O parafuso é um fixador importante. É amplamente utilizado em máquinas-ferramentas, máquinas em geral, automóveis, máquinas de engenharia, engenharia de energia elétrica, indústria petroquímica, pontes, veículos ferroviários, máquinas de mineração, construção e outros campos. É frequente constatar-se no nosso quotidiano que a qualidade e fiabilidade dos seus produtos desempenham um papel importante no desempenho laboral e na segurança estrutural do hospedeiro.
De acordo com as propriedades mecânicas dos parafusos, eles são divididos em parafusos de alta resistência e parafusos comuns. Parafusos de alta resistência referem-se principalmente a parafusos com grau de propriedade mecânica maior ou igual a 8,8. Esses produtos são feitos principalmente de materiais de alta qualidade, como aço de liga de baixo e médio carbono (como boro ou manganês ou cromo) ou aço de médio carbono. Exceto para variedades e especificações individuais, todas elas estão sujeitas a tratamento de têmpera e revenimento. Eles têm altas propriedades mecânicas e de serviço e são frequentemente usados em ocasiões com altas exigências.
1. Requisitos técnicos paraparafusotratamento térmico
O tratamento térmico é um processo fundamental na produção de parafusos de alta resistência, que determina o desempenho final do serviço dos parafusos e pode fazer com que os fixadores de alta resistência atendam aos requisitos do projeto. Tem certa resistência, boa plasticidade, tenacidade, baixa sensibilidade ao entalhe e alta resistência à flexão. Evite relaxamento e outras propriedades mecânicas abrangentes e desempenho de serviço. De modo a garantir a qualidade e confiabilidade dos produtos de fixação e melhorar a competitividade do mercado de produtos.
2. Defeitos comuns e fatores influenciadores deparafusotratamento térmico
Existem muitos defeitos no tratamento térmico do parafuso, como dureza superficial insuficiente, pontos macios, resistência à tração insuficiente, grande deformação, trincas de têmpera, oxidação da superfície, etc. A rachadura de têmpera é um dos defeitos mais perigosos no tratamento térmico. Resultando diretamente na sucata do produto. Existem muitos fatores que afetam os defeitos do tratamento térmico. Tais como temperabilidade do aço, composição química da austenita, temperatura de aquecimento de têmpera, taxa de resfriamento média, estrutura original, forma da peça, tensão residual e sua distribuição, equipamento de aquecimento e atmosfera, etc.
2.1. Composição química e temperabilidade do aço
O teor de carbono do aço determina sua temperabilidade. Quanto menor o teor de carbono na austenita, maior a tensão térmica em relação à tensão estrutural; Pelo contrário, quanto maior o teor de carbono, maior o efeito do estresse estrutural. Os elementos de liga podem melhorar significativamente a temperabilidade do aço. Se a temperabilidade do aço é boa e a peça de trabalho é fácil de endurecer, o efeito da tensão estrutural e a tolerância específica são relativamente grandes, e as trincas de têmpera são fáceis de ocorrer quando a velocidade média de resfriamento é muito rápida; Se a temperabilidade do aço for ruim, a peça de trabalho não for fácil de endurecer e a velocidade de resfriamento média for muito lenta, é fácil ter pontos macios ou dureza insuficiente.
2.2 temperatura de têmpera
Aumente a temperatura de têmpera de aço carbono e aço de baixa liga. Isso não apenas aumentará a tensão térmica, mas também aumentará a tensão estrutural devido ao aumento da temperabilidade e, eventualmente, aumentará a tendência de rachaduras por deformação. Temperatura de têmpera muito alta é fácil de causar empenamento. Para parafusos longos e finos, a temperatura de têmpera mais baixa deve ser usada na medida do possível com a premissa de garantir indicadores de desempenho.
2.3 estrutura original e tensão residual
A estrutura original antes da têmpera também terá um grande impacto no desempenho do tratamento térmico. A estrutura original inclui o grau de inclusão, estrutura em faixas, tamanho de grão original, grau de segregação dos componentes, direção de distribuição dos pontos de material carbonizado livre e diferentes estruturas obtidas por diferentes tratamentos térmicos preparatórios.
A magnitude e distribuição da tensão residual antes da têmpera também afetará o desempenho dos produtos após a têmpera, como usinagem, forjamento, soldagem, correção e assim por diante. Se o recozimento não for realizado antes da têmpera para eliminá-lo, a tendência de fissuração por deformação aumentará. Os parafusos tendem a causar grande estresse mecânico no processo de cabeamento, cisalhamento e rosqueamento. Os parafusos de baixa liga (como 40Cr, 40CrMo, etc.) são geralmente puncionados a quente, enquanto os parafusos de aço carbono de grande porte (como 35K, ML35, 35) requerem boas propriedades de processamento. Tal como recozimento. Evite a formação de grandes tensões residuais, que eventualmente levarão à deformação e rachaduras.
