Quy trình sản xuất bu lông cường độ cao

Quy trình sản xuất bu lông cường độ cao

Công nghệ xử lý của bu lông cường độ cao là: thanh dây cán nóng-(vẽ nguội)-tạo hình cầu (làm mềm) ủ-tẩy cặn cơ học-tẩy nguội-rèn nguội-xử lý ren-xử lý nhiệt-kiểm tra

1. Thiết kế kết cấu thép

Trong sản xuất dây buộc, việc lựa chọn chính xác vật liệu dây buộc là một liên kết quan trọng, bởi vì hiệu suất của dây buộc có liên quan chặt chẽ với vật liệu của nó. Nếu vật liệu không được chọn đúng hoặc không chính xác, hiệu suất có thể không đáp ứng yêu cầu, tuổi thọ có thể bị rút ngắn, tai nạn có thể xảy ra hoặc quá trình xử lý khó khăn và chi phí sản xuất có thể cao. Do đó, việc lựa chọn vật liệu dây buộc là một liên kết rất quan trọng. Thép tiêu đề nguội là một loại thép dây buộc có khả năng thay thế cao được sản xuất bằng quy trình tạo hình tiêu đề nguội. Do kim loại được xử lý dẻo và hình thành ở nhiệt độ phòng nên mỗi bộ phận có lượng biến dạng lớn và tốc độ biến dạng cũng nhanh. Do đó, các yêu cầu về hiệu suất của nguyên liệu thô thép lạnh là rất nghiêm ngặt. Trên cơ sở thực hành sản xuất lâu dài và nghiên cứu người dùng, kết hợp với GB/T6478-2001 "Điều kiện kỹ thuật đối với thép cán nguội và thép đùn nguội", GB/T699-1999 "Thép kết cấu cacbon chất lượng cao" và mục tiêu của JISG3507-1991 "Cold Heading" Các đặc tính của thanh dây thép carbon cho thép, lấy các yêu cầu vật liệu của bu lông và vít cấp 8.8 và cấp 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 giảm; nếu quá thấp, không thể đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất cơ học của các bộ phận, do đó, nó được đặt ở 0.25 phần trăm {{10}}.55 phần trăm . Mn có thể cải thiện tính thấm của thép, nhưng thêm quá nhiều sẽ làm tăng cường cấu trúc ma trận và ảnh hưởng đến hiệu suất tạo hình nguội; nó có xu hướng thúc đẩy sự phát triển của các hạt austenite trong quá trình làm nguội và tôi luyện các bộ phận, và nó nên được tăng lên một cách thích hợp trên phạm vi quốc tế. 0.45 phần trăm -0.80 phần trăm . Si có thể tăng cường ferrite và thúc đẩy sự suy giảm hiệu suất tạo hình lạnh. Việc giảm độ giãn dài của vật liệu được xác định là nhỏ hơn hoặc bằng {{20}}.30 phần trăm Si. SP là nguyên tố tạp chất, sự tồn tại của chúng sẽ phân ly dọc theo biên giới thớ, gây giòn biên giới thớ và làm hỏng cơ tính của thép. Nó nên được giảm càng nhiều càng tốt. P Nhỏ hơn hoặc bằng 0,030 % , S Nhỏ hơn hoặc bằng 0,035 % . B. Hàm lượng boron tối đa là 0,005 phần trăm, bởi vì mặc dù boron có thể cải thiện đáng kể tính thấm của thép nhưng nó cũng sẽ làm tăng độ giòn của thép.

2. Ủ hình cầu (làm mềm)

