El proceso de fabricación de pernos de alta resistencia.
La tecnología de procesamiento de pernos de alta resistencia es: alambrón laminado en caliente - (estirado en frío) - esferoidización (ablandamiento) recocido - decapado mecánico - decapado - estirado en frío - forja en frío - procesamiento de roscas - tratamiento térmico - inspección
1. Diseño de acero
En la fabricación de sujetadores, la selección correcta de los materiales de los sujetadores es una parte importante, porque el rendimiento de los sujetadores está estrechamente relacionado con sus materiales. Si el material se selecciona incorrectamente o incorrectamente, es posible que el rendimiento no cumpla con los requisitos, la vida útil puede acortarse o incluso pueden ocurrir accidentes o dificultades de procesamiento, y el costo de fabricación será alto. Por lo tanto, la selección de materiales de fijación es un vínculo muy importante. El acero de estampación en frío es acero para sujetadores con alta intercambiabilidad producido por el proceso de formación de estampación en frío. Debido a que está formado por procesamiento de metal y plástico a temperatura ambiente, cada parte tiene una gran cantidad de deformación y una alta velocidad de deformación. Por lo tanto, los requisitos de rendimiento de las materias primas de acero de estampación en frío son muy estrictos.
Sobre la base de la práctica de producción a largo plazo y la investigación del usuario, combinados con GB/T6478-2001 "Condiciones técnicas para el acero de extrusión en frío y de estampación en frío" GB/T699-1999 "Acero estructural al carbono de alta calidad" y objetivo JISG3507-1991 "Cabeza fría" Las características del "Alambrón de acero al carbono para acero", tomando como ejemplo los requisitos de material de los pernos y tornillos de grado 8.8 y grado 9.8, la determinación de varios elementos químicos. Si el contenido de C es demasiado alto, se reducirá el rendimiento de formación en frío; si es demasiado bajo, no se pueden cumplir las propiedades mecánicas de las piezas, por lo que se establece en 0,25 por ciento -0,55 por ciento. Mn puede mejorar la permeabilidad del acero, pero agregar demasiado fortalecerá la estructura de la matriz y afectará el rendimiento del conformado en frío; cuando las piezas están templadas y revenidas, hay una tendencia a promover el crecimiento de granos de austenita, por lo que debe mejorarse adecuadamente a nivel internacional. Es 0.45 por ciento -0.80 por ciento. Si puede fortalecer la ferrita y reducir la formabilidad en frío. SP es un elemento de impureza, y su existencia causará la segregación a lo largo del límite de grano, lo que resultará en la fragilización del límite de grano y el daño a las propiedades mecánicas del acero. Debe reducirse lo más posible. B. El valor máximo del contenido de boro es 0.005 por ciento, porque aunque el boro tiene el efecto de mejorar significativamente la permeabilidad del acero, también aumentará la fragilidad del acero. El contenido excesivo de boro es muy desfavorable para piezas de trabajo como pernos, tornillos y espárragos que requieren buenas propiedades mecánicas integrales.
2. Recocido de esferoidización (ablandamiento)
Cuando los tornillos de cabeza avellanada y los pernos de cabeza hueca hexagonal se producen mediante el proceso de estampación en frío, la estructura original del acero afectará directamente la capacidad de formación del proceso de estampación en frío. En el proceso de estampación en frío, la deformación plástica del área local puede llegar al 60 por ciento -80 por ciento, por lo que el acero debe tener una buena plasticidad. Cuando la composición química del acero es constante, la estructura metalográfica es el factor clave para determinar la plasticidad. En general, se cree que la perlita en escamas gruesa no conduce a la formación de cabezales en frío, mientras que la perlita esférica fina puede mejorar significativamente la capacidad de deformación plástica del acero. Para el acero al carbono medio y el acero aleado al carbono medio con una gran cantidad de elementos de fijación de alta resistencia, el recocido esferoidizado (ablandamiento) se realiza antes de la soldadura en frío, a fin de obtener una perlita esferoidizada uniforme y fina para satisfacer mejor las necesidades reales de producción.
