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高强度螺栓制造工艺

高强螺栓的加工工艺为:热轧盘条(冷拔)-球化(软化)-退火-机械除鳞-酸洗-冷拔-冷锻-螺纹加工-热处理-检验。

1。钢结构设计

在紧固件的制造中,选择正确的紧固件材料是非常重要的,因为紧固件的性能与其材料密切相关。如果材料选择不当或不正确,可能导致性能达不到要求,缩短使用寿命,甚至造成事故或加工困难,制造成本高,因此紧固件材料的选择非常重要。冷镦钢是冷镦成形工艺生产的一种互换性高的紧固件钢。由于冷镦钢是在室温下经金属塑性加工而成,各部分变形量大,变形速度快,因此对冷镦钢原材料的性能要求非常严格。在长期生产实践和用户调查的基础上,结合GB/T6478-2001《冷镦和冷挤压钢技术条件》、GB/T699-1999《优质碳素结构钢》和JISG3507-1991《冷镦钢用碳素钢棒》的特点,以8.8和9.8级螺栓和螺栓的材料要求为例。

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c含量过高,冷成形性能降低;c含量过低,零件的力学性能达不到要求,其值为0.25%-0.55%。

mn能改善钢的透气性,但过量添加mn会强化基体组织,影响冷成形性能。在零件回火过程中有促进奥氏体晶粒长大的趋势,故在国际上适当增加,设定为0.45%-0.80%。

硅能增强铁素体,降低冷成形性能。测定材料的延伸率小于或等于0.30%。s.p.是一种杂质元素。它的存在会沿晶界发生偏析,导致晶界脆化,破坏钢的力学性能。应确定P小于或等于0.030%,S小于或等于0.035%。

b.最大硼含量为0.005%,虽然硼能显著提高钢的渗透性,但也会导致钢的脆性增加。硼含量过高不利于螺栓、螺栓和螺柱的综合力学性能。

2。球化(软化)退火

采用冷镦工艺制造埋头螺栓和内六角圆柱头螺栓时,钢的原始结构将直接影响冷镦工艺的成形能力。冷镦过程中局部区域的塑性变形可达到60%-80%。因此,钢必须具有良好的塑性。当钢的化学成分不变时,金相组织是决定塑性的关键因素。一般认为大块珠光体不利于冷镦成形,而细小的球状珠光体能显著提高钢的塑性变形能力。为获得均匀细小的球化珠光体,对中碳钢和中碳合金钢在冷镦前进行球化(软化)退火,并配以大量高强度紧固件,以更好地满足实际生产需要。中碳钢盘条软化退火时,加热温度主要选择在钢的临界点处保温。加热温度不宜过高。否则,三个渗碳体沿晶界析出,导致冷镦开裂。中碳合金钢盘条采用等温球化退火。用ac1+(20-30%)加热后,炉内温度低至略低于ar1,温度约700摄氏度一段时间。然后把炉子冷却到大约500摄氏度,空气被冷却。钢的金相组织由粗变细,由片状变球形,冷镦开裂率大大降低。3545ml35 swrch35k钢的软化退火温度为715-735℃,scm435 cr scr435钢的球化退火温度为740-770℃,等温退火温度为680-700℃。

3。剥壳除鳞  

从冷镦钢盘条上除去氧化铁的过程是剥落、除鳞、机械除鳞和化学酸洗。用机械除垢代替化学酸洗工艺,不仅提高了生产效率,而且减少了环境污染。该除垢工艺包括弯曲法(采用带三角槽的圆轮反复弯曲盘条)、喷涂九种方法等,除垢效果好,但不能使残留的铁屑清除干净(铁屑去除率为97%),特别是在附着力较大时氧化铁皮的强度很大,所以机械除鳞受铁皮厚度、结构和应力的影响。状态对低强度紧固件(小于或等于6.8级)用碳素钢盘条的影响。高强度紧固件(大于等于8.8级)机械除锈后,为去除所有氧化铁垢,采用复合除锈工艺,然后进行化学酸洗。对于低碳钢盘条,机械除鳞后的残余铁皮容易造成拉丝模的不均匀磨损。当抽芯孔由于盘条的摩擦和外界温度的影响而粘附在铁皮上时,盘条表面会出现纵向晶粒痕迹。当盘条为冷镦法兰螺栓或气缸盖螺钉时,盘头会出现微裂纹,其中95%以上是由于拉拔过程中盘条表面划伤所致。因此,机械除鳞法不适用于高速拉拔。

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4。拉拔  

拉拔工艺有两个目的:一是改变原材料的尺寸;二是通过变形强化获得紧固件的基本力学性能。对于中碳钢,中碳合金钢还有另一个用途,即在拉拔过程中尽可能多地使盘条裂纹控制冷却后获得的片状渗碳体球化,以便随后球化。(软化)通过退火制备粒状渗碳体。然而,为了降低成本,任意减少拉深道次,过大的压下率增加了盘条的加工硬化倾向,直接影响盘条的冷镦性能。如果每道次压下率分布不合理,在盘条拉拔过程中也会出现扭转裂纹。钢丝在冷镦过程中,沿钢丝纵向和一定时间的裂纹会暴露出来。另外,在拉拔过程中润滑不良也会导致冷拔盘条产生规则的横向裂纹。同时缠绕拉丝模的盘条切向与拉丝模不同心,会加重拉丝模单道次的磨损,使内孔不圆,造成钢丝环向拉拔变形不均匀,使钢丝圆度过大,冷镦过程中钢丝横截面应力不均匀,影响冷镦合格率。。在盘条拉拔过程中,过大的局部断面收缩率会降低盘条表面质量,过小的断面收缩率不利于片状渗碳体的破碎,难以获得尽可能多的粒状渗碳体。即渗碳体球化率低,对拉拔法生产的盘条冷镦性能有很大的影响。对于盘条,局部表面压下的直线度控制在10%-15%之间。

