Proses Pembuatan Baut Kekuatan Tinggi

Proses Pembuatan Baut Kekuatan Tinggi

Teknologi pemrosesan baut kekuatan tinggi adalah: hot-rolled wire rod- (cold drawing)-spheroidizing (softening) annealing-mechanical descaling-pickling-cold drawing-cold forging-thread processing-heat treatment-inspection

1. Desain struktur baja

Dalam pembuatan pengencang, pemilihan bahan pengikat yang tepat merupakan mata rantai yang penting, karena kinerja pengencang terkait erat dengan bahannya. Jika bahan tidak dipilih dengan baik atau benar, kinerja mungkin tidak memenuhi persyaratan, masa pakai dapat dipersingkat, kecelakaan dapat terjadi atau pemrosesan menjadi sulit, dan biaya produksi mungkin tinggi. Oleh karena itu, pemilihan bahan pengikat merupakan mata rantai yang sangat penting. Baja cold heading adalah baja pengikat yang sangat dapat dipertukarkan yang dihasilkan oleh proses pembentukan cold heading. Karena logam diproses secara plastis dan dibentuk pada suhu kamar, setiap bagian memiliki banyak deformasi dan kecepatan deformasi juga cepat. Oleh karena itu, persyaratan kinerja bahan baku baja cold heading sangat ketat. Berdasarkan praktik produksi jangka panjang dan penelitian pengguna, digabungkan dengan GB/T6478-2001 "Kondisi Teknis untuk Cold Heading dan Baja Ekstrusi Dingin", GB/T699-1999 "Baja Struktural Karbon Berkualitas Tinggi" dan tujuan 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, menentukan berbagai elemen kimia. Jika kandungan C terlalu tinggi, kinerja pembentukan dingin akan menurun; jika terlalu rendah, persyaratan kinerja mekanis suku cadang tidak dapat dipenuhi, sehingga ditetapkan pada 0.25 persen {{10}}.55 persen . Mn dapat meningkatkan permeabilitas baja, tetapi menambahkan terlalu banyak akan memperkuat struktur matriks dan memengaruhi kinerja pembentukan dingin; itu cenderung mendorong pertumbuhan butir austenit selama proses pendinginan dan temper bagian, dan itu harus ditingkatkan secara internasional. 0.45 persen -0.80 persen . Si dapat memperkuat ferit dan mendorong penurunan kinerja pembentukan dingin. Pengurangan pemanjangan material ditentukan kurang dari atau sama dengan {{20}},30 persen Si. SP merupakan unsur pengotor, keberadaannya akan memisah sepanjang batas butir, menyebabkan penggetasan batas butir, dan merusak sifat mekanik baja. Itu harus dikurangi sebanyak mungkin. P Kurang dari atau sama dengan 0,030 persen , S Kurang dari atau sama dengan 0,035 persen . B. Kandungan boron maksimum adalah 0,005 persen, karena meskipun boron dapat meningkatkan permeabilitas baja secara signifikan, boron juga akan meningkatkan kerapuhan baja.