Para el recocido de ablandamiento de alambrón de acero al carbono medio, la temperatura de calentamiento debe mantenerse por encima y por debajo del punto crítico del acero, y la temperatura de calentamiento no debe ser demasiado alta, de lo contrario, la cementita terciaria se precipitará a lo largo del borde del grano, lo que resultará agrietamiento del rumbo. El alambrón de acero de aleación de medio carbono se recoce mediante esferoidización isotérmica. Después de calentar a AC1 más (20-30 por ciento), el horno se enfría ligeramente por debajo de Ar1, la temperatura es de unos 700 grados Celsius durante un período isotérmico, y luego el horno se enfría a unos 500 grados Celsius y se airea. enfriado. La estructura metalográfica del acero cambia de gruesa a fina, de escamas a esférica, y la tasa de agrietamiento de la cabeza en frío se reduce considerablemente. El área general de temperatura de recocido de ablandamiento para el acero 35\45\ML35\SWRCH35K es 715-735 grados Celsius; mientras que el área general de temperatura de calentamiento de recocido esferoidal para el acero SCM435\40Cr\SCR435 es de 740-770 grados Celsius, y la temperatura isotérmica es de 680-700 grados Celsius.
Tres, pelar y descalcificar
El proceso de eliminación de la placa de óxido de hierro del alambrón de acero de estampación en frío es el decapado y decapado. Existen dos métodos: decapado mecánico y decapado químico. Reemplazar el proceso de decapado químico de los alambrones por decapado mecánico no solo mejora la productividad sino que también reduce la contaminación ambiental. Este proceso de desincrustación incluye el método de doblado (la rueda redonda con ranuras triangulares se usa comúnmente para doblar repetidamente el alambrón), los nueve métodos de rociado, etc., el efecto de desincrustación es bueno, pero la escala de hierro residual no puede eliminarse (la eliminación la tasa de incrustación de óxido de hierro es del 97 por ciento), especialmente cuando la incrustación de óxido de hierro es muy fuerte, por lo tanto, la desincrustación mecánica se ve afectada por el grosor, la estructura y el estado de tensión de la incrustación de hierro. Varillas de alambre de acero al carbono utilizadas para sujetadores de baja resistencia (menor o igual a 6.8)
Los sujetadores de alta resistencia (mayor o igual que el grado 8.8) usan varillas de alambre después de la descascarillado mecánico para eliminar todas las escamas de óxido de hierro y luego pasan por un proceso de decapado químico para descascarillar compuesto. En el caso de alambrón de acero con bajo contenido de carbono, es probable que la lámina de hierro dejada por el descascarillado mecánico provoque un desgaste desigual del estirado del grano. Cuando el orificio de tiro del grano se adhiere a la lámina de hierro cuando el alambrón roza contra la temperatura externa, la superficie del alambrón produce marcas de grano longitudinales. Más del 95 por ciento son causados por rayones en la superficie del alambre de acero durante el proceso de trefilado. Por lo tanto, el método de decapado mecánico no es adecuado para el estirado a alta velocidad.
4. Tirando
El proceso de dibujo tiene dos propósitos, uno es modificar el tamaño de las materias primas; el otro es obtener propiedades mecánicas básicas de los sujetadores a través de la deformación y el fortalecimiento. Para el acero al carbono medio, el acero aleado al carbono medio también tiene otro propósito, es decir, fabricar el alambrón. La cementita en escamas obtenida después del enfriamiento controlado se craquea tanto como sea posible durante el proceso de estirado para prepararla para el posterior recocido de esferoidización (ablandamiento) para obtener cementita granular. Sin embargo, algunos fabricantes reducen arbitrariamente el dibujo para reducir costos. La tasa de reducción excesiva aumenta la tendencia al endurecimiento por trabajo del alambrón, lo que afecta directamente el desempeño del alambrón en frío. Si la distribución de la relación de reducción de cada paso no es adecuada, también se producirán grietas por torsión en el alambrón durante el proceso de trefilado.