Khi tiêu đề nguội tạo ra vít đầu chìm và bu lông đầu lục giác, cấu trúc ban đầu của thép sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tạo hình trong quá trình tiêu đề nguội. Biến dạng dẻo cục bộ trong quy trình tạo đầu nguội có thể đạt tới 60 phần trăm -80 phần trăm . Muốn vậy thép phải có độ dẻo tốt. Khi thành phần hóa học của thép không đổi thì cấu trúc kim loại là yếu tố then chốt quyết định tính dẻo. Người ta thường tin rằng ngọc trai có vảy dày không có lợi cho việc làm nguội, trong khi ngọc trai hình cầu mịn có thể cải thiện đáng kể khả năng biến dạng dẻo của thép. Đối với thép carbon trung bình và thép hợp kim carbon trung bình với số lượng lớn ốc vít cường độ cao, quá trình ủ (làm mềm) hình cầu được thực hiện trước khi làm lạnh để thu được ngọc trai hình cầu đồng nhất và mịn, có thể đáp ứng tốt hơn nhu cầu sản xuất thực tế. Để ủ mềm thanh dây thép carbon trung bình, nhiệt độ gia nhiệt thường được chọn ở các điểm tới hạn trên và dưới của thép. Nhiệt độ sưởi ấm thường không quá cao. Nếu không, xi măng sét bậc ba sẽ kết tủa dọc theo ranh giới hạt, gây nứt đầu nguội. Thanh dây thép hợp kim carbon trung bình thông qua quá trình ủ hình cầu đẳng nhiệt. Sau khi AC1 cộng (20-30 phần trăm ) được làm nóng, lò được làm mát xuống thấp hơn một chút so với Ar1, nhiệt độ được duy trì ở khoảng 700 độ C trong một khoảng thời gian, sau đó lò được làm mát đến khoảng 500 độ C và làm mát bằng không khí. Cấu trúc kim loại của thép thay đổi từ thô sang mịn, từ tấm sang hình cầu, và tốc độ nứt đầu lạnh sẽ giảm đáng kể. Nhiệt độ ủ mềm của thép 3545ML35SWRCH35K thường là 715-735 độ C; trong khi nhiệt độ ủ hình cầu của thép SCM43540CrSCR435 thường là 740-770 độ C và nhiệt độ đẳng nhiệt là 680-700 độ C.

3. Lột da và tẩy cặn

Quá trình loại bỏ vảy sắt khỏi dây thép cuộn cán nguội đang bong tróc vảy. Có hai phương pháp: tẩy gỉ cơ học và tẩy gỉ bằng hóa chất. Việc thay thế quy trình tẩy gỉ dây thép bằng hóa chất bằng quy trình tẩy cặn cơ học không chỉ cải thiện năng suất mà còn giảm ô nhiễm môi trường. Quá trình tẩy cặn này bao gồm phương pháp uốn (thường sử dụng bánh xe tròn có rãnh hình tam giác để uốn dây liên tục), phun chín phương pháp, v.v. Hiệu quả tẩy cặn tốt hơn nhưng không thể loại bỏ cặn sắt còn lại (tốc độ loại bỏ oxit tỷ lệ là 97 phần trăm )) , đặc biệt là khi độ bám dính của quy mô mạnh. Do đó, tẩy gỉ cơ học bị ảnh hưởng bởi độ dày, cấu trúc và trạng thái ứng suất của tôn. Dây thép cacbon dùng cho ốc vít cường độ thấp ( Nhỏ hơn hoặc bằng 6,8). Sau khi các chốt có độ bền cao (lớn hơn hoặc bằng 8,8) được tẩy gỉ bằng máy móc, cặn được loại bỏ hoàn toàn bằng các thanh dây, sau đó gỉ được tổng hợp bằng quy trình tẩy hóa học. Đối với thanh dây thép mềm, cặn sắt do quá trình tẩy cặn cơ học để lại có khả năng gây ra sự mài mòn không đều của bản nháp. Khi dây thép cọ xát với nhiệt độ bên ngoài để làm cho lỗ xuyên qua của thớ dính vào tấm sắt, các vết thớ dọc được tạo ra trên bề mặt của dây thép. Khi thanh dây là bu lông mặt bích đầu nguội hoặc vít đầu hình trụ, hơn 95% nguyên nhân gây ra các vết nứt nhỏ trên đầu là do vết xước trên bề mặt thanh dây trong quá trình kéo. Vì thế,