2. Spheroidizing (pelunakan) anil

Ketika cold heading menghasilkan sekrup kepala countersunk dan baut kepala soket segi enam, struktur asli baja akan secara langsung mempengaruhi kemampuan pembentukan selama cold heading. Deformasi plastis lokal dalam proses cold heading dapat mencapai 60 persen -80 persen . Untuk ini, baja harus memiliki plastisitas yang baik. Ketika komposisi kimia baja konstan, struktur metalografi merupakan faktor kunci untuk menentukan plastisitas. Secara umum diyakini bahwa perlit bersisik tebal tidak kondusif untuk cold heading, sedangkan perlit bulat halus dapat secara signifikan meningkatkan kemampuan deformasi plastis baja. Untuk baja karbon sedang dan baja paduan karbon sedang dengan pengencang berkekuatan tinggi dalam jumlah besar, anil spheroidisasi (pelembutan) dilakukan sebelum cold heading untuk mendapatkan perlit spheroidisasi yang seragam dan halus, yang dapat memenuhi kebutuhan produksi aktual dengan lebih baik. Untuk pelunakan pelunakan batang kawat baja karbon sedang, suhu pemanasan biasanya dipilih pada titik kritis atas dan bawah baja. Suhu pemanasan umumnya tidak terlalu tinggi. Jika tidak, sementit tersier akan mengendap di sepanjang batas butir, menyebabkan keretakan cold heading. Batang kawat baja paduan karbon sedang mengadopsi anil isotermal spheroidizing. Setelah AC1 plus (20-30 persen ) dipanaskan, tungku didinginkan hingga sedikit lebih rendah dari Ar1, suhu dipertahankan sekitar 700 derajat Celcius selama beberapa waktu, dan kemudian tungku didinginkan hingga sekitar 500 derajat Celcius dan berpendingin udara. Struktur metalografi baja berubah dari kasar menjadi halus, dari lembaran menjadi bulat, dan laju retak pos dingin akan sangat berkurang. Suhu pelunakan pelunakan baja 3545ML35SWRCH35K umumnya 715-735 derajat Celcius; sedangkan suhu anil spheroidisasi baja SCM43540CrSCR435 umumnya 740-770 derajat Celcius, dan suhu isotermal 680-700 derajat Celcius.

3. Mengupas dan membersihkan kerak

Proses menghilangkan kerak besi dari cold heading steel wire rod adalah pengelupasan kerak. Ada dua metode: penghilangan karat secara mekanis dan pengawetan kimia. Mengganti proses pengawetan kimia pada batang kawat dengan pembersihan kerak mekanis tidak hanya meningkatkan produktivitas, tetapi juga mengurangi pencemaran lingkungan. Proses kerak ini meliputi metode pembengkokan (umumnya menggunakan roda bundar dengan alur segitiga untuk berulang kali membengkokkan kawat), menyemprotkan sembilan metode, dll. Efek kerak lebih baik, tetapi sisa kerak besi tidak dapat dihilangkan (tingkat penghilangan oksida skala adalah 97 persen )) , terutama ketika adhesi skala kuat. Oleh karena itu, penghilangan karat secara mekanis dipengaruhi oleh ketebalan, struktur, dan kondisi tegangan lembaran besi. Kawat baja karbon untuk pengencang berkekuatan rendah ( Kurang dari atau sama dengan 6,8). Setelah pengencang berkekuatan tinggi (lebih besar dari atau sama dengan 8,8) dihilangkan karatnya secara mekanis, kerak dihilangkan sepenuhnya dengan batang kawat, dan kemudian karat diperparah dengan proses pengawetan kimiawi. Untuk batang kawat baja ringan, kerak besi yang ditinggalkan oleh pembersihan kerak mekanis cenderung menyebabkan keausan yang tidak merata pada draf butiran. Ketika kawat baja bergesekan dengan suhu eksternal untuk membuat lubang tembus butiran menempel pada lembaran besi, jejak butiran longitudinal dihasilkan pada permukaan kawat baja kawat. Ketika batang kawat adalah baut flensa pos dingin atau sekrup kepala silinder, lebih dari 95 persen penyebab retakan mikro pada kepala disebabkan oleh goresan pada permukaan batang kawat selama proses penarikan. Jadi,

