Schrauben sind im täglichen Leben und in der industriellen Produktion und Fertigung unverzichtbar. Bolzen werden auch als Industriemeter bezeichnet, was zeigt, dass Bolzen in einem breiten Anwendungsspektrum eingesetzt werden. Zu seinen Anwendungsgebieten gehören elektronische Produkte, mechanische Produkte, digitale Produkte, elektrische Geräte, elektromechanische mechanische Produkte, Schiffe, Fahrzeuge und Wasserschutzprojekte. Sogar in chemischen Experimenten werden Bolzen verwendet. Schrauben haben in der Industrie wichtige Aufgaben. Solange es auf der Erde Industrie gibt, ist die Funktion von Bolzen immer wichtig.
In diesem Artikel wird die Produktions- und Verarbeitungstechnologie von Schrauben kurz vorgestellt, in der Hoffnung, für alle hilfreich zu sein.
Bolzenverarbeitungsprozess: Materialauswahl – Sphäroidisieren (Erweichen) Glühen – Schälen und Entzundern – Kaltziehen – Kaltschmieden – Gewindebearbeitung – Wärmebehandlung.
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Gängige Materialien für die Schraubenbearbeitung
Je nach Festigkeitsniveau der Schraube werden unterschiedliche Materialien verwendet: Derzeit sind drei Hauptmaterialien für Standardteile auf dem Markt: Kohlenstoffstahl, Edelstahl und Kupfer.
(1) Kohlenstoffstahl Wir unterscheiden Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und legierten Stahl basierend auf dem Kohlenstoffgehalt in Kohlenstoffstahlmaterialien.
Kohlenstoffarmer Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als oder gleich 0,25 % wird in China üblicherweise als A3-Stahl bezeichnet. Im Ausland werden sie grundsätzlich als 1008, 1015, 1018 und 1022 usw. bezeichnet. Sie werden hauptsächlich für Schrauben der Güteklasse 4,8, Muttern der Güteklasse 4, kleine Schrauben und andere Produkte ohne Härteanforderungen verwendet. (Hinweis: Bohrschwanznägel bestehen hauptsächlich aus 1022-Material).
Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt 0,25 %
High carbon steel C%>0.45 %. Derzeit gibt es im Markt grundsätzlich keine Verwendung.
Legierter Stahl bedeutet das Hinzufügen von Legierungselementen zu gewöhnlichem Kohlenstoffstahl, um dem Stahl einige besondere Eigenschaften zu verleihen: wie 35, 40 Chrom-Molybdän, SCM435 und 10B38. Fangsheng-Schrauben verwenden hauptsächlich SCM435 Chrom-Molybdän-Legierungsstahl, dessen Hauptbestandteile C, Si, Mn, P, S, Cr und Mo sind.
(2) Edelstahl
45, 50, 60, 70, 80, hauptsächlich Austenit (18 % Cr, 8 % Ni), mit guter Hitzebeständigkeit, guter Korrosionsbeständigkeit und guter Schweißbarkeit.
A1, A2, A4, Martensit (13 % Cr), schlechte Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit und gute Verschleißfestigkeit.
C1, C2, C4, ferritischer Edelstahl (18 % Cr), hat bessere Staucheigenschaften und eine stärkere Korrosionsbeständigkeit als Martensit.
(3) Kupfer Häufig verwendete Materialien sind Messing und Zink-Kupfer-Legierungen. H62-, H65- und H68-Kupfer werden hauptsächlich als Standardteile auf dem Markt verwendet.
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Sphäroidisierendes (erweichendes) Glühen
1) Wenn sphäroidisierende (erweichende) geglühte Senkkopfschrauben und Innensechskantschrauben im Kaltstauchverfahren hergestellt werden, wirkt sich die ursprüngliche Struktur des Stahls direkt auf die Umformbarkeit während der Kaltstauchverarbeitung aus.
2) Die plastische Verformung lokaler Bereiche während des Kaltstauchprozesses kann 60 bis 80 % erreichen. Aus diesem Grund muss der Stahl eine gute Plastizität aufweisen. Bei konstanter chemischer Zusammensetzung des Stahls ist die metallografische Struktur der entscheidende Faktor, der die Plastizität bestimmt. Es wird allgemein angenommen, dass dicker und flockiger Perlit die Kaltstauchformung nicht begünstigt, während feiner kugelförmiger Perlit die Fähigkeit des Stahls zur plastischen Verformung deutlich verbessern kann.