4. Vẽ

Quá trình vẽ phục vụ hai mục đích. Một là thay đổi kích thước của nguyên liệu thô; cách khác là đạt được các tính chất cơ học cơ bản của dây buộc thông qua việc tăng cường biến dạng. Đối với thép cacbon trung bình và thép hợp kim cacbon trung bình, có một mục đích khác, đó là làm nứt lớp xi măng dễ bong thu được sau khi làm nguội dây có kiểm soát càng nhiều càng tốt trong quá trình kéo, để chuẩn bị cho quá trình hình cầu hóa tiếp theo (làm mềm ) ủ. xi măng hạt. Tuy nhiên, để giảm chi phí, một số nhà sản xuất giảm bản vẽ mà không được phép. Đối với đường chuyền, việc giảm quá nhiều diện tích bề mặt làm tăng xu hướng làm cứng của thanh dây, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất tiêu đề nguội của thanh dây. Nếu việc phân phối tỷ lệ giảm của mỗi đường chuyền không phù hợp, nó cũng sẽ khiến thanh dây bị xoắn trong quá trình kéo. Các vết nứt phân bố dọc theo thanh dây với một khoảng thời gian nhất định sẽ lộ ra trong quá trình làm nguội thanh dây. Ngoài ra, nếu bôi trơn không tốt trong quá trình kéo cũng sẽ gây ra các vết nứt ngang thường xuyên trên thanh kéo nguội. Hướng tiếp tuyến của khuôn cuộn dây đầu ra không đồng tâm với khuôn kéo dây, điều này sẽ làm tăng độ mòn của lỗ một bên của khuôn kéo dây, làm cho lỗ bên trong không tròn và khiến biến dạng kéo dây không đồng đều. hướng chu vi của dây dẫn. Độ tròn của dây thép quá kém và lực tác dụng lên mặt cắt ngang của dây thép không đồng đều trong quá trình tạo tiêu đề nguội, điều này ảnh hưởng đến tốc độ đủ tiêu chuẩn của tiêu đề nguội. Trong quá trình kéo dây, tốc độ giảm bề mặt quá lớn sẽ làm cho chất lượng bề mặt của dây thép kém hơn, trong khi tốc độ giảm bề mặt quá thấp không có lợi cho việc nghiền xi măng dễ bong và khó thu được càng nhiều xi măng dạng hạt càng tốt. khả thi. Điều đó có nghĩa là, tỷ lệ hình cầu của xi măng thấp, điều này cực kỳ bất lợi đối với hiệu suất tiêu đề lạnh của dây thép. Đối với thanh và thanh dây được sản xuất bằng cách kéo, tốc độ giảm bề mặt cục bộ được kiểm soát trực tiếp trong phạm vi 10 phần trăm -15 phần trăm . Tuy nhiên, tốc độ khử bề mặt quá thấp không có lợi cho việc nghiền xi măng dạng vảy và rất khó để thu được càng nhiều xi măng dạng hạt càng tốt. Điều đó có nghĩa là, tỷ lệ hình cầu của xi măng thấp, điều này cực kỳ bất lợi đối với hiệu suất tiêu đề lạnh của dây thép. Đối với thanh và thanh dây được sản xuất bằng cách kéo, tỷ lệ giảm bề mặt cục bộ được kiểm soát trực tiếp trong phạm vi 10 phần trăm -15 phần trăm . Tuy nhiên, tốc độ khử bề mặt quá thấp không có lợi cho việc nghiền xi măng dạng vảy và rất khó để thu được càng nhiều xi măng dạng hạt càng tốt. Điều đó có nghĩa là, tỷ lệ hình cầu của xi măng thấp, điều này cực kỳ bất lợi đối với hiệu suất tiêu đề lạnh của dây thép. Đối với thanh và thanh dây được sản xuất bằng cách kéo, tốc độ giảm bề mặt cục bộ được kiểm soát trực tiếp trong phạm vi 10 phần trăm -15 phần trăm .

