고강도 볼트 제조공정
고강도 볼트의 가공기술은 열연선재 - (냉간인발) - 구상화(연화) 소둔 - 기계적 스케일제거 - 산세 - 냉간인발 - 냉간단조 - 나사가공 - 열처리 - 검사
1. 스틸 디자인
패스너 제조에서 패스너 재료의 올바른 선택은 패스너의 성능이 재료와 밀접한 관련이 있기 때문에 중요한 부분입니다. 재료가 부적절하거나 잘못 선택되면 성능이 요구 사항을 충족하지 못하거나 수명이 단축되거나 사고 또는 가공 문제가 발생할 수 있으며 제조 비용이 많이 듭니다. 따라서 패스너 재료의 선택은 매우 중요한 연결 고리입니다. 냉간압조강은 냉간압조 성형공정에 의해 생산되는 높은 호환성을 가진 파스너용 강입니다. 금속 소성가공으로 상온에서 성형되기 때문에 각 부품의 변형량이 크고 변형속도가 빠릅니다. 따라서 냉간압조강 원료의 성능 요구 사항은 매우 엄격합니다.
GB/T6478-2001 "냉간압출 및 냉간압출강에 대한 기술 조건" GB/T699-1999 "고품질 탄소 구조강"과 결합된 장기간의 생산 관행 및 사용자 연구를 기반으로 합니다. 및 대상 JISG3507-1991 "Cold Heading" "강철용 탄소강 선재"의 특성, 등급 8.8 및 등급 9.8 볼트 및 나사의 재료 요구 사항을 예로 들어 다양한 화학 원소의 결정. C 함량이 너무 높으면 냉간 성형 성능이 저하됩니다. 너무 낮으면 부품의 기계적 특성을 충족할 수 없으므로 0.25% -0.55%로 설정됩니다. Mn은 강의 투자율을 향상시킬 수 있지만 너무 많이 추가하면 매트릭스 구조가 강화되고 냉간 성형 성능에 영향을 미칩니다. 부품을 담금질 및 템퍼링할 때 오스테나이트 결정립의 성장을 촉진하는 경향이 있으므로 국제적으로 적절하게 개선해야 합니다. 0.45퍼센트 -0.80퍼센트입니다. Si는 페라이트를 강화하고 냉간 성형성을 감소시킬 수 있습니다. SP는 불순물 원소이며, 그 존재는 결정립계를 따라 편석을 일으켜 결정립계의 취화 및 강의 기계적 특성을 손상시킨다. 최대한 줄여야 합니다. B. 붕소 함량의 최대값은 0.005%이며, 붕소는 강의 투자율을 크게 향상시키는 효과가 있지만 강의 취성을 증가시키기 때문입니다. 과도한 붕소 함량은 종합적인 기계적 특성이 필요한 볼트, 나사 및 스터드와 같은 공작물에 매우 적합하지 않습니다.
2. 구상화(연화) 소둔
접시머리 나사와 육각 소켓 머리 볼트가 냉간 압연 공정으로 생산될 때 강철의 원래 구조는 냉간 압연 공정의 성형 능력에 직접적인 영향을 미칩니다. 냉간압조 과정에서 국부적 소성변형은 60% -80%에 달할 수 있으므로 강철은 가소성이 좋아야 합니다. 강의 화학 조성이 일정할 때 금속 조직은 가소성을 결정하는 핵심 요소입니다. 일반적으로 거친 플레이크 펄라이트는 냉간압조 성형에 도움이 되지 않는 반면, 미세한 구형 펄라이트는 강의 소성 변형 능력을 크게 향상시킬 수 있다고 믿어집니다. 고강도 패스너가 많은 중탄소강 및 중탄소 합금강의 경우 냉간압조 전에 구상화(연화) 어닐링을 수행하여 균일하고 미세한 구상화 펄라이트를 얻어 실제 생산 요구를 더 잘 충족시킵니다.