3) Bei Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und legierten Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, die eine große Menge hochfester Verbindungselemente verwenden, wird vor dem Kaltstauchen ein Sphäroidisierungsglühen (Erweichungsglühen) durchgeführt, um einen gleichmäßigen und feinen sphäroidisierten Perlit zu erhalten, der den tatsächlichen Anforderungen besser entspricht Produktion. brauchen.
4) Beim Erweichungsglühen von Walzdraht aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt wird die Erwärmungstemperatur normalerweise über und unter dem kritischen Punkt des Stahls gehalten. Die Erwärmungstemperatur darf im Allgemeinen nicht zu hoch sein, da sonst tertiärer Zementit entlang der Korngrenzen ausfällt und Kaltstauchrisse entstehen.
5) Der Walzdraht aus legiertem Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt erfolgt isothermisches Sphäroidglühen. Nach dem Erhitzen bei AC1+ (20 %–30 %) wird der Ofen auf etwas weniger als Ar1 abgekühlt. Die Temperatur beträgt für einen isothermen Zeitraum etwa 700 Grad, dann wird der Ofen auf etwa 500 Grad abgekühlt. An der Luft aus dem Ofen abkühlen lassen. Die metallografische Struktur des Stahls ändert sich von grob zu fein, von flockig zu kugelförmig, und die Kaltstauchrissrate wird stark reduziert. Der allgemeine Bereich der Erweichungsglühtemperatur für 35\45\ML35\SWRCH35K-Stahl liegt zwischen 715 und 735 Grad.
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Peeling und Entkalkung
Der Prozess zum Entfernen der Eisenoxidplatte von Kaltstauchstahlwalzdraht ist das Abisolieren; Die Entzunderung wird in zwei Methoden unterteilt: mechanische Entzunderung und chemisches Beizen.
1) Der Einsatz mechanischer Entzunderung als Ersatz für den chemischen Beizprozess von Walzdrähten verbessert nicht nur die Produktivität, sondern verringert auch die Umweltbelastung. Dieser Entzunderungsprozess umfasst die Biegemethode (üblicherweise wird ein rundes Rad mit dreieckigen Rillen verwendet, um den Walzdraht wiederholt zu biegen), die Neun-Sprüh-Methode usw. Der Entzunderungseffekt ist gut, aber der restliche Eisenzunder kann nicht entfernt werden (die Entfernung). Der Anteil des Oxidbelags beträgt 97 %, insbesondere wenn der Eisenoxidbelag stark anhaftend ist. Daher wird die mechanische Entzunderung von der Dicke, der Struktur und dem Spannungszustand des Eisenblechs beeinflusst und eignet sich für Walzdraht aus Kohlenstoffstahl, der für Verbindungselemente mit geringer Festigkeit (weniger als oder gleich 6,8) verwendet wird.
2) Hochfeste Verbindungselemente (mindestens Güteklasse 8,8) werden mit Walzdraht mechanisch entzundert, um sämtliche Oxidablagerungen zu entfernen, und durchlaufen dann einen chemischen Beizprozess, um eine Verbundentzunderung zu erreichen. Bei Walzdraht aus kohlenstoffarmem Stahl können die durch die mechanische Entzunderung zurückgebliebenen Eisenbleche leicht zu einer ungleichmäßigen Abnutzung des Kornzuges führen. Wenn das Eisenblech aufgrund der Reibung zwischen dem Walzdraht und der Außentemperatur am Kornzugloch haftet, entstehen Längskornspuren auf der Oberfläche des Walzdrahts, der Grund dafür, dass am Kopf des Walzdrahts Mikrorisse auftreten Walzdraht aus Stahldraht beim Kaltstauchen von Flanschschrauben oder Zylinderkopfschrauben. Mehr als 95 % werden durch Kratzer auf der Oberfläche des Stahldrahts während des Ziehvorgangs verursacht. Daher ist die mechanische Entzunderungsmethode nicht für das Hochgeschwindigkeitsziehen geeignet.