5. Rèn nguội

Thông thường, đầu bu lông được gia công từ nhựa nguội. So với quá trình cắt, sợi kim loại (dây) liên tục dọc theo hình dạng của sản phẩm mà không cắt ở giữa, giúp cải thiện độ bền của sản phẩm, đặc biệt là các tính chất cơ học. Quá trình tạo tiêu đề nguội bao gồm tạo hình cắt, tiêu đề nguội một lần nhấp vào trạm, tiêu đề nguội nhấp đúp và tiêu đề nguội tự động đa tác vụ. Máy tạo đầu nguội tự động thực hiện các quy trình đa nhiệm như dập, đảo lộn, ép đùn và thu gọn trong nhiều khuôn tạo hình. Các đặc tính xử lý của nguyên liệu thô được sử dụng trong máy làm lạnh tự động một trạm hoặc nhiều trạm được xác định bởi kích thước của các thanh có chiều dài 5-6 mét hoặc dây có trọng lượng 5-6 mét. 1900-2000KG, tức là đặc điểm của công nghệ xử lý. Tiêu đề nguội không sử dụng các thanh trống một mảnh được cắt sẵn mà sử dụng chính máy tạo tiêu đề nguội tự động để cắt và làm đảo lộn các khoảng trống của thanh (nếu cần) và các thanh dây. Trước khi khoang được đùn, phôi phải được tạo hình. Thông qua việc định hình, có thể thu được một khoảng trống đáp ứng các yêu cầu của quy trình. Phôi không cần phải được định hình trước khi đảo lộn, giảm đường kính và đùn về phía trước. Sau khi trống được cắt, nó được gửi đến trạm đảo lộn. Trạm này có thể cải thiện chất lượng của phôi, giảm lực tạo hình của trạm tiếp theo xuống 15-17 phần trăm và kéo dài tuổi thọ của khuôn. Bu lông có thể được sản xuất trong một số giảm đường kính. 1. Sử dụng máy cắt nửa kín để cắt phôi. Cách dễ nhất là sử dụng máy cắt kiểu ổ cắm; góc cắt không được lớn hơn 3 độ; khi sử dụng máy cắt hở, góc vát của vết cắt có thể đạt tới 5-7 độ. 2. Khi vật liệu ngắn được chuyển từ trạm trước sang trạm tạo hình tiếp theo, nó sẽ có thể xoay 180 độ, để phát huy tiềm năng của máy tiêu đề lạnh tự động, xử lý các ốc vít có cấu trúc phức tạp và cải thiện độ chính xác của các bộ phận. 3. Mỗi trạm tạo hình phải được trang bị một bộ phun đục lỗ và khuôn phải được trang bị một bộ phun tay áo. 4. Các trạm định hình (không bao gồm các trạm cắt) thường đạt 3-4 trạm (hơn 5 trạm trong trường hợp đặc biệt). 5. Trong thời gian sử dụng hiệu quả, cấu trúc của thanh dẫn hướng của thanh trượt chính và các bộ phận của quy trình có thể đảm bảo độ chính xác định vị của chày và cối. 6. Công tắc giới hạn đầu cuối phải được lắp đặt trên vách ngăn để kiểm soát việc lựa chọn vật liệu và phải chú ý đến việc kiểm soát lực đảo ngược. Độ không tròn của dây kéo nguội được sử dụng cho ốc vít cường độ cao trên máy làm lạnh tự động phải nằm trong phạm vi dung sai đường kính, trong khi độ không tròn của thanh dây được sử dụng cho ốc vít chính xác hơn phải nằm trong phạm vi đường kính phạm vi chịu đựng. Nó nên được giới hạn trong phạm vi dung sai 1/2 đường kính, nếu đường kính dây không đạt đến kích thước quy định, các vết nứt hoặc vệt sẽ xuất hiện trên phần khó chịu hoặc phần đầu. Nếu đường kính nhỏ hơn kích thước mà quy trình yêu cầu, phần đầu sẽ không hoàn chỉnh, các cạnh và góc hoặc các phần bị sưng sẽ không rõ ràng. Độ chính xác mà tiêu đề nguội có thể đạt được cũng liên quan đến việc lựa chọn phương pháp tạo hình và quy trình được sử dụng. Ngoài ra, nó cũng phụ thuộc vào đặc điểm cấu trúc, đặc điểm quy trình và trạng thái của thiết bị được sử dụng, độ chính xác, tuổi thọ và mức độ mài mòn của khuôn. Đối với thép hợp kim cao để ép nguội và ép đùn, độ nhám của bề mặt làm việc của khuôn cacbua xi măng không được lớn hơn Ra=0.2um. Khi độ nhám bề mặt làm việc của loại khuôn này đạt Ra=0.025-0.050um thì tuổi thọ sử dụng là cao nhất.