2,4 taxa de resfriamento média
Quanto mais rápida a velocidade de resfriamento, maior a tensão interna de têmpera e maior a tendência de deformação e trincas. Entre eles, o estresse térmico depende principalmente da velocidade de resfriamento acima de MS, enquanto o estresse estrutural depende principalmente da velocidade de resfriamento abaixo de Ms. A capacidade de resfriamento do meio depende principalmente de suas características físicas. Como viscosidade, capacidade de calor, molhabilidade, etc., mas os parâmetros do processo como temperatura, agitação e concentração (à base de água) também têm grande impacto na capacidade de resfriamento. A seleção inadequada inevitavelmente levará a defeitos no tratamento térmico. Para fixadores de aço carbono, a maioria deles usa meios de têmpera à base de água. Mas tem mais parâmetros de processo do que o óleo de têmpera. Existem altos requisitos para processo e operadores, e manutenção e detecção devem ser feitas durante o uso. Problemas comuns de produtos à base de água [3]:
2.4.1 concentração média é muito baixa
Se a concentração for muito baixa, é fácil causar defeitos de deformação e rachaduras. É necessário fortalecer a detecção de concentração e ajustá-la a tempo. Atualmente. O refratômetro é usado principalmente para detecção de concentração no local de produção. Devido à poluição, envelhecimento médio e outros motivos, o índice de refração será reduzido. Se for usado novo líquido, a concentração do índice de refração será superestimada. Por exemplo. A leitura do refratômetro é 6 e o coeficiente de refração do novo líquido é 2,5. Considera-se que a concentração é de 6x2.5=15 por cento . Se a concentração real for apenas 6x1.5=9 por cento , a concentração será superestimada em 6 por cento . Isso é muito perigoso.
2.4.2. A temperatura do meio está muito baixa ou muito alta. A temperatura do líquido do meio de têmpera solúvel em água tem um grande impacto nas características de resfriamento das cinzas do núcleo. O sistema de refrigeração do ar circulante deve ser equipado durante o uso para ajustar a temperatura do banho durante o uso. Se a temperatura for muito alta ou muito baixa, a peça de trabalho pode ser deformada e rachada. Os inibidores solúveis em água de poliglicol (PAG) têm uma solubilidade inversa única, ou seja, a solubilidade em água diminui com o aumento da temperatura. Depois que a temperatura média aumenta, a evaporação aumenta, o estágio de filme de vapor é muito prolongado e a taxa de resfriamento máxima desencorajada diminui. Geralmente, a temperatura de operação deve ser inferior a 60 graus. Quando a temperatura é muito alta, o PAG e a água serão separados e as características de resfriamento mudarão muito, resultando em falha no tratamento térmico.
2.4.3 envelhecimento médio
O processo de têmpera e resfriamento é um ambiente de uso bastante severo, e a degradação oxidativa, degradação térmica, degradação mecânica, etc. fará com que a cadeia molecular do PAG se quebre e encurte. A cadeia molecular mais curta significa a menor viscosidade, enquanto o estágio de depressão do gás convectivo (resfriamento de baixa temperatura) está intimamente relacionado à fluidez (viscosidade) do meio. A viscosidade diminui e a velocidade de resfriamento por convecção aumenta.
Portanto, sob a condição de garantir a mesma concentração, a viscosidade continuará a diminuir com a extensão do tempo, resultando na rápida taxa de resfriamento em baixa temperatura, o que aumentará a tendência de deformação e trincas.
2.4.4 poluição média
Para o meio de têmpera solúvel em água, a poluição externa deve ser rigorosamente evitada, principalmente quando o óleo facilmente emulsificável é misturado ao líquido do tanque, o agente água será emulsificado, o que causará sua depressão e grandes mudanças em suas características. Mas sua própria poluição também deve receber atenção suficiente,
Primeiro, durante o reabastecimento a longo prazo da água da torneira, as substâncias dissolvidas na água se acumulam gradualmente no meio de têmpera. Resultando na alta concentração medida pelo refratômetro.
Segundo. Poluentes de produtos metamórficos internos e externos que podem prolongar o estágio de filme de vapor da depressão de gás de têmpera.
Terceiro. O desequilíbrio da peça de trabalho para o agente de têmpera adicionado (soluto) é trazido durante a têmpera.
2.4.5 mistura imprópria
A mistura do meio deve permitir que o meio flua uniforme e suavemente e elimine a área estagnada.