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Kaltgezogen
1) Der Kaltziehprozess hat zwei Zwecke. Eine besteht darin, die Größe des Rohmaterials zu ändern; Die andere besteht darin, grundlegende mechanische Eigenschaften des Verbindungselements durch Verformung und Verstärkung zu erhalten. Bei Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und legiertem Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt gibt es einen weiteren Zweck, der darin besteht, den Flockenzementit, der nach der kontrollierten Abkühlung des Walzdrahts erhalten wird, während des Ziehvorgangs so weit wie möglich zu brechen, um so körnigen Zementit für die anschließende Sphäroidisierung zu erhalten (Erweichungs-)Glühen. Zementit ist fertig. Um die Kosten zu senken, reduzieren einige Hersteller jedoch willkürlich die Anzahl der Ziehdurchgänge. Eine übermäßige Flächenreduzierung erhöht die Tendenz zur Kaltverfestigung von Walzdrahtstahldrähten, was sich direkt auf die Kaltstauchleistung von Walzdrahtstahldrähten auswirkt.
2) Wenn die Flächenreduzierungsratenverteilung jedes Durchgangs ungeeignet ist, treten während des Ziehvorgangs auch Torsionsrisse im Walzdraht auf. Solche Risse, die mit einer bestimmten Periode in Längsrichtung des Stahldrahtes verteilt sind, werden beim Kaltstauchen des Stahldrahtes freigelegt. Wenn die Schmierung während des Ziehvorgangs nicht gut ist, kann es außerdem zu regelmäßigen Querrissen im kaltgezogenen Walzdraht kommen.
3) Die tangentiale Richtung des Walzdrahtstahldrahts beim Verlassen der Granulatdrahtdüse und beim Aufrollen ist nicht konzentrisch mit der Drahtziehdüse, was zu einem erhöhten Verschleiß des einseitigen Lochs der Drahtziehdüse und damit zu einer Beschädigung des Inneren führt Das Loch wird unrund, was zu einer ungleichmäßigen Ziehverformung des Stahldrahts in Umfangsrichtung führt. , wodurch die Rundheit des Stahldrahts außerhalb der Toleranz liegt und die Querschnittsspannung des Stahldrahts während des Kaltstauchprozesses ungleichmäßig ist, was sich auf die Kaltstauchdurchgangsrate auswirkt.
4) Während des Ziehvorgangs von Walzdraht aus Stahldraht verschlechtert eine übermäßige Teilflächenverringerungsrate die Oberflächenqualität des Stahldrahts, während eine zu niedrige Flächenverringerungsrate die Zerkleinerung von flockenförmigem Zementit nicht begünstigt, was es schwierig macht, ihn zu erhalten möglichst viel körnigen Zementit. Der Kohlenstoffkörper, also Zementit, weist eine geringe Sphäroidisierungsrate auf, was sich äußerst nachteilig auf die Kaltstauchleistung des Stahldrahts auswirkt. Bei Stangen- und Walzdraht, der durch Ziehen hergestellt wird, wird die Teilflächenverringerungsrate auf 10 % bis 15 % eingestellt.
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Kaltes Schmieden
Bei der Kaltumformung wird in der Regel die Kaltstauchkunststoffverarbeitung zur Formung des Schraubenkopfes eingesetzt. Im Vergleich zur Schneidverarbeitung verlaufen die Metallfasern (Metalldrähte) durchgehend entlang der Form des Produkts, ohne in der Mitte zu schneiden, wodurch die Produktfestigkeit, insbesondere die mechanischen Eigenschaften, verbessert werden. exzellent. Der Kaltstauchumformprozess umfasst das Schneiden und Formen, das Ein-Klick-Kaltstauchen mit einer Station, das Doppelklick-Kaltstauchen und das automatische Kaltstauchen mit mehreren Stationen.
1) Verwenden Sie zum Schneiden des Rohlings ein halbgeschlossenes Schneidwerkzeug. Am einfachsten ist es, ein hülsenförmiges Schneidwerkzeug zu verwenden; der Schnittwinkel sollte nicht größer als 3 Grad sein; und wenn ein offenes Schneidwerkzeug verwendet wird, kann der Fasenwinkel des Schnitts 5 Grad erreichen. ~7 Grad.
2) Der Kurzformat-Rohling sollte während des Transfervorgangs von der vorherigen Station zur nächsten Formstation um 180 Grad gedreht werden können. Dadurch kann das Potenzial der automatischen Kaltstauchmaschine freigesetzt, Verbindungselemente mit komplexen Strukturen verarbeitet und die Teilegenauigkeit verbessert werden.
3) Jede Formstation sollte mit einer Stempelauswurfvorrichtung ausgestattet sein, und die konkave Form sollte mit einer hülsenförmigen Auswurfvorrichtung ausgestattet sein.