6. Xử lý chỉ

Các ren của bu lông thường được xử lý nguội, do đó phôi ren trong một phạm vi đường kính nhất định được cuộn (cuộn) qua tấm dây (khuôn), và sợi được hình thành bởi áp lực của tấm dây (khuôn cán). Đường nhựa của phần ren không bị cắt, làm tăng độ bền, độ chính xác cao và chất lượng đồng đều, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi. Để tạo ra đường kính ngoài của ren của sản phẩm cuối cùng, đường kính phôi ren cần thiết sẽ khác vì nó bị giới hạn bởi các yếu tố như độ chính xác của ren và liệu vật liệu có được phủ hay không. Cán (lăn) ren đề cập đến một phương pháp xử lý sử dụng biến dạng dẻo để tạo thành răng ren. Nó sử dụng các khuôn cán có cùng bước răng và hình dạng răng như sợi cần xử lý. Nó quay phôi vít trong khi đùn phôi vít hình trụ, và cuối cùng chuyển biên dạng răng trên khuôn cán sang phôi vít để tạo thành ren. Điểm chung của gia công ren (chà) cán là số vòng quay cán không cần quá nhiều. Nếu có quá nhiều, hiệu quả sẽ thấp và bề mặt ren dễ bị tách hoặc khóa ngẫu nhiên. Ngược lại, nếu số vòng quay quá nhỏ, đường kính của ren có khả năng không tròn và áp suất cán ban đầu tăng lên bất thường, điều này sẽ làm giảm tuổi thọ của khuôn. Các khuyết tật phổ biến của ren cuộn: vết nứt hoặc vết xước trên bề mặt ren; vênh ngẫu nhiên; ren không tròn. Nếu những lỗi này xảy ra với số lượng lớn, chúng sẽ bị phát hiện trong giai đoạn xử lý. Nếu số lần xuất hiện ít, những lỗi này sẽ vô tình được chuyển cho người dùng trong quá trình sản xuất, gây rắc rối. Do đó, các vấn đề chính về điều kiện xử lý 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 theo yêu cầu kỹ thuật. Xử lý nhiệt và ủ là để cải thiện các tính chất cơ học toàn diện của ốc vít để đáp ứng giá trị độ bền kéo được chỉ định và tỷ lệ năng suất của sản phẩm. Quá trình xử lý nhiệt có ảnh hưởng quan trọng đến các ốc vít có độ bền cao, đặc biệt là chất lượng bên trong của chúng. Do đó, để sản xuất ốc vít cường độ cao chất lượng cao, cần có công nghệ và thiết bị xử lý nhiệt tiên tiến. Do khối lượng sản xuất lớn và giá bu lông cường độ cao thấp, cấu trúc của phần ren tương đối tốt và chính xác, do đó, thiết bị xử lý nhiệt phải có công suất sản xuất lớn, mức độ tự động hóa cao và chất lượng xử lý nhiệt tốt. . Kể từ những năm 1990, dây chuyền xử lý nhiệt liên tục trong môi trường bảo vệ đã chiếm ưu thế. Lò rung đai lưới đáy 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 làm nguội và tôi luyện còn có khả năng kiểm soát máy vi tính tiên tiến đối với các thông số khí quyển, nhiệt độ và quy trình, đồng thời có chức năng hiển thị và cảnh báo lỗi thiết bị. Các chốt có độ bền cao được điều khiển hoàn toàn tự động từ tải-làm sạch-làm nóng-làm nguội-làm sạch-ủ-tô màu cho đến ngoại tuyến, đảm bảo hiệu quả chất lượng xử lý nhiệt. Quá trình khử cacbon của ren có thể làm cho dây buộc nhảy ra trước khi không đáp ứng được lực cản theo yêu cầu của các đặc tính cơ học, điều này sẽ khiến dây buộc có ren bị hỏng và giảm tuổi thọ. Do quá trình khử cacbon của nguyên liệu thô, nếu quá trình ủ không đúng