4. Menggambar

Proses menggambar melayani dua tujuan. Salah satunya adalah mengubah ukuran bahan mentah; yang lainnya adalah untuk mendapatkan sifat mekanik dasar pengikat melalui penguatan deformasi. Untuk baja karbon sedang dan baja paduan karbon sedang, ada tujuan lain, yaitu untuk memecahkan sementit serpihan yang diperoleh setelah pendinginan kawat yang terkontrol sebanyak mungkin selama proses penarikan, untuk mempersiapkan spheroidisasi berikutnya (pelembutan ) anil. sementit granular. Namun, untuk mengurangi biaya, beberapa pabrikan mengurangi gambar tanpa izin. Untuk lintasan, pengurangan luas permukaan yang berlebihan meningkatkan kecenderungan pengerasan kerja batang kawat, yang secara langsung mempengaruhi kinerja ujung dingin batang kawat. Jika distribusi rasio reduksi setiap lintasan tidak sesuai, juga akan menyebabkan batang kawat terpuntir selama proses penarikan. Retak-retak yang terdistribusi secara longitudinal di sepanjang batang kawat dengan periode tertentu terekspos selama proses cold heading batang kawat. Selain itu, jika pelumasan tidak baik selama proses penarikan, hal itu juga akan menyebabkan retakan melintang biasa pada batang kawat yang ditarik dingin. Arah garis singgung dari gulungan kawat mati tidak konsentris dengan cetakan kawat, yang akan meningkatkan keausan lubang unilateral dari cetakan kawat mati, membuat lubang bagian dalam tidak bulat, dan menyebabkan deformasi gambar kawat menjadi tidak rata. arah keliling kawat. Kebulatan kawat baja terlalu buruk, dan gaya pada penampang kawat baja tidak merata selama proses cold heading, yang mempengaruhi laju cold heading yang berkualitas. Selama proses penarikan kawat, laju reduksi permukaan yang terlalu besar akan memperburuk kualitas permukaan kawat baja, sedangkan laju reduksi permukaan yang terlalu rendah tidak kondusif untuk menghancurkan sementit serpihan, dan sulit untuk mendapatkan sementit granular sebanyak mungkin. mungkin. Dengan kata lain, tingkat spheroidisasi sementit rendah, yang sangat tidak baik untuk kinerja pos dingin dari kawat baja. Untuk batang dan batang kawat yang dihasilkan dengan menggambar, laju reduksi permukaan lokal dikontrol langsung dalam kisaran 10 persen -15 persen . Namun, tingkat reduksi permukaan yang terlalu rendah tidak kondusif untuk penghancuran sementit bersisik, dan sulit untuk mendapatkan sementit granular sebanyak mungkin. Dengan kata lain, tingkat spheroidisasi sementit rendah, yang sangat tidak baik untuk kinerja pos dingin dari kawat baja. Untuk batang dan batang kawat yang dihasilkan dengan menggambar, laju reduksi permukaan lokal dikontrol langsung dalam kisaran 10 persen -15 persen . Namun, tingkat reduksi permukaan yang terlalu rendah tidak kondusif untuk penghancuran sementit bersisik, dan sulit untuk mendapatkan sementit granular sebanyak mungkin. Dengan kata lain, tingkat spheroidisasi sementit rendah, yang sangat tidak baik untuk kinerja pos dingin dari kawat baja. Untuk batang dan batang kawat yang dihasilkan dengan menggambar, laju reduksi permukaan lokal dikontrol langsung dalam kisaran 10 persen -15 persen .