Aumentar a agitação pode quebrar o estágio de filme de vapor mais rapidamente e tornar o resfriamento uniforme. A mistura insuficiente levará facilmente a defeitos como dureza insuficiente e pontos moles; Se a velocidade de agitação for muito alta, é fácil misturar o ar e causar depressão, mas irregularidade, e também é fácil causar defeitos como deformação e dureza irregular. A maioria das linhas de produção de fornos de esteira de malha usa mistura de hélice, que deve ser inserida a uma certa profundidade abaixo da superfície do líquido, não inferior a 300 mm. Além disso. É estritamente proibido o uso de ar comprimido para agitação, o que não apenas promove a participação do gás na troca de calor, mas também torna o espírito deprimido, mas desigual, o que agrava a deformação e até leva a rachaduras de têmpera; Também acelera o envelhecimento e a poluição do meio e reduz sua vida útil.
3. Contramedidas para defeitos comuns de parafusos
3.1 dureza superficial insuficiente, pontos macios e resistência à tração
(1) Para meios de têmpera à base de água.
A concentração de agente de extinção PAG pode ser reduzida ou a concentração de agente de extinção de sal pode ser aumentada para acelerar a velocidade de resfriamento;
(2) Reduza a temperatura do meio de têmpera;
(3) Aumente a circulação e a agitação para melhorar a intensidade de têmpera;
(4) Aumente a temperatura de têmpera e prolongue o tempo de espera. Austenitização total da estrutura;
(5) Selecione aço com maior teor de carbono ou aço com melhor temperabilidade.
Se a superfície descarbonetar. A dureza da superfície pode ser insuficiente.
Isso pode ser verificado aumentando a quantidade de retificação da superfície e comparando as mudanças de dureza antes e depois. Se a superfície descarbonetar, o potencial de carbono do forno de aquecimento precisa ser aumentado.
3.2 grande deformação, rachaduras de têmpera, etc
(1) Para têmperas à base de água, a concentração de têmpera PAG pode ser aumentada ou a concentração de têmpera salina pode ser diminuída para reduzir o estresse;
(2) Aumente a temperatura do líquido de têmpera;
(3) Reduza a circulação e a intensidade da mistura;
(4) Reduzir a temperatura de têmpera ou têmpera de pré-resfriamento;
(5) Selecione o aço com menor temperabilidade para parafusos finos.
Atenção suficiente deve ser dada ao caminho e direção de movimento da peça de trabalho imersa no meio de têmpera para garantir que a peça de trabalho seja aquecida e resfriada o mais uniformemente possível. E evite a deformação devido ao peso próprio durante o aquecimento. Se os parafusos temperados tiverem estouro do dente, estouro do ângulo e outras rachaduras de têmpera. Pode ser causado por defeitos estruturais ou estresse residual mecânico excessivo. Especialmente para a série de aço grau 8.8 35. Geral Ф Fios abaixo de 20 não precisam ser recozidos, Ф Acima de 20, o processo de recozimento (dureza superficial abaixo de 20hrc) deve ser adotado para reduzir a dureza do fio, reduzir o estresse mecânico e prolongar a vida útil da matriz de trefilação.
3.3 após a têmpera, a superfície é levemente oxidada e enegrecida, mas não há pele de óxido
Quando o forno de esteira de malha é usado para produção em massa de fixadores, especialmente para meios à base de água, a cabeça ou o todo geralmente aparecem com oxidação azul e preta. Isso ocorre porque uma grande quantidade de vapor de água é gerada durante o processo de blanking e infiltração de água, e a oxidação da superfície da peça é intensificada na atmosfera de oxidação de alta temperatura e umidade.
(1) Aumente a pressão da água do selo d'água para evitar que o vapor d'água entre no corpo do forno tanto quanto possível;
(2) Limpe a tela do filtro;
(3) Abaixe o nível de líquido do tanque;
(4) Reforce a mistura. Aumente a taxa de resfriamento.
(5) O teor de água do metanol excede o padrão, e o produto qualificado deve ser substituído
3.4 oxidação séria após a têmpera. Descamação da pele de óxido
A peça de trabalho é seriamente oxidada após a têmpera e até mesmo a incrustação de óxido cai. Pode-se basicamente determinar que é causado pela atmosfera de aquecimento.
(1) O gás de arraste (metanol) é consumido, resultando em ausência de proteção da atmosfera no forno;
(2) Se o corpo do forno vazar, verifique rapidamente a estanqueidade;
(3) O teor de água do metanol excede seriamente o padrão e o produto qualificado deve ser substituído.
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