高強(qiáng)度螺栓生產(chǎn)流程和注意事項(xiàng)
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發(fā)表時(shí)間:2022-04-27
高強(qiáng)度螺栓加工工藝如下:
一、鋼材設(shè)計(jì)
在高強(qiáng)度螺栓制造中,如果材料選擇不當(dāng),性能就不符合要求,使用壽命會縮短,加工也困難,制造成本高,因此,螺栓材料的選擇是一個非常重要的環(huán)節(jié)。
冷軋鋼是一種高互換性的緊固件鋼,采用冷軋成型工藝生產(chǎn)。由于在室溫下采用金屬塑成型,各部件變形量大,變形速度高,對冷軋鋼原材料的性能要求非常嚴(yán)格。
在長期生產(chǎn)實(shí)踐和用戶使用研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合GB/T6478-2001GB/T699-1999優(yōu)質(zhì)碳結(jié)構(gòu)鋼的特點(diǎn)和目標(biāo)JISG3507-1991點(diǎn),以8.8、9.8高強(qiáng)度螺栓的材料要求為例。
如果碳元素C含量過高,冷成形性能就會降低;如果則不能滿足零件機(jī)械性能的要求,因此定為0.25%-0.55%。
MN可以提高鋼的滲透性,但添加過多會加強(qiáng)基體組織,影響冷成形性能;在零件調(diào)質(zhì)過程中,有促進(jìn)奧氏體晶粒生長的傾向,因此在國際基礎(chǔ)上適當(dāng)增加,定為0.45%-0.80%。
Si能增強(qiáng)鐵素體,降低冷成形性能,降低材料延伸率,定為Si小于0.30%。
S.P.作為雜質(zhì)元素,它們的存在會沿著晶界產(chǎn)生偏析,導(dǎo)致晶界脆化,損害鋼材的機(jī)械性能,應(yīng)盡量減少,定為P小于等于0.030%,S小于等于0.035%。
B.硼含量最大值為0.005%,因?yàn)榕痣m然能顯著提高鋼的滲透性,但也會增加鋼的脆性。硼含量過高對需要良好綜合機(jī)械性能的工件非常不利,如螺栓、螺釘和螺柱。
二、球化(軟化)退火
沉頭螺釘和內(nèi)六角形圓柱頭螺栓等高強(qiáng)度螺栓,采用冷軋工藝生產(chǎn)時(shí),鋼的原始組織將直接影響冷軋工藝的成型能力。在冷軋過程中,局部區(qū)域的塑性變形可達(dá)60%-80%,因此鋼必須具有良好的塑性。當(dāng)鋼的化學(xué)成分確定時(shí),金相組織是決定塑性質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通常認(rèn)為大片珠光體不利于冷軋成型,小球珠光體可顯著提高鋼的塑性變形能力。
中碳鋼和中碳合金鋼量較大的中碳鋼和中碳合金鋼,在冷頭前進(jìn)行球化(軟化)退火,以獲得均勻細(xì)致的球化珠光體,更好地滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。
對于中碳鋼板軟化退火,其加熱溫度主要選擇在鋼的臨界點(diǎn)上下保溫。加熱溫度一般不宜過高,否則會沿晶體邊界沉淀三次滲碳體,導(dǎo)致冷凝開裂。對于中碳合金鋼板,采用等溫球化退火。AC1+(20-30%)加熱后,爐冷至略低于AR1,溫度約700攝氏度等溫一段時(shí)間,然后爐冷至500攝氏度左右。鋼的金相結(jié)構(gòu)由粗到細(xì),由片變?yōu)榍蛐?,冷凝開裂率將大大降低。3545ml35SWRCH35K鋼軟化退火溫度一般為715-735攝氏度;SCM43540CrSCR435鋼球化退火加熱溫度一般為740-770攝氏度,等溫度為680-700攝氏度。
三、剝殼除鱗
冷軋鋼板去除氧化鐵板的工藝有兩種方法和鱗片。有兩種方法:機(jī)械鱗片去除和化學(xué)酸洗。用機(jī)械鱗片代替板的化學(xué)酸洗工藝不僅提高了生產(chǎn)率,而且減少了環(huán)境污染。除鱗過程包括彎曲法(一般采用帶三角形凹槽的圓輪反復(fù)彎曲板)、噴九法等,除鱗效果好,但殘余鐵鱗不能去除(氧化鐵皮去除率為97%),特別是當(dāng)氧化鐵皮粘附性強(qiáng)時(shí),機(jī)械鱗片去除受鐵皮厚度、結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)的影響,用于低強(qiáng)度緊固件(小于等于6.8級)的碳鋼板。機(jī)械鱗片去除后,用于去除所有氧化鐵皮,然后通過化學(xué)酸洗工藝復(fù)合鱗片去除。
