Os parafusos são indispensáveis na vida diária e na produção e fabricação industrial. Os parafusos também são chamados de medidores da indústria, o que mostra que os parafusos são utilizados em uma ampla gama de aplicações. Seus campos de aplicação incluem produtos eletrônicos, produtos mecânicos, produtos digitais, equipamentos elétricos, produtos mecânicos eletromecânicos, navios, veículos e projetos de conservação de água. Os parafusos são usados até em experimentos químicos. Os parafusos têm tarefas importantes na indústria. Enquanto houver indústria no planeta, a função dos parafusos será sempre importante.
Este artigo apresentará brevemente a tecnologia de produção e processamento de parafusos, na esperança de ser útil a todos.
Processo de processamento de parafusos: seleção de material - recozimento de esferoidização (amolecimento) - descascamento e descalcificação - trefilação a frio - forjamento a frio - processamento de rosca - tratamento térmico.
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Materiais comuns para processamento de parafusos
Diferentes materiais são utilizados de acordo com o nível de resistência do parafuso: atualmente existem três principais materiais para peças padronizadas no mercado: aço carbono, aço inoxidável e cobre.
(1) Aço carbono Distinguimos aço de baixo carbono, aço de médio carbono, aço de alto carbono e aço-liga com base no teor de carbono em materiais de aço carbono.
Aço de baixo carbono C% Menor ou igual a 0,25% é geralmente chamado de aço A3 na China. No exterior, são basicamente chamados de 1008, 1015, 1018 e 1022, etc. Usados principalmente para parafusos grau 4,8, porcas grau 4, parafusos pequenos e outros produtos sem requisitos de dureza. (Nota: os pregos da cauda de perfuração são feitos principalmente de material 1022).
Aço médio carbono 0,25%
High carbon steel C%>0,45%. Atualmente basicamente não há uso no mercado.
Aço-liga significa adicionar elementos de liga ao aço carbono comum para adicionar algumas propriedades especiais ao aço: como 35, 40 cromo molibdênio, SCM435 e 10B38. Os parafusos Fangsheng usam principalmente aço de liga de cromo-molibdênio SCM435, cujos principais componentes são C, Si, Mn, P, S, Cr e Mo.
(2) Aço inoxidável
45, 50, 60, 70, 80, principalmente austenita (18% Cr, 8% Ni), com boa resistência ao calor, boa resistência à corrosão e boa soldabilidade.
A1, A2, A4, martensita (13% Cr), baixa resistência à corrosão, alta resistência e boa resistência ao desgaste.
C1, C2, C4, aço inoxidável ferrítico (18% Cr), possui melhores propriedades de perturbação e maior resistência à corrosão do que a martensita.
(3) Cobre Os materiais comumente usados são latão e ligas de zinco-cobre. O cobre H62, H65 e H68 é usado principalmente como peças padrão no mercado.
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Recozimento de esferoidização (amolecimento)
1) Quando a esferoidização (amolecimento) de parafusos de cabeça escareada recozidos e parafusos de cabeça sextavada são produzidos usando o processo de cabeçalho a frio, a estrutura original do aço afetará diretamente a capacidade de formação durante o processamento de cabeçalho a frio.
2) A deformação plástica de áreas locais durante o processo de descabeçamento a frio pode atingir 60% ~ 80%. Por esta razão, o aço deve ter boa plasticidade. Quando a composição química do aço é constante, a estrutura metalográfica é o fator chave que determina a plasticidade. Acredita-se geralmente que a perlita espessa e escamosa não conduz à formação de deformação a frio, enquanto a perlita esférica fina pode melhorar significativamente a capacidade de deformação plástica do aço.
3) Para aço de médio carbono e aço de liga de médio carbono que usam uma grande quantidade de fixadores de alta resistência, o recozimento de esferoidização (amolecimento) é realizado antes da decapagem a frio, a fim de obter perlita esferoidizada uniforme e fina para melhor atender às necessidades do real Produção. precisar.
4) Para o recozimento por amolecimento de fio-máquina de aço de médio carbono, a temperatura de aquecimento geralmente é mantida acima e abaixo do ponto crítico do aço. A temperatura de aquecimento geralmente não pode ser muito alta, caso contrário a cementita terciária precipitará ao longo dos limites dos grãos, causando rachaduras a frio.