5. Penempaan dingin

Biasanya, kepala baut dikerjakan dari plastik pos dingin. Dibandingkan dengan proses pemotongan, serat logam (kawat) terus menerus sepanjang bentuk produk tanpa memotong di tengah, yang meningkatkan kekuatan produk, terutama sifat mekaniknya. Proses pembentukan cold heading meliputi pembentukan pemotongan, cold heading satu stasiun satu klik, cold heading klik dua kali, dan cold heading otomatis multi-tugas. Mesin cold heading otomatis melakukan proses multitasking seperti stamping, upsetting, ekstrusi dan pengurangan dalam beberapa cetakan cetakan. Karakteristik pemrosesan bahan mentah yang digunakan dalam mesin cold heading otomatis stasiun tunggal atau multi stasiun ditentukan oleh ukuran batang dengan panjang 5-6 meter atau kawat dengan berat 5-6 meter. 1900-2000KG, yaitu karakteristik teknologi pemrosesan. Cold heading tidak menggunakan pre-cut single-piece blank, tetapi menggunakan mesin cold heading otomatis itu sendiri untuk memotong dan merusak blanko batang (jika perlu), dan batang kawat. Sebelum rongga diekstrusi, benda kerja harus dibentuk. Melalui pembentukan, blanko yang memenuhi persyaratan proses dapat diperoleh. Billet tidak perlu dibentuk sebelum pengencangan, pengurangan diameter, dan ekstrusi ke depan. Setelah kosong dipotong, itu dikirim ke stasiun yang mengganggu. Stasiun ini dapat meningkatkan kualitas blanko, mengurangi gaya pembentukan stasiun berikutnya sebesar 15-17 persen , dan memperpanjang umur cetakan. Baut dapat diproduksi dalam beberapa pengurangan diameter. 1. Gunakan pemotong setengah tertutup untuk memotong bagian yang kosong. Cara termudah adalah dengan menggunakan pemotong tipe soket; sudut potongan tidak boleh lebih dari 3 derajat; saat menggunakan pemotong terbuka, sudut kemiringan potongan dapat mencapai 5-7 derajat. 2. Ketika material pendek dipindahkan dari stasiun sebelumnya ke stasiun pembentuk berikutnya, material tersebut harus dapat berputar 180 derajat, sehingga dapat mengerahkan potensi mesin cold heading otomatis, memproses pengencang dengan struktur yang rumit, dan meningkatkan presisi. bagian. 3. Setiap stasiun pembentuk harus dilengkapi dengan ejektor pukulan, dan cetakan harus dilengkapi dengan ejektor selongsong. 4. Stasiun pembentuk (tidak termasuk stasiun pemotongan) umumnya harus mencapai 3-4 stasiun (lebih dari 5 stasiun dalam kasus khusus). 5. Selama periode penggunaan yang efektif, struktur rel pemandu penggeser utama dan komponen proses dapat memastikan keakuratan pemosisian pukulan dan cetakan. 6. Sakelar batas terminal harus dipasang pada baffle untuk mengontrol pemilihan material, dan perhatian harus diberikan pada kontrol gaya yang mengganggu. Ketidakbulatan kawat ditarik dingin yang digunakan untuk pengencang berkekuatan tinggi pada mesin cold heading otomatis harus berada dalam kisaran toleransi diameter, sedangkan kebulatan batang kawat yang digunakan untuk pengencang yang lebih presisi harus berada dalam diameter. rentang toleransi. Itu harus dibatasi dalam kisaran toleransi 1/2 diameter, jika diameter kawat tidak mencapai ukuran yang ditentukan, akan muncul retakan atau gerinda pada kepala bagian atau bagian. Jika diameternya lebih kecil dari ukuran yang dibutuhkan oleh proses, kepala tidak akan lengkap, dan tepi dan sudut atau bagian yang bengkak tidak akan terlihat jelas. Presisi yang dapat dicapai oleh cold heading juga terkait dengan pilihan metode pembentukan dan proses yang digunakan. Selain itu, itu juga tergantung pada karakteristik struktural, karakteristik proses dan keadaan peralatan yang digunakan, tingkat presisi, masa pakai dan keausan cetakan. Untuk baja paduan tinggi untuk cold heading dan ekstrusi, kekasaran permukaan kerja cetakan karbida semen tidak boleh lebih besar dari Ra=0.2um. Ketika kekasaran permukaan kerja cetakan jenis ini mencapai Ra=0.025-0.050um, masa pakai adalah yang tertinggi.