4) Die Anzahl der Formstationen (ohne Schneidstationen) sollte im Allgemeinen 3 bis 4 Stationen (in Sonderfällen auch mehr als 5) betragen.
5) Während der effektiven Nutzungsdauer kann die Struktur der Hauptgleitschiene und der Prozesskomponenten die Positionierungsgenauigkeit von Stempel und Matrize gewährleisten.
6) An der Schallwand muss ein Endschalter installiert werden, der die Materialauswahl steuert, und es muss auf die Steuerung der Stauchkraft geachtet werden. Die Unrundheit der Kaltstanzdrähte, die zur Herstellung hochfester Verbindungselemente auf automatischen Kaltstauchmaschinen verwendet werden, sollte innerhalb des Durchmessertoleranzbereichs liegen, während die Unrundheit der Stahldrähte für präzisere Verbindungselemente innerhalb des Durchmessertoleranzbereichs liegen sollte auf 1/2 Durchmesser-Toleranzbereich begrenzt. Wenn der Durchmesser des Stahldrahtes nicht die angegebene Größe erreicht, entstehen Risse oder Grate im Stauchteil oder Kopf des Teils. Ist der Durchmesser kleiner als die für den Prozess erforderliche Größe, ist der Kopf unvollständig, eckig oder verdickt. Unklar.
7) Die Genauigkeit, die beim Kaltstauchformen erreicht werden kann, hängt auch von der Wahl des Formverfahrens und des verwendeten Prozesses ab. Darüber hinaus hängt es auch von den strukturellen Eigenschaften der verwendeten Ausrüstung, den Prozesseigenschaften und ihrem Status, der Genauigkeit der Werkzeuge und Formen, der Lebensdauer und dem Verschleißgrad ab. Bei hochlegiertem Stahl, der beim Kaltstauchen und Extrudieren verwendet wird, sollte die Rauheit der Arbeitsoberfläche von Hartmetallformen nicht größer als Ra=0,2 μm sein. Diese Art von Form hat die höchste Lebensdauer, wenn die Rauheit der Arbeitsoberfläche Ra=0.025~0,050μm erreicht.
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Thread-Verarbeitung
1) Bolzengewinde werden im Allgemeinen kalt verarbeitet, sodass der Gewinderohling innerhalb eines bestimmten Durchmesserbereichs durch die rollende (rollende) Drahtplatte (Matrize) verläuft und das Gewinde durch den Druck der Drahtplatte (Walzmatrize) geformt wird. Die Kunststoffstromlinien des Gewindeteils werden nicht abgeschnitten, die Festigkeit wird erhöht, das Produkt ist hochpräzise und die Qualität ist gleichmäßig, sodass es weit verbreitet ist.
2) Um den Gewindeaußendurchmesser des Endprodukts zu erzeugen, ist der erforderliche Gewinderohlingsdurchmesser unterschiedlich, da er durch Faktoren wie die Gewindegenauigkeit und die Frage, ob das Material beschichtet ist oder nicht, begrenzt ist.
3) Unter Gewinderollen (Reiben) versteht man ein Bearbeitungsverfahren, bei dem durch plastische Verformung Gewindezähne geformt werden. Es verwendet eine Rollmatrize (Gewindeplatte) mit der gleichen Steigung und Zahnform wie das zu verarbeitende Gewinde, während der zylindrische Schraubenrohling extrudiert wird, während der Schraubenrohling gedreht wird, und schließlich wird die Zahnform auf der Rollmatrize auf den Schraubenrohling übertragen , der Faden entsteht.
4) Der gemeinsame Punkt bei der rollenden (reibenden) Gewindebearbeitung besteht darin, dass die Anzahl der Rollumdrehungen nicht zu hoch sein muss. Wenn es zu viel ist, ist die Effizienz gering und die Gewindeoberfläche führt leicht zu Ablösungen oder zufälligen Knicken. Im Gegenteil, wenn die Drehzahl zu gering ist, wird der Gewindedurchmesser leicht unrund, und der Druck steigt in der frühen Phase des Walzens ungewöhnlich an, was zu einer verkürzten Lebensdauer der Form führt.
5) Häufige Mängel an gerollten Gewinden: Oberflächenrisse oder Kratzer am Gewindeteil, zufälliges Knicken und Unrundheit des Gewindeteils. Treten diese Mängel in großen Mengen auf, werden sie erst bei der Verarbeitung entdeckt. Wenn die Anzahl der Vorkommnisse gering ist, werden diese Fehler an die Benutzer weitergegeben, ohne dass sie vom Produktionsprozess bemerkt werden, was zu Problemen führt. Daher sollten die wichtigsten Aspekte der Verarbeitungsbedingungen zusammengefasst und diese Schlüsselfaktoren während des Produktionsprozesses kontrolliert werden.