5) O fio-máquina de liga de aço de médio carbono adota recozimento esferoidizante isotérmico. Após o aquecimento em AC1+ (20%~30%), o forno é resfriado a um valor ligeiramente inferior a Ar1. A temperatura é de cerca de 700 graus durante um período isotérmico e então o forno é resfriado a cerca de 500 graus. Ar fresco fora do forno. A estrutura metalográfica do aço muda de grosseira para fina, de escamosa para esférica, e a taxa de fissuração a frio será bastante reduzida. A faixa geral de temperatura de recozimento de amolecimento para o aço 35\45\ML35\SWRCH35K é de 715 graus ~ 735 graus.
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Descascamento e descalcificação
O processo de remoção da placa de óxido de ferro do fio-máquina de aço frio é a decapagem; a descalcificação é dividida em dois métodos: descalcificação mecânica e decapagem química.
1) O uso da descalcificação mecânica para substituir o processo de decapagem química do fio-máquina não apenas melhora a produtividade, mas também reduz a poluição ambiental. Este processo de descalcificação inclui o método de dobra (uma roda redonda com ranhuras triangulares é comumente usada para dobrar repetidamente o fio-máquina), o método de nove sprays, etc. O efeito de descalcificação é bom, mas não pode remover a incrustação de ferro residual (a remoção a taxa da escala de óxido é de 97%), especialmente quando a escala de óxido de ferro é altamente adesiva. Portanto, a descalcificação mecânica é afetada pela espessura, estrutura e estado de tensão da chapa de ferro, e é adequada para fio-máquina de aço carbono usado para fixadores de baixa resistência (menor ou igual a 6,8).
2) Os fixadores de alta resistência (grau maior ou igual a 8,8) são descalcificados mecanicamente usando fio-máquina para remover toda a incrustação de óxido e, em seguida, passam por um processo de decapagem química para obter a descalcificação do composto. Para fio-máquina de aço de baixo carbono, as chapas de ferro remanescentes da descalcificação mecânica podem facilmente causar desgaste irregular da tiragem de grãos. Quando a chapa de ferro adere ao furo de tração do grão devido ao atrito entre o fio-máquina de aço e a temperatura externa, causando marcas de grão longitudinal na superfície do fio-máquina de aço, razão pela qual aparecem microfissuras na cabeça do fio-máquina fio de aço quando parafusos de flange de direção fria ou parafusos de cabeça de cilindro são, Mais de 95% são causados por arranhões na superfície do fio de aço durante o processo de trefilação. Portanto, o método de descalcificação mecânica não é adequado para trefilação em alta velocidade.
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Desenho frio
1) O processo de trefilação a frio tem duas finalidades. Uma delas é alterar o tamanho da matéria-prima; a outra é obter propriedades mecânicas básicas do fixador por meio de deformação e reforço. Para aços de médio carbono e aços de médio carbono, existe outra finalidade, que é fazer com que a cementita em flocos obtida após resfriamento controlado do fio-máquina se rompa o máximo possível durante o processo de trefilação, de modo a obter cementita granular para posterior esferoidização. (amolecimento) recozimento. A cementita está pronta. Porém, para reduzir custos, alguns fabricantes reduzem arbitrariamente o número de passagens de desenho. A redução excessiva da área aumenta a tendência de endurecimento por trabalho dos fios de aço-máquina, o que afeta diretamente o desempenho do cabeçote a frio dos fios de aço-máquina.
2) Se a distribuição da taxa de redução de área de cada passe for inadequada, trincas de torção também ocorrerão no fio-máquina de aço durante o processo de trefilação. Tais fissuras distribuídas longitudinalmente ao longo do fio de aço com um determinado período ficam expostas durante o processo de encabeçamento a frio do fio de aço. Além disso, se a lubrificação não for boa durante o processo de trefilação, também poderá causar rachaduras transversais regulares no fio de aço trefilado a frio.
3) A direção tangencial do fio de aço-máquina quando ele sai da matriz de arame granular e é enrolado não é concêntrica com a matriz de trefilação, o que causará maior desgaste do único orifício lateral da matriz de trefilação, causando o interior o furo fique fora do formato redondo, resultando em deformação desigual do fio de aço na direção circunferencial. , tornando a redondeza do fio de aço fora da tolerância, e a tensão da seção transversal do fio de aço durante o processo de encabeçamento a frio é irregular, o que afeta a taxa de passagem do encabeçamento a frio.