6. Perawatan benang

Benang baut umumnya diproses dingin, sehingga ulir kosong dalam kisaran diameter tertentu digulung (digulung) melalui pelat kawat (die), dan ulir dibentuk oleh tekanan pelat kawat (rolling die). Aliran plastik dari bagian berulir tidak dipotong, yang meningkatkan kekuatan, presisi tinggi, dan kualitas seragam, sehingga banyak digunakan. Untuk membuat diameter luar ulir dari produk akhir, diameter blank ulir yang dibutuhkan berbeda-beda karena dibatasi oleh faktor-faktor seperti ketelitian ulir dan apakah bahan dilapisi atau tidak. Penggulungan (rolling) benang mengacu pada metode pemrosesan yang menggunakan deformasi plastis untuk membentuk gigi benang. Ini menggunakan cetakan bergulir dengan nada dan bentuk gigi yang sama dengan benang yang akan diproses. Ini memutar sekrup kosong sambil mengekstrusi kosong sekrup silinder, dan akhirnya mentransfer profil gigi pada cetakan bergulir ke sekrup kosong untuk membentuk ulir. Poin umum dari pemrosesan ulir (penggosokan) adalah bahwa jumlah putaran rol tidak perlu terlalu banyak. Jika terlalu banyak, efisiensinya akan rendah, dan permukaan benang mudah dipisahkan atau tertekuk secara acak. Sebaliknya, jika jumlah putaran terlalu kecil, diameter benang kemungkinan akan keluar dari putaran, dan tekanan awal penggulungan meningkat secara tidak normal, yang akan mempersingkat masa pakai cetakan. Cacat umum dari benang yang digulung: retakan atau goresan pada permukaan benang; tekuk acak; kebulatan benang. Jika cacat ini terjadi dalam jumlah besar, mereka akan ditangkap selama fase pemrosesan. Jika jumlah kemunculannya kecil, cacat ini akan diteruskan ke pengguna secara tidak sengaja selama proses produksi, sehingga menimbulkan masalah. Oleh karena itu, masalah utama dari kondisi pemrosesan harus diringkas, dan faktor kunci ini harus dikontrol selama proses produksi.