중간 탄소강 선재의 연화 소둔의 경우 가열 온도는 강의 임계점 이상과 이하로 유지되어야하며 가열 온도는 너무 높아서는 안됩니다. 그렇지 않으면 3 차 시멘타이트가 결정립계를 따라 침전되어 냉간 헤딩 크래킹. 중탄소 합금강 선재는 등온 구상화에 의해 소둔됩니다. AC1 플러스({1}} 퍼센트 )로 가열한 후, 노는 Ar1보다 약간 낮게 냉각되고 온도는 등온 기간 동안 약 섭씨 700도가 된 다음 노는 약 섭씨 500도로 냉각되고 공기- 냉각. 강철의 금속 조직은 거친 것에서 미세한 것으로, 플레이크에서 구형으로 변하고 냉간 압연의 균열 속도가 크게 감소합니다. 35\45\ML35\SWRCH35K 강의 연화 풀림 온도의 일반적인 영역은 섭씨 715-735도입니다. SCM435\40Cr\SCR435 강에 대한 구상화 어닐링 가열 온도의 일반적인 영역은 섭씨 740-770도이고 등온 온도는 섭씨 680-700도입니다.
세 번째, 필링 및 스케일 제거
냉간압조강선재에서 산화철판을 제거하는 공정은 박리 및 디스케일링입니다. 기계적 석회질 제거와 화학적 산세척의 두 가지 방법이 있습니다. 선재의 화학적 산세공정을 기계적 스케일 제거로 대체하면 생산성이 향상될 뿐만 아니라 환경오염도 감소합니다. 이 스케일 제거 과정에는 벤딩 방법(삼각 홈이 있는 둥근 휠이 일반적으로 선재를 반복적으로 구부리는 데 사용됨), 스프레이 나인 방법 등이 포함되며, 스케일 제거 효과는 좋지만 잔여 철 스케일을 제거할 수 없습니다(제거 산화철 스케일의 비율은 97% )), 특히 산화철 스케일의 스케일이 매우 강할 때 기계적 스케일 제거는 철 스케일의 두께, 구조 및 응력 상태에 영향을 받습니다. 저강도 파스너용 탄소강 선재(6.8이하)
고강도 패스너(등급 8.8 이상)는 기계적 스케일 제거 후 선재를 사용하여 모든 산화철 스케일을 제거한 다음 화학적 산세 공정을 거쳐 복합 스케일 제거를 수행합니다. 저탄소강 선재의 경우 기계적 디스케일링에 의해 남은 철판으로 인해 결계의 편마모가 발생하기 쉽습니다. 선재가 외부 온도와 마찰할 때 결 드래프트 홀이 철판에 부착되면 선재 표면에 세로 결흔이 생성됩니다. 95% 이상은 인발 과정에서 강선 표면의 긁힘으로 인해 발생합니다. 따라서 기계적 스케일 제거 방법은 고속 드로잉에 적합하지 않습니다.
4. 당기기
드로잉 프로세스에는 두 가지 목적이 있습니다. 하나는 원자재의 크기를 수정하는 것입니다. 다른 하나는 변형 및 강화를 통해 패스너의 기본 기계적 특성을 얻는 것입니다. 중탄소강의 경우 중탄소 합금강은 또 다른 목적, 즉 선재를 만드는 용도도 있습니다. 제어 냉각 후 얻어진 박편상 시멘타이트는 입상 시멘타이트를 얻기 위한 후속 구상화(연화) 소둔을 준비하기 위해 드로잉 공정에서 가능한 한 크랙된다. 그러나 일부 제조업체에서는 비용 절감을 위해 임의로 도면을 축소합니다. 과도한 압하율은 선재의 가공경화 경향을 증가시켜 선재의 냉간압조성능에 직접적인 영향을 미친다. 각 패스의 감속비 분포가 적절하지 않으면 드로잉 공정에서 선재에 비틀림 균열이 발생합니다.