Además, si la lubricación no es buena durante el proceso de estirado, también puede causar grietas transversales regulares en el alambrón estirado en frío. La dirección tangencial del alambrón y el troquel de trefilado no es concéntrica al mismo tiempo cuando el alambrón sale del troquel, lo que provocará que se agrave el desgaste del patrón de agujeros unilaterales del troquel de trefilado, haciendo que el orificio interior desviado y provoca una deformación de estirado desigual en la dirección circunferencial del cable. La redondez del alambre de acero está fuera de tolerancia y la tensión de la sección transversal del alambre de acero no es uniforme durante el proceso de estampación en frío, lo que afecta la tasa de aprobación de la estampación en frío. Durante el proceso de trefilado del alambrón, la relación de reducción de superficie excesiva deteriorará la calidad de la superficie del alambre de acero, mientras que la relación de reducción de superficie demasiado baja no conduce a la trituración de la cementita en escamas, y es difícil obtener tanto cementita granular como sea posible. , es decir, la tasa de esferoidización de la cementita es baja, lo que es extremadamente desfavorable para el rendimiento de la cabeza en frío del alambre de acero. Para la barra y el alambrón producidos por el método de trefilado, la tasa de reducción superficial parcial se controla directamente dentro del rango del 10 por ciento -15 por ciento.
5. Forja en frío
Por lo general, la formación de la cabeza del perno adopta un procesamiento de plástico en frío. En comparación con el proceso de corte, la fibra de metal (alambre de metal) es continua junto con la forma del producto y no hay cortes en el medio, lo que mejora la resistencia del producto, especialmente las propiedades mecánicas. El proceso de formación de encabezados en frío incluye corte y conformado, encabezados en frío de una sola posición con un solo clic, encabezados en frío de doble clic y encabezados en frío automáticos en posiciones multitarea.
Una máquina automática de estampación en frío realiza procesos multitarea como estampado, forja de estampación, extrusión y reducción de diámetro en varios troqueles de formación. Las características de procesamiento del blanco original utilizado por la máquina de estampación en frío automática multitarea o de estación única están determinadas por el tamaño del material de la barra con una longitud de 5-6 metros o el tamaño del alambrón con un peso de 1900-2000KG, es decir, las características de la tecnología de procesamiento. El punto es que el rebordeado en frío no utiliza piezas en bruto individuales precortadas, sino que utiliza la propia máquina automática de estampación en frío para cortar y alterar (si es necesario) piezas en bruto de barras y alambrón. Antes de extruir la cavidad, se debe dar forma a la pieza en bruto. Se puede obtener un espacio en blanco que cumpla con los requisitos técnicos mediante la conformación. Antes del recalcado, la reducción y la extrusión positiva, no es necesario moldear la pieza en bruto. Después de cortar la pieza en bruto, se envía a la estación de recalcado y conformado. Esta estación puede mejorar la calidad del blanco, reducir la fuerza de formación de la siguiente estación en un 15-17 por ciento y prolongar la vida útil del molde, y los pernos se pueden fabricar con múltiples reducciones de diámetro.
1. La forma más fácil de cortar la pieza en bruto con una herramienta de corte semicerrada es usar una herramienta de corte de manga; el ángulo de la incisión no debe ser mayor de 3 grados; y cuando se utiliza una herramienta de corte abierta, el ángulo de bisel de la incisión puede llegar a 5 -7 grados.
2. El espacio en blanco de tamaño corto debe poder girar 180 grados durante la transferencia de la estación anterior a la siguiente estación de formación para que se pueda ejercer el potencial de la máquina automática de encabezado en frío, se puedan procesar los sujetadores con estructuras complejas y se puede mejorar la precisión de las piezas.
3. Cada estación de formación debe estar equipada con un dispositivo de retorno de punzón, y el troquel debe estar equipado con un dispositivo eyector tipo manga.
4. El número de estaciones de formación (excluyendo las estaciones de corte) generalmente debe alcanzar 3-4 estaciones (más de 5 en casos especiales).
5. Durante el período de servicio efectivo, la estructura del riel guía deslizante principal y los componentes del proceso pueden garantizar la precisión de posicionamiento del punzón y la matriz.