4) Durante o processo de trefilação do fio-máquina de aço, uma taxa excessiva de redução de área parcial deteriora a qualidade da superfície do fio de aço, enquanto uma taxa de redução de área excessivamente baixa não conduz ao esmagamento da cementita em flocos, dificultando a obtenção como tanta cementita granular quanto possível. O corpo de carbono, ou seja, a cementita, possui baixa taxa de esferoidização, o que é extremamente prejudicial ao desempenho do cabeçote a frio do fio de aço. Para barras e fios de aço produzidos por trefilação, a taxa de redução parcial da área é controlada em 10% a 15%.
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forjamento a frio
A conformação por forjamento a frio geralmente usa processamento de plástico a frio para formar a cabeça do parafuso. Em comparação com o processamento de corte, as fibras metálicas (fios metálicos) são contínuas ao longo da forma do produto sem cortar no meio, melhorando assim a resistência do produto, especialmente as propriedades mecânicas. excelente. O processo de conformação a frio inclui corte e conformação, cabeçote a frio de estação única e clique único, cabeçote a frio de duplo clique e cabeçote a frio automático de múltiplas estações.
1) Use uma ferramenta de corte semifechada para cortar a peça bruta. A maneira mais simples é usar uma ferramenta de corte tipo luva; o ângulo de corte não deve ser superior a 3 graus; e quando uma ferramenta de corte do tipo aberto é usada, o ângulo de chanfro do corte pode chegar a 5 graus. ~7 graus.
2) A peça bruta de tamanho curto deve poder ser girada 180 graus durante o processo de transferência da estação anterior para a próxima estação de formação. Isso pode liberar o potencial da máquina automática de cabeçalho a frio, processar fixadores com estruturas complexas e melhorar a precisão das peças.
3) Cada estação de moldagem deve ser equipada com um dispositivo de ejeção de punção, e o molde côncavo deve ser equipado com um dispositivo de ejeção tipo luva.
4) O número de estações de conformação (excluindo estações de corte) deve geralmente atingir 3 a 4 estações (mais de 5 em casos especiais).
5) Durante o período efetivo de uso, a estrutura do trilho deslizante principal e dos componentes do processo podem garantir a precisão de posicionamento do punção e da matriz.
6) Uma chave fim de curso deve ser instalada no defletor que controla a seleção do material, e atenção deve ser dada ao controle da força perturbadora. A irregularidade dos fios de discagem a frio usados para fabricar fixadores de alta resistência em máquinas automáticas de encabeçamento a frio deve estar dentro da faixa de tolerância de diâmetro, enquanto para fixadores mais precisos, a irregularidade dos fios de aço deve ser limitado à faixa de tolerância de 1/2 diâmetro. Se o diâmetro do fio de aço não atingir o tamanho especificado, aparecerão rachaduras ou rebarbas na parte perturbada ou na cabeça da peça. Se o diâmetro for menor que o tamanho exigido pelo processo, a cabeça ficará incompleta, angular ou espessada. Não está claro.
7) A precisão que a moldagem a frio pode alcançar também está relacionada à escolha do método de moldagem e ao processo utilizado. Além disso, depende também das características estruturais do equipamento utilizado, características do processo e seu estado, precisão da ferramenta e da matriz, vida útil e grau de desgaste. Para aço de alta liga usado em decapagem a frio e extrusão, a rugosidade da superfície de trabalho dos moldes de metal duro não deve ser superior a Ra=0.2μm. Este tipo de molde tem maior vida útil quando a rugosidade da superfície de trabalho atinge Ra=0.025~0,050μm.
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Processamento de thread
1) As roscas dos parafusos são geralmente processadas a frio, de modo que a rosca bruta dentro de uma determinada faixa de diâmetro passa através da placa de arame rolante (matriz), e a rosca é formada pela pressão da placa de arame (matriz de laminação). As linhas plásticas da parte roscada não são cortadas, a resistência é aumentada, o produto é de alta precisão e a qualidade é uniforme, por isso é amplamente utilizado.
2) Para produzir o diâmetro externo da rosca do produto final, o diâmetro do bruto da rosca necessário é diferente, pois é limitado por fatores como precisão da rosca e se o material é revestido ou não.
3) Laminação de rosca (fricção) refere-se a um método de processamento que usa deformação plástica para formar dentes de rosca. Ele usa uma matriz de laminação (placa de rosca) com o mesmo passo e formato de dente da rosca que está sendo processada, enquanto extrusa a peça bruta do parafuso cilíndrico, enquanto gira a peça bruta do parafuso e, finalmente, transfere a forma do dente na matriz de laminação para a peça bruta do parafuso , o fio é formado.