또한, 연신 공정에서 윤활이 좋지 않으면 냉간 압연 선재에 규칙적인 횡균열이 발생할 수 있습니다. 선재와 선재의 접선 방향이 동시에 동심원이 아니므로 선재를 금형에서 빼낼 때 선재의 한쪽 구멍 패턴의 마모가 심화되어 내부 구멍이 원형에서 벗어나 와이어의 원주 방향으로 불균일한 드로잉 변형이 발생합니다. 강선의 진원도가 허용 오차를 벗어나고 강선의 단면 응력이 냉간 압조 공정 중에 균일하지 않아 냉간 압연 합격률에 영향을 미칩니다. 선재의 인발 과정에서 과도한 표면 압하율은 강선의 표면 품질을 저하시키는 반면, 표면 압하율이 너무 낮으면 플레이크 시멘타이트의 파쇄에 도움이 되지 않으며, 그만큼의 표면 압하율을 얻기 어렵습니다. 가능한 한 입상 시멘타이트. 즉, 시멘타이트의 구상화율이 낮아 강선의 냉간압조 성능에 극히 불리하다. 인발 방식으로 생산된 봉재 및 선재의 경우 부분면 압하율을 10%{2}}% 범위 내에서 직접 제어한다.
5. 냉간 단조
일반적으로 볼트 헤드의 성형은 냉간압조 플라스틱 가공을 채택합니다. 절단 공정에 비해 금속 섬유(금속선)가 제품의 형상에 따라 연속적으로 형성되어 중간에 절단이 없어 제품의 강도, 특히 기계적 물성을 향상시킵니다. 냉간압조 성형 공정에는 절단 및 성형, 단일 위치 단일 클릭, 더블 클릭 냉간 압조 및 다중 작업 위치에서의 자동 냉간 압조가 포함됩니다.
자동 콜드 헤딩 기계는 여러 성형 다이에서 스탬핑, 헤딩 단조, 압출 및 직경 감소와 같은 다중 작업 프로세스를 수행합니다. 싱글 스테이션 또는 멀티 태스킹 자동 냉간압조기에 사용되는 원재 블랭크의 가공 특성은 길이가 5-6미터인 봉재 크기 또는 선재 크기에 따라 결정됩니다. 1900-2000KG의 무게, 즉 처리 기술의 특성. 요점은 냉간압조는 미리 절단된 단일 블랭크를 사용하지 않고 자동 냉간압조 기계 자체를 사용하여 막대와 선재에서 (필요한 경우) 블랭크를 절단하고 뒤집는다는 것입니다. 캐비티를 압출하기 전에 블랭크의 모양을 지정해야 합니다. 기술 요구 사항을 충족하는 블랭크는 성형하여 얻을 수 있습니다. 업세팅, 리듀싱 및 포지티브 압출 전에 블랭크는 성형될 필요가 없습니다. 블랭크가 절단된 후에는 업세팅 및 성형 스테이션으로 보내집니다. 이 스테이션은 블랭크의 품질을 향상시키고 다음 스테이션의 성형력을 15-17% 줄이고 금형 수명을 연장할 수 있으며 볼트는 여러 직경 감소로 만들 수 있습니다.
1. 반 폐쇄 절단 도구로 블랭크를 절단하는 가장 쉬운 방법은 슬리브 절단 도구를 사용하는 것입니다. 절개 각도는 3도를 넘지 않아야 합니다. 개방형 절단 도구를 사용하면 절개의 경사각이 5 -7도에 도달할 수 있습니다.
2. 자동 냉간압조기의 잠재력을 발휘할 수 있고 복잡한 구조의 패스너를 가공할 수 있도록 짧은 크기의 블랭크는 이전 스테이션에서 다음 성형 스테이션으로 이송하는 동안 180도 회전할 수 있어야 하며, 부품의 정밀도를 향상시킬 수 있습니다.
3. 각 성형 스테이션에는 펀치 리턴 장치가 장착되어야 하고 다이에는 슬리브형 이젝터 장치가 장착되어야 합니다.
4. 성형 스테이션의 수(절단 스테이션 제외)는 일반적으로 3-4 스테이션에 도달해야 합니다(특수한 경우 5개 이상).
5. 유효 서비스 기간 동안 메인 슬라이더 가이드 레일 및 공정 구성 요소의 구조는 펀치와 다이의 위치 정확도를 보장할 수 있습니다.