7. Perlakuan panas

Pengencang berkekuatan tinggi harus dipadamkan dan ditempa sesuai dengan persyaratan teknis. Perlakuan panas dan temper adalah untuk meningkatkan sifat mekanik pengencang yang komprehensif untuk memenuhi nilai kekuatan tarik yang ditentukan dan rasio hasil produk. Proses perlakuan panas memiliki pengaruh penting pada pengencang kekuatan tinggi, terutama kualitas internalnya. Oleh karena itu, untuk menghasilkan pengencang berkekuatan tinggi berkualitas tinggi, diperlukan teknologi dan peralatan perlakuan panas yang canggih. Karena volume produksi yang besar dan harga baut berkekuatan tinggi yang rendah, struktur bagian berulir relatif halus dan presisi, sehingga peralatan perlakuan panas harus memiliki kapasitas produksi yang besar, otomatisasi tingkat tinggi, dan perlakuan panas berkualitas baik . Sejak tahun 1990s, lini perlakuan panas terus-menerus dengan atmosfer protektif telah mendominasi. Shaking bottom mesh belt furnace sangat cocok untuk perlakuan panas dan penempaan pengencang berukuran kecil dan sedang. Selain kinerja penyegelan tungku yang baik, jalur quenching dan tempering juga memiliki kontrol komputer mikro yang canggih terhadap atmosfer, suhu dan parameter proses, serta alarm kegagalan peralatan dan fungsi tampilan. Fastener berkekuatan tinggi sepenuhnya dikontrol secara otomatis dari loading-cleaning-heating-quenching-cleaning-tempering-coloring hingga off-line, yang secara efektif menjamin kualitas perlakuan panas. Dekarburisasi ulir dapat menyebabkan pengikat melompat keluar terlebih dahulu ketika resistansi yang dibutuhkan oleh sifat mekanik tidak terpenuhi, yang akan menyebabkan pengikat ulir gagal dan mengurangi masa pakai. Karena dekarburisasi bahan baku, jika anil tidak tepat, lapisan dekarburisasi bahan baku akan semakin dalam. Selama perlakuan panas quenching dan tempering, beberapa gas pengoksidasi biasanya dibawa masuk dari luar tungku. Karat pada batang kawat baja atau residu pada permukaan batang kawat setelah penarikan dingin juga akan terurai setelah dipanaskan dalam tungku, dan reaksinya akan menghasilkan beberapa gas pengoksidasi. Misalnya, karat pada permukaan kawat baja terdiri dari besi karbonat dan besi hidroksida, yang akan terurai menjadi CO2 dan H2O setelah pemanasan, yang akan mengintensifkan dekarburisasi. Penelitian telah menunjukkan bahwa tingkat dekarburisasi baja paduan karbon sedang lebih serius daripada baja karbon, dan suhu dekarburisasi tercepat adalah antara 700-800 derajat Celcius. Karena lampiran pada permukaan kawat baja akan dengan cepat terurai dan mensintesis CO2 dan H2O dalam kondisi tertentu, jika gas tungku sabuk jaring terus menerus tidak dikontrol dengan benar, itu juga akan menyebabkan dekarburisasi sekrup yang berlebihan. Ketika pengencang berkekuatan tinggi berkepala dingin, lapisan bahan mentah yang didekarburasi dan anil tidak hanya tersisa, tetapi juga diekstrusi ke bagian atas utas. Untuk permukaan pengikat yang perlu dipadamkan, kekerasan yang dibutuhkan tidak dapat dicapai. Sifat mekanik (terutama kekuatan dan ketahanan aus) berkurang. Selain itu, permukaan kawat baja telah didekarburisasi, dan koefisien ekspansi lapisan permukaan dan struktur internal berbeda, dan retakan permukaan dapat muncul selama pendinginan. Untuk alasan ini, perlu untuk melindungi bagian atas benang dari dekarburisasi selama pendinginan dan pemanasan, dan untuk mengkarbonisasi dengan benar pengencang yang bahan bakunya telah didekarburisasi, sehingga dapat menyesuaikan keuntungan dari atmosfir pelindung di tungku sabuk jala untuk tingkat aslinya. Bagian yang dilapisi karbon. Kandungan karbon pada dasarnya sama, sehingga pengencang yang didekarburasi perlahan kembali ke kandungan karbon semula. Potensi karbon ditetapkan sebesar 0,42 persen -0.48 persen . Suhu pelapisan karbon sama dengan pendinginan dan tidak dapat dilakukan pada suhu tinggi. , agar tidak mempengaruhi sifat mekanik akibat butiran kasar. Masalah kualitas yang mungkin terjadi selama proses quenching dan tempering pengencang terutama meliputi: kekerasan yang tidak memadai dalam kondisi quenching; kekerasan tidak merata dalam keadaan padam; deformasi pendinginan yang berlebihan; meredam retak. Masalah seperti itu di lokasi seringkali terkait dengan bahan baku, pendinginan pendinginan dan pendinginan pendinginan. Merumuskan proses perlakuan panas dengan benar dan menstandarkan proses operasi produksi, seringkali dapat menghindari terjadinya kecelakaan kualitas tersebut.

8. Kesimpulan

Singkatnya, faktor proses yang mempengaruhi kualitas pengencang kekuatan tinggi meliputi desain baja, anil spheroidizing, pengelupasan dan penghilangan karat, penarikan, heading dingin, pemrosesan benang, perlakuan panas, dll., dan terkadang superposisi dari berbagai faktor . . Kita tahu bahwa cacat pengencang disebabkan oleh fluktuasi karakteristik kualitas produk. Hanya dengan secara akurat memahami faktor teknologi dalam proses pembuatan produk dan menghasilkan kekuatan pendorong yang besar untuk peningkatan kualitas berkelanjutan, kita dapat memperoleh lebih banyak keuntungan dan daya saing yang lebih kuat melalui peningkatan kualitas berkelanjutan!