học (đặc biệt là độ bền và độ bền mài mòn) bị giảm.
Ngoài ra, bề mặt của dây thép được khử cặn, lớp bề mặt và cấu trúc bên trong có hệ số giãn nở khác nhau, và các vết nứt bề mặt có thể xảy ra trong quá trình dập tắt. Vì lý do này, trong quá trình làm nguội và gia nhiệt, phần đầu của sợi chỉ phải được bảo vệ khỏi quá trình khử cacbon, các chốt hãm mà nguyên liệu thô đã được khử cacbon phải được cacbon hóa thích hợp và các ưu điểm của môi trường bảo vệ trong lò đai lưới phải được điều chỉnh để các bộ phận được phủ carbon nguyên bản. Hàm lượng cacbon về cơ bản là giống nhau để các chốt khử cặn có thể được khôi phục từ từ về hàm lượng cacbon ban đầu. Tiềm năng carbon tốt hơn nên được đặt ở 0. 42 phần trăm -0. 48 phần trăm. , để tránh hạt thô và ảnh hưởng đến các tính chất cơ học. Các vấn đề về chất lượng có thể xảy ra trong quá trình dập tắt và tôi luyện ốc vít chủ yếu bao gồm không đủ độ cứng ở trạng thái tôi luyện; độ cứng không đồng đều ở trạng thái dập tắt; biến dạng dập tắt quá mức; dập tắt sự nứt. Những vấn đề như vậy trong lĩnh vực này thường liên quan đến nguyên liệu thô, quá trình gia nhiệt dập tắt và làm mát dập tắt. Việc xây dựng chính xác quy trình xử lý nhiệt và tiêu chuẩn hóa quy trình vận hành sản xuất thường có thể tránh được những tai nạn về chất lượng như vậy.