6. 재료 선택을 제어하는 배플에 단자 제한 스위치를 설치해야 하며, 역류시키는 힘의 제어에 주의해야 합니다. 자동 냉간압조기의 고강도 파스너 제조에 사용되는 콜드 다이얼 와이어의 진원도는 직경 허용 오차 범위 내에 있어야 하며, 보다 정밀한 파스너용 강선의 진원도는 다음과 같아야 합니다. 1/1/2로 제한됩니다. 2 직경 허용 범위 내에서 강선의 직경이 지정된 크기에 도달하지 않으면 부품의 화난 부분이나 헤드에 균열이 나타나거나 버가 형성됩니다. 직경이 프로세스에 필요한 크기보다 작으면 헤드가 불완전합니다. , 모서리와 모서리 또는 두꺼운 부분이 선명하지 않습니다. 냉간압조로 얻을 수 있는 정밀도는 성형 방법 및 사용된 절차의 선택과도 관련이 있습니다.
또한 사용하는 장비의 구조적 특성, 공정 특성 및 상태, 공구 및 금형의 정밀도, 수명 및 마모 정도에 따라 달라집니다. 냉간압출 성형 및 압출에 사용되는 고합금강의 경우 초경합금 금형의 작업 표면 거칠기는 Ra{0}}.2um보다 커서는 안 됩니다. 이 유형의 금형의 작업 표면 거칠기가 Ra=0.025-0.050um에 도달하면 수명이 가장 높습니다.
6. 스레드 처리
볼트 나사산은 일반적으로 일정한 직경 범위의 나사산 블랭크가 마찰(압연) 선판(다이)을 통과하도록 냉간가공되며, 선재(압연다이)의 압력에 의해 나사산이 형성됩니다. 나사 부분의 플라스틱 유선이 잘리지 않고 강도가 증가하고 정밀도가 높고 품질이 균일하므로 널리 사용됩니다.
최종 제품의 나사산 외경을 만들기 위해 필요한 나사산 블랭크 직경은 나사산 정확도 및 재료의 코팅 여부와 같은 요인에 의해 제한되기 때문에 다릅니다. 롤링(마찰) 스레드는 소성 변형을 사용하여 스레드 톱니를 형성하는 가공 방법입니다. 가공할 나사산과 같은 피치와 치형의 롤링(스크류킹 플레이트) 다이를 사용하여 원통형 스크류 블랭크를 압출하면서 스크류 블랭크를 회전시켜 최종적으로 롤링 다이의 치형을 On Screw에 전사 공백, 스레드가 형성됩니다. 롤링(러빙) 나사 가공의 공통점은 롤링 회전수가 너무 많을 필요가 없다는 것입니다. 너무 많으면 효율이 낮아지고 실 이빨의 표면이 쉽게 분리되거나 랜덤 버클이 발생합니다. 반대로 회전수가 너무 작으면 나사산의 직경이 둥그스름하기 쉽고 압연 초기의 압력이 비정상적으로 증가하여 금형의 수명이 단축됩니다.
압연 나사산의 일반적인 결함: 나사산 부품 표면의 균열 또는 긁힘; 무작위 버클; 나사 부분의 진원도에서. 이러한 결함이 많이 발생하면 처리 단계에서 발견됩니다. 발생 횟수가 적으면 생산 공정에서 이러한 결함을 인지하지 못하고 사용자에게 순환하여 문제를 일으킵니다. 따라서 가공 조건의 주요 문제를 요약하고 이러한 주요 요소를 생산 공정에서 제어해야 합니다.