cách, lớp khử cacbon của nguyên liệu thô sẽ sâu hơn. Trong quá trình xử lý nhiệt tôi và tôi luyện, một số khí oxy hóa thường được đưa vào từ bên ngoài lò. Rỉ sét của dây thép thanh hoặc cặn trên bề mặt của thanh dây sau khi kéo nguội cũng sẽ bị phân hủy sau khi nung trong lò và phản ứng sẽ tạo ra một số khí oxy hóa. Ví dụ, gỉ trên bề mặt dây thép bao gồm sắt cacbonat và sắt hydroxit, sau khi nung nóng sẽ bị phân hủy thành CO2 và H2O, điều này sẽ tăng cường 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 trong khoảng 700-800 độ C. Vì phần đính kèm trên bề mặt của dây thép sẽ nhanh chóng bị phân hủy và tổng hợp CO2 và H2O trong một số điều kiện nhất định, nếu khí lò nung đai lưới liên tục không được kiểm soát đúng cách, nó cũng sẽ gây ra quá trình khử cacbon quá mức của trục vít. Khi các ốc vít có độ bền cao được làm nguội, lớp khử cacbon của vật liệu thô và ủ không chỉ còn lại mà còn được đùn lên trên cùng của sợi. Đối với bề mặt của dây buộc cần được làm nguội, không thể đạt được độ cứng cần thiết. Tính chất cơ học (đặc biệt là độ bền và khả năng chống mài mòn) bị giảm. Ngoài ra, bề mặt của dây thép đã được khử cacbon, và các hệ số giãn nở của lớp bề mặt và cấu trúc bên trong là khác nhau, và các vết nứt bề mặt có thể xuất hiện trong quá trình làm nguội. Vì lý do này, cần phải bảo vệ phần trên cùng của ren khỏi quá trình khử cacbon trong quá trình làm nguội và gia nhiệt, đồng thời cacbon hóa đúng cách các dây buộc có nguyên liệu thô đã được khử cacbon, để điều chỉnh các ưu điểm của môi trường bảo vệ trong lò nung đai lưới. mức ban đầu. Các bộ phận được phủ carbon. Hàm lượng carbon về cơ bản là giống nhau, do đó, các dây buộc đã khử cacbon từ từ trở lại hàm lượng carbon ban đầu. Tiềm năng carbon được đặt ở mức 0,42 phần trăm -0.48 phần trăm . Nhiệt độ lớp phủ carbon giống như nhiệt độ làm nguội và không thể thực hiện ở nhiệt độ cao. , để không ảnh hưởng đến tính chất cơ học do hạt thô. Các vấn đề về chất lượng có thể xảy ra trong quá trình tôi và tôi của ốc vít chủ yếu bao gồm: không đủ độ cứng ở trạng thái tôi; độ cứng không đồng đều ở trạng thái tôi; biến dạng dập tắt quá mức; dập tắt vết nứt. Những vấn đề như vậy tại chỗ thường liên quan đến nguyên liệu thô, quá trình làm nóng và làm mát quá trình dập tắt. Xây dựng chính xác quy trình xử lý nhiệt và tiêu chuẩn hóa quy trình vận hành sản xuất, thường có thể tránh xảy ra các tai nạn chất lượng như vậy.

8. Kết luận

Tóm lại, các yếu tố quy trình ảnh hưởng đến chất lượng của ốc vít cường độ cao bao gồm thiết kế thép, ủ hình cầu, bong tróc và loại bỏ rỉ sét, vẽ, tạo đầu nguội, xử lý ren, xử lý nhiệt, v.v., và đôi khi nó là sự chồng chất của các yếu tố khác nhau . . Chúng tôi biết rằng lỗi dây buộc là do sự biến động về đặc tính chất lượng sản phẩm. Chỉ bằng cách nắm bắt chính xác các yếu tố công nghệ trong quy trình sản xuất sản phẩm và tạo ra động lực to lớn để cải tiến chất lượng liên tục, chúng ta mới có thể thu được nhiều lợi nhuận hơn và khả năng cạnh tranh mạnh mẽ hơn thông qua cải tiến chất lượng liên tục!