6. El interruptor de límite de terminal debe instalarse en el deflector que controla la selección de material, y se debe prestar atención al control de la fuerza de trastornado. La falta de redondez del alambre de marcación en frío que se usa en la fabricación de sujetadores de alta resistencia en una máquina automática de estampación en frío debe estar dentro del rango de tolerancia del diámetro, mientras que la falta de redondez de los alambres de acero para sujetadores más precisos debe estar dentro del rango de tolerancia del diámetro. limitarse a 1/1/2. 2 Dentro del rango de tolerancia del diámetro, si el diámetro del alambre de acero no alcanza el tamaño especificado, aparecerán grietas en la parte alterada o en la cabeza de la parte, o se formarán rebabas. Si el diámetro es menor que el tamaño requerido por el proceso, la cabeza estará incompleta. , los bordes y las esquinas o las partes engrosadas no están claras. La precisión que se puede lograr con el encabezado en frío también está relacionada con la selección del método de formación y el procedimiento utilizado.
Además, también depende de las características estructurales del equipo utilizado, las características del proceso y su estado, la precisión de la herramienta y los troqueles, la vida útil y el grado de desgaste. Para el acero de alta aleación utilizado en la formación y extrusión de cabezales en frío, la rugosidad de la superficie de trabajo del molde de carburo cementado no debe ser mayor que Ra=0.2um. Cuando la rugosidad de la superficie de trabajo de este tipo de molde alcanza Ra=0.025-0.050um, tiene la vida más alta.
6. Procesamiento de hilos
La rosca del perno generalmente se trabaja en frío para que la rosca en blanco dentro de un cierto rango de diámetro pase a través de la placa de alambre (troquel) de fricción (rodadura), y la rosca se forma por la presión de la placa de alambre (troquel rodante). La línea aerodinámica de plástico de la parte roscada no se corta, la resistencia aumenta, la precisión es alta y la calidad es uniforme, por lo que se usa ampliamente.
Para hacer el diámetro exterior de la rosca del producto final, el diámetro de la rosca en blanco requerido es diferente, porque está limitado por factores como la precisión de la rosca y si el material está recubierto o no. La rosca rodante (frotadora) es un método de procesamiento que utiliza la deformación plástica para formar dientes de rosca. Utiliza un troquel rodante (placa de atornillado) con el mismo paso y forma de diente que la rosca que se va a procesar, mientras extruye el tornillo cilíndrico en blanco, gira el tornillo en blanco y finalmente transfiere la forma del diente en el troquel rodante al tornillo. en blanco, se forma el hilo. El punto común del procesamiento de roscas de laminado (frotado) es que el número de revoluciones de laminado no necesita ser demasiado. Si es demasiado, la eficiencia será baja y la superficie de los dientes de la rosca causará fácilmente una separación o una pandeo aleatorio. Por el contrario, si el número de revoluciones es demasiado pequeño, es fácil que el diámetro de la rosca se salga de la redondez y la presión en la etapa inicial de laminación aumenta de manera anormal, lo que acorta la vida útil del troquel.
Defectos comunes de los hilos laminados: grietas o rayones en la superficie de la parte roscada; hebillas aleatorias; fuera de la redondez de la parte roscada. Si estos defectos ocurren en grandes cantidades, se descubrirán durante la etapa de procesamiento. Si el número de ocurrencias es pequeño, el proceso de producción no nota estos defectos y luego circula a los usuarios, causando problemas. Por lo tanto, los aspectos clave de las condiciones de procesamiento deben resumirse y estos factores clave deben controlarse en el proceso de producción.
7. Tratamiento térmico
Los sujetadores de alta resistencia deben templarse y revenirse de acuerdo con los requisitos técnicos. El propósito del tratamiento térmico y templado es mejorar las propiedades mecánicas integrales de los sujetadores para cumplir con el valor de resistencia a la tracción especificado y la relación de rendimiento del producto. El proceso de tratamiento térmico tiene un impacto crucial en los sujetadores de alta resistencia, especialmente en su calidad intrínseca. Por lo tanto, para producir sujetadores de alta calidad y alta resistencia, se debe contar con tecnología y equipos avanzados de tratamiento térmico. Debido al gran volumen de producción y al bajo precio de los pernos de alta resistencia, y a que la parte roscada es una estructura relativamente fina y relativamente precisa, se requiere que el equipo de tratamiento térmico tenga una gran capacidad de producción, un alto grado de automatización y un buen tratamiento térmico. calidad.