4) O ponto comum do processamento de roscas de laminação (fricção) é que o número de revoluções de laminação não precisa ser muito grande. Se for muito alto, a eficiência será baixa e a superfície da rosca produzirá facilmente separação ou empenamento aleatório. Pelo contrário, se o número de revoluções for muito pequeno, o diâmetro da rosca ficará facilmente fora do círculo e a pressão aumentará anormalmente no estágio inicial da laminação, resultando em uma vida útil reduzida do molde.
5) Defeitos comuns de roscas laminadas: rachaduras superficiais ou arranhões na parte da rosca, empenamento aleatório e irregularidade da parte da rosca. Se esses defeitos ocorrerem em grandes quantidades, serão descobertos durante a fase de processamento. Se o número de ocorrências for pequeno, esses defeitos circularão para os usuários sem serem percebidos pelo processo produtivo, causando problemas. Portanto, as principais questões das condições de processamento devem ser resumidas e esses fatores-chave devem ser controlados durante o processo de produção.
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tratamento térmico
1) Os fixadores de alta resistência tratados termicamente devem ser temperados de acordo com os requisitos técnicos.
2) O tratamento térmico e o revenido visam melhorar as propriedades mecânicas abrangentes dos fixadores para atender ao valor de resistência à tração e à taxa de rendimento especificada pelo produto.
3) O processo de tratamento térmico tem um impacto crucial nos fixadores de alta resistência, especialmente na sua qualidade intrínseca. Portanto, para produzir fixadores de alta qualidade e alta resistência, são necessários equipamentos e tecnologia avançada de tratamento térmico.
4) Devido ao grande volume de produção e ao baixo preço dos parafusos de alta resistência, e a parte roscada é uma estrutura relativamente fina e precisa, o equipamento de tratamento térmico deve ter grande capacidade de produção, alto grau de automação e boa qualidade de tratamento térmico.
5) A descarbonetação das roscas fará com que os fixadores desarmem antes de atenderem aos requisitos de desempenho mecânico, fazendo com que os fixadores roscados falhem e reduzam sua vida útil. Devido à descarbonetação da matéria-prima, se o recozimento for inadequado, a camada de descarbonetação da matéria-prima será aprofundada. Durante o processo de tratamento térmico de têmpera e revenido, algum gás oxidante é geralmente trazido de fora do forno.
6) A ferrugem no fio de aço em barra ou o resíduo na superfície do fio de aço trefilado a frio também se decomporá após ser aquecido no forno, e a reação gerará algum gás oxidante. Por exemplo, a ferrugem superficial do fio de aço é composta de carbonato e hidróxido de ferro, que se decompõe em CO2 e H2O após o aquecimento, agravando assim a descarbonetação. A pesquisa mostra que o grau de descarbonetação da liga de aço de médio carbono é mais sério do que o do aço carbono, e a temperatura de descarbonetação mais rápida é de 700 graus ~ 800 graus.
7) Como os acessórios na superfície do fio de aço se decompõem e sintetizam CO2 e H2O muito rapidamente sob certas condições, se o controle de gás do forno de correia de malha contínua for inadequado, também fará com que a descarbonetação do parafuso exceda as tolerâncias.
8) Quando fixadores de alta resistência são formados por cabeçote a frio, a matéria-prima e a camada descarbonetada recozida não apenas ainda existem, mas também são extrudadas para o topo da rosca. Para a superfície do fixador que precisa ser temperada, a dureza necessária não pode ser obtida. , suas propriedades mecânicas (especialmente resistência e resistência ao desgaste) são reduzidas. Além disso, a superfície do fio de aço é descarbonetada, e a camada superficial e a estrutura interna possuem diferentes coeficientes de expansão, o que pode causar trincas superficiais durante a têmpera.
9) Os principais problemas de qualidade que podem ocorrer durante o processo de têmpera e revenimento de fixadores incluem: dureza insuficiente no estado temperado, dureza irregular no estado temperado, deformação excessiva de têmpera e trincas de têmpera.
10) Tais problemas que ocorrem no local estão frequentemente relacionados a matérias-primas, aquecimento de têmpera e resfriamento de têmpera. A formulação correta do processo de tratamento térmico e a padronização do processo de operação de produção muitas vezes podem evitar esses acidentes de qualidade.