5。冷锻成形  

螺栓头部通常采用冷镦塑性加工成形。与切割工艺相比,金属纤维(金属丝)沿产品形状连续,中间不切割,提高了产品的强度,特别是力学性能。冷镦工艺包括切削成形、单点定位、双击冷镦和多任务自动冷镦。自动冷镦机在几种成形模具中进行冲压、镦粗、挤压和缩径。单工位或多任务自动冷镦机用原坯料的加工特点,由5-6米长的盘条或1900-2000公斤重的盘条尺寸决定。也就是说,该加工技术的特点是采用自动冷镦机本身而不是预切单根毛坯。切割和镦粗(如有必要)材料和线材的毛坯。在挤压空腔之前,坯料必须成形。通过成形,可以获得满足工艺要求的坯料。在镦粗、缩径和正挤压之前,坯料不需要成形。将坯料切断后,送至镦锻成形工位。可提高坯料的质量,将下一步成形力降低15%-17%,延长模具寿命,减少螺栓直径数倍。1。使用半封闭式刀具切割毛坯最简单的方法是使用套筒刀具;切削角度不应大于3度;使用开放式刀具时,切削角度可达到5-7度。2。短尺寸毛坯在从上工位转移到下一台成形工作站的过程中,应能180度转弯,以充分发挥自动冷镦机的潜力,加工结构复杂的紧固件,提高零件精度。三.在每个成形工位上应安装冲头出料装置,凹模上应安装套筒出料装置。4。成型工(不包括切割工)一般应达到3-4个(特殊情况下应超过5个)。5。在有效的使用寿命内,主导轨和工艺零件的结构能保证冲头和模具的定位精度。6。终端限位开关必须安装在选材控制的挡板上,注意镦粗力的控制。在自动冷镦机上制造高强度紧固件所用冷拔盘条的不圆度应在直径公差范围内,而对于更精密的紧固件,钢丝的不圆度应限制在直径公差的1/2范围内。如果钢丝直径达不到规定尺寸,就会出现镦粗部分或镦头。如果裂纹直径小于工艺要求的尺寸,则头部不完整,边缘或鼓包部分不清晰。冷镦精度还与成形方法的选择和所采用的工艺有关。此外,还取决于所用设备的结构特点、工艺特点及其状态、工模具的精度、寿命和磨损程度。对于冷镦和挤压用高合金钢,硬质合金模具的工作表面粗糙度应不大于Ra=0.2um。当该模具工作表面粗糙度达到Ra=0.025-0.050um时,使用寿命最高。

6。螺纹加工

螺栓螺纹通常采用冷加工,使一定直径范围内的螺纹毛坯可以通过搓(滚)搓螺杆板(模)和螺杆板(滚模)的压力形成。螺纹零件的塑性流线可以在不切断的情况下获得,强度提高,精度高,质量均匀,因此得到了广泛的应用。为了生产出最终产品的螺纹外径,要求的螺纹毛坯直径是不同的,因为它受到螺纹精度、材料涂层等因素的限制。滚(搓)线是指通过塑性变形形成螺纹齿的加工方法。采用与加工螺纹螺距、牙形齿相同的滚压模,挤压圆柱螺纹毛坯,同时旋转螺纹毛坯。最后,滚压模上的牙形齿被转移到螺杆毛坯上形成螺纹。滚(搓)压螺纹的共同点是,滚(搓)压速度不需要太大,如果太大,效率低,而且螺纹齿面容易出现分离或拧紧现象。反之,旋转过小,螺纹直径易失圆,轧制初期压力异常增大,缩短模具寿命。滚压螺纹常见缺陷:螺纹表面裂纹或擦伤;螺纹不圆度。如果这些缺陷大量出现,将在加工阶段发现。如果出现的缺陷数量较少,生产过程中不会注意到这些缺陷会流向用户,造成麻烦。因此,应总结工艺条件的关键问题,并在生产过程中对这些关键因素进行控制。

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7。热处理

高强度紧固件按技术要求进行处理。热处理调质是为了提高紧固件的综合力学性能,满足产品所需的抗拉强度和屈服强度比。热处理工艺对高强度紧固件的内部质量,特别是内部质量有着至关重要的影响。因此,要生产出高质量、高强度的紧固件,就必须有先进的热处理工艺和设备。由于高强螺栓生产能力大、价格低、结构相对精细精细,要求热处理设备具有生产能力大、自动化程度高、热处理质量好的能力。

20世纪90年代以来,具有保护气氛的连续热处理生产线占据主导地位。底摇式网带炉特别适用于中小型紧固件的热处理和回火。该调质生产线除具有良好的炉子密封性能外,还具有大气、温度和工艺参数的计算机控制、设备故障报警和显示等先进功能。送料清洗加热淬火高强度紧固件


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