對于低碳鋼板,機(jī)械除鱗殘留的鐵板容易造成顆粒拔模不均勻磨損。當(dāng)鋼絲摩擦外溫時(shí),顆粒拔??渍掣皆阼F板上,導(dǎo)致鋼絲表面產(chǎn)生縱向顆粒痕跡。當(dāng)鋼絲冷軋凸緣螺栓或圓柱頭螺釘時(shí),95%以上的頭部微裂紋是鋼絲表面拉拔過程中產(chǎn)生的劃痕造成的。因此,機(jī)械除鱗法不應(yīng)用于高速拉拔。
四、拉拔
拉拔過程有兩個目的,一是改造原材料的尺寸,二是通過變形強(qiáng)化使緊固件獲得基本的機(jī)械性能。對于碳鋼、碳合金鋼,即在拉拔過程中盡可能破解,為隨后的球(軟化)退火準(zhǔn)備顆粒滲碳,但部分廠家降低成本,任意減少拉拔等級,過度減少率增加了鋼絲加工硬化傾向,直接影響鋼絲的冷軋性能。
如果各次減面率分布不當(dāng),拉拔過程中在拉拔過程中扭轉(zhuǎn)裂紋,沿鋼絲縱向分布,在鋼絲冷軋過程中暴露一定周期的裂紋。此外,如果在拉拔過程中潤滑不良,也會導(dǎo)致冷拉鋼絲有規(guī)律的水平裂紋。
同時(shí),切線方向與拉絲模不同,會加劇拉絲模單側(cè)孔型的磨損,使內(nèi)孔失去圓形,導(dǎo)致鋼絲周圍方向拉伸變形不均勻,使鋼絲圓度超差,鋼絲橫截面應(yīng)力不均勻,影響冷軋合格率。
在鋼絲拉拔過程中,鋼絲表面質(zhì)量惡化部分減面率過大,但減面率過低不利于片狀滲碳體的破碎,難以獲得盡可能多的顆粒狀滲碳體,即滲碳體球化率低,對鋼絲的冷軋性能極為不利。部分減面率直接控制在10%-15%的范圍內(nèi)。
五、冷鍛成型
通常,高強(qiáng)度螺栓頭的形成采用冷頭塑料加工。與切割加工相比,金屬纖維(金屬線)沿產(chǎn)品形狀連續(xù),中間無切割,提高了高強(qiáng)度螺栓的強(qiáng)度,特別是優(yōu)良的機(jī)械性能。
冷頭成型工藝包括切割成型、單站單擊、雙擊冷頭和多站自動冷頭。一臺自動冷頭機(jī)分別在幾個成型凹模中進(jìn)行沖壓、鍛造、擠壓和縮徑。
單站或多站自動冷軋機(jī)使用的原始毛坯的加工特點(diǎn)是由材料尺寸長5-6米的棒材或重量為1900-2000kg的鋼絲的尺寸決定的,即加工工藝的特點(diǎn)是冷軋成型不是預(yù)先切割的單件毛坯,而是由棒材和鋼絲切割和頭坯(必要時(shí))。
擠壓腔前,必須對空白進(jìn)行整形手術(shù)。滿足工藝要求的空白可通過整形手術(shù)獲得。在頭鍛、直徑收縮和正擠壓之前,空白不需要整形手術(shù)。切斷空白后,將其送到頭整形站。該站可提高空白質(zhì)量,將下一站的成型力降低15-17%,延長模具使用壽命造高強(qiáng)度螺栓可采用多次直徑收縮。
1.用半封閉切割工具切割空白最簡單的方法是使用套筒切割工具;切口角度不大于3度;使用開口切割工具時(shí),切口的斜角可達(dá)5-7度。
2.在從上一站到下一個成型站的過程中,短毛坯應(yīng)能翻轉(zhuǎn)180度,充分發(fā)揮自動冷頭機(jī)的潛力,加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高強(qiáng)度螺栓,提高零件精度。
3.各成型站應(yīng)配備沖頭退料裝置,凹模應(yīng)配備套筒頂料裝置。
4.成型站的數(shù)量(不包括切斷站)一般應(yīng)達(dá)到3-4個站(特殊情況下5個以上)。
5.在有效使用期內(nèi),主滑塊導(dǎo)軌和工藝部件的結(jié)構(gòu)可保證沖頭和凹模的定位精度。
6.終端限位開關(guān)必須安裝在控制材料選擇的擋板上,并且必須注意頭鍛力的控制。
在自動冷頭機(jī)上制造高強(qiáng)度緊固件絲的不圓度應(yīng)在直徑公差范圍內(nèi),而更精密的緊固件應(yīng)限制在1/2直徑公差范圍內(nèi)。如果鋼絲直徑不符合規(guī)定尺寸,則為零。