7. 열처리
고강도 패스너는 기술 요구 사항에 따라 담금질 및 템퍼링해야 합니다. 열처리 및 템퍼링의 목적은 제품의 지정된 인장 강도 값 및 항복비를 충족하도록 패스너의 포괄적인 기계적 특성을 개선하는 것입니다. 열처리 공정은 고강도 패스너, 특히 고유 품질에 결정적인 영향을 미칩니다. 따라서 고품질의 고강도 파스너를 생산하기 위해서는 고도의 열처리 기술과 장비가 필요합니다. 고강도 볼트의 대량 생산과 저렴한 가격으로 인해 나사산 부분이 비교적 미세하고 비교적 정밀한 구조로 인해 열처리 장비는 대량 생산 능력, 높은 자동화 수준 및 우수한 열처리가 필요합니다. 품질.
1990년대부터 보호 분위기의 연속 열처리 생산 라인이 지배적이었고 충격 바닥형 및 메쉬 벨트로가 특히 중소형 패스너의 열처리 및 템퍼링에 적합합니다. 퍼니스의 우수한 밀봉 성능 외에도 담금질 및 템퍼링 라인에는 대기, 온도 및 공정 매개 변수, 장비 고장 경보 및 디스플레이 기능에 대한 고급 컴퓨터 제어 기능이 있습니다. 고강도 패스너는 공급-세정-가열-담금질-세정-템퍼링-착색에서 오프라인까지 자동으로 제어되고 작동되어 열처리 품질을 효과적으로 보장합니다. 나사산의 탈탄은 기계적 특성이 요구하는 저항에 도달하기 전에 패스너가 트립되도록 하여 나사산 패스너의 고장을 유발하고 서비스 수명을 단축시킵니다. 원료의 탈탄으로 인해 소둔이 부적절하면 원료의 탈탄층이 깊어집니다. 담금질 및 템퍼링 열처리 과정에서 일부 산화 가스는 일반적으로 노 외부에서 유입됩니다. 봉선의 녹이나 냉간 인발 후의 선재 표면의 잔류물도 로에서 가열하면 분해되어 반응에 의해 일부 산화성 가스가 발생합니다. 예를 들어, 철선의 표면 녹은 탄산철과 수산화물로 구성되어 있는데 가열 후에는 CO2와 H2O로 분해되어 탈탄을 악화시킨다. 연구에 따르면 중탄소 합금강의 탈탄 정도는 탄소강보다 심각하며 가장 빠른 탈탄 온도는 섭씨 700-800도 사이입니다. 강선 표면의 부착물은 특정 조건에서 매우 빠르게 CO2와 H2O를 분해 및 합성하기 때문에 연속 메쉬 벨트로의 노 가스가 적절하게 제어되지 않으면 나사의 탈탄이 너무 불량합니다. 고강도 파스너를 냉간압조로 성형하면 원료와 소둔 탈탄층이 존재할 뿐만 아니라 나사산 상부까지 압출된다. 퀜칭해야 하는 파스너의 표면은 요구되는 경도를 얻을 수 없습니다. 기계적 특성(특히 강도 및 내마모성)이 감소합니다.
또한, 강선의 표면이 탈탄되어 표층과 내부조직의 팽창계수가 다르며, 담금질 시 표면 크랙이 발생할 수 있다. 이러한 이유로 담금질 및 가열 중에 스레드 상단이 탈탄으로부터 보호되어야 하며, 원료가 탈탄된 패스너는 적절하게 탄화되어야 하며, 메쉬 벨트로의 보호 분위기의 장점은 원래 탄소 코팅 부품. 탄소 함량은 기본적으로 동일하므로 탈탄 패스너가 원래 탄소 함량으로 천천히 복원될 수 있습니다. 탄소 포텐셜은 바람직하게는 0.42%-0.48%로 설정됩니다. , 거친 입자를 피하고 기계적 특성에 영향을 미치기 위해. 파스너 담금질 및 템퍼링 과정에서 발생할 수 있는 품질 문제는 주로 담금질 상태에서 불충분한 경도를 포함합니다. 담금질 상태의 고르지 않은 경도; 과도한 담금질 변형; 균열을 진정. 이러한 현장의 문제는 종종 원료, 담금질 가열 및 담금질 냉각과 관련이 있습니다. 열처리 공정을 올바르게 공식화하고 생산 공정을 표준화하면 종종 이러한 품질 사고를 피할 수 있습니다.