Desde la década de 1990, ha dominado la línea de producción de tratamiento térmico continuo con atmósfera protectora, y el tipo de fondo de choque y el horno de cinta de malla son especialmente adecuados para el tratamiento térmico y templado de sujetadores de tamaño pequeño y mediano. Además del buen rendimiento de sellado del horno, la línea de templado y templado también cuenta con un control informático avanzado de la atmósfera, la temperatura y los parámetros del proceso, alarma de falla del equipo y funciones de visualización. Los sujetadores de alta resistencia se controlan y operan automáticamente desde alimentación-limpieza-calentamiento-apagado-limpieza-templado-coloración hasta fuera de línea, lo que garantiza de manera efectiva la calidad del tratamiento térmico. La descarburación de la rosca hará que el sujetador se dispare antes de alcanzar la resistencia requerida por las propiedades mecánicas, lo que provocará la falla del sujetador roscado y acortará la vida útil. Debido a la descarburación de la materia prima, si el recocido es inadecuado, se profundizará la capa descarburada de la materia prima. En el proceso de tratamiento térmico de temple y revenido, generalmente se introduce algo de gas oxidante desde el exterior del horno. El óxido del alambre en barra o el residuo en la superficie del alambrón después del estirado en frío también se descompondrá después de calentarse en el horno, y la reacción generará algunos gases oxidantes. Por ejemplo, el óxido de la superficie del alambre de acero, que está compuesto de carbonato e hidróxido de hierro, se descompone en CO2 y H2O después del calentamiento, lo que agrava la descarburación. Los estudios han demostrado que el grado de descarburación del acero de aleación de carbono medio es más grave que el del acero al carbono, y la temperatura de descarburación más rápida es de 700-800 grados Celsius. Debido a que los accesorios en la superficie del alambre de acero se descomponen y sintetizan CO2 y H2O muy rápidamente bajo ciertas condiciones, si el gas del horno del horno de malla continua no se controla adecuadamente, la descarburación del tornillo será demasiado pobre. Cuando los elementos de fijación de alta resistencia se forman mediante estampación en frío, las materias primas y la capa descarburizada recocida no solo aún existen, sino que también se extruyen en la parte superior de la rosca. Para la superficie del sujetador que necesita ser templado, no se puede obtener la dureza requerida. Las propiedades mecánicas (especialmente la resistencia y la resistencia al desgaste) se reducen.
Además, la superficie del alambre de acero está descarburada, la capa superficial y la estructura interna tienen diferentes coeficientes de expansión y pueden ocurrir grietas en la superficie durante el enfriamiento. Por esta razón, durante el enfriamiento rápido y el calentamiento, la parte superior del hilo debe protegerse de la descarburación, los sujetadores cuyas materias primas han sido descarburadas deben carbonizarse adecuadamente y las ventajas de la atmósfera protectora en el horno de cinta de malla deben ajustarse a la Piezas originales recubiertas de carbono. El contenido de carbono es básicamente el mismo, por lo que los sujetadores descarburados pueden restaurarse lentamente al contenido de carbono original. El potencial de carbono se establece preferentemente en 0,42 por ciento -0,48 por ciento. , para evitar granos gruesos y afectar las propiedades mecánicas. Los problemas de calidad que pueden ocurrir en el proceso de templado y revenido de sujetadores incluyen principalmente una dureza insuficiente en el estado templado; dureza desigual en estado templado; deformación por enfriamiento excesivo; enfriamiento del agrietamiento. Dichos problemas en el campo a menudo están relacionados con las materias primas, el enfriamiento rápido y el calentamiento rápido. Formular correctamente el proceso de tratamiento térmico y estandarizar el proceso de operación de producción a menudo puede evitar tales accidentes de calidad.