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Wärmebehandlung
1) Wärmebehandelte hochfeste Verbindungselemente müssen entsprechend den technischen Anforderungen angelassen werden.
2) Durch Wärmebehandlung und Anlassen sollen die umfassenden mechanischen Eigenschaften von Verbindungselementen verbessert werden, um den vom Produkt angegebenen Zugfestigkeitswert und das Streckgrenzenverhältnis zu erreichen.
3) Der Wärmebehandlungsprozess hat einen entscheidenden Einfluss auf hochfeste Verbindungselemente, insbesondere auf deren eigentliche Qualität. Um hochwertige, hochfeste Verbindungselemente herzustellen, sind daher fortschrittliche Wärmebehandlungstechnologien und -geräte erforderlich.
4) Aufgrund des großen Produktionsvolumens und des niedrigen Preises hochfester Schrauben und der relativ feinen und präzisen Struktur des Gewindeteils müssen die Wärmebehandlungsanlagen über eine große Produktionskapazität, einen hohen Automatisierungsgrad und eine gute Wärmebehandlungsqualität verfügen.
5) Die Entkohlung von Gewinden führt dazu, dass die Befestigungselemente ausfallen, bevor sie die mechanischen Leistungsanforderungen erfüllen, wodurch die Gewindebefestigungen versagen und ihre Lebensdauer verkürzt wird. Aufgrund der Entkohlung der Rohstoffe wird bei unsachgemäßem Glühen die Entkohlungsschicht der Rohstoffe vertieft. Während des Abschreck- und Anlasswärmebehandlungsprozesses wird im Allgemeinen etwas oxidierendes Gas von außerhalb des Ofens zugeführt.
6) Der Rost auf dem Stabstahldraht oder die Rückstände auf der Oberfläche des kaltgezogenen Walzdrahtstahldrahts zersetzen sich nach dem Erhitzen im Ofen ebenfalls und die Reaktion erzeugt etwas oxidierendes Gas. Beispielsweise besteht der Oberflächenrost von Stahldraht aus Eisencarbonat und -hydroxid, das sich nach dem Erhitzen in CO2 und H2O zersetzt und dadurch die Entkohlung erschwert. Untersuchungen zeigen, dass der Entkohlungsgrad von legiertem Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt schwerwiegender ist als der von Kohlenstoffstahl und die schnellste Entkohlungstemperatur 700 bis 800 Grad beträgt.
7) Da sich die Anhaftungen auf der Oberfläche des Stahldrahtes unter bestimmten Bedingungen sehr schnell zersetzen und CO2 und H2O synthetisieren, führt eine unsachgemäße Gassteuerung des Durchlaufbandofens auch dazu, dass die Schraubenentkohlung die Toleranzen überschreitet.
8) Wenn hochfeste Verbindungselemente durch Kaltstauchen geformt werden, sind das Rohmaterial und die geglühte entkohlte Schicht nicht nur noch vorhanden, sondern werden auch bis zur Oberseite des Gewindes extrudiert. Für die Oberfläche des Verbindungselements, die abgeschreckt werden muss, kann die erforderliche Härte nicht erreicht werden. , seine mechanischen Eigenschaften (insbesondere Festigkeit und Verschleißfestigkeit) werden reduziert. Darüber hinaus wird die Oberfläche des Stahldrahtes entkohlt und die Oberflächenschicht und die Innenstruktur weisen unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten auf, was beim Abschrecken zu Oberflächenrissen führen kann.
9) Zu den wichtigsten Qualitätsproblemen, die beim Abschrecken und Anlassen von Verbindungselementen auftreten können, gehören: unzureichende Härte im abgeschreckten Zustand, ungleichmäßige Härte im abgeschreckten Zustand, übermäßige Abschreckverformung und Abschreckrisse.
10) Solche Probleme, die vor Ort auftreten, hängen häufig mit Rohstoffen, Abschreckerwärmung und Abschreckungskühlung zusammen. Durch die richtige Formulierung des Wärmebehandlungsprozesses und die Standardisierung des Produktionsprozesses können solche Qualitätsunfälle oft vermieden werden.
