Los pernos son indispensables en la vida diaria y en la producción y fabricación industrial. Los pernos también se denominan medidores industriales, lo que demuestra que los pernos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. Sus campos de aplicación incluyen productos electrónicos, productos mecánicos, productos digitales, equipos eléctricos, productos mecánicos electromecánicos, barcos, vehículos y proyectos de conservación de agua. Los pernos se utilizan incluso en experimentos químicos. Los pernos desempeñan tareas importantes en la industria. Mientras exista industria en la tierra, la función de los pernos siempre será importante.
Este artículo presentará brevemente la tecnología de producción y procesamiento de pernos, con la esperanza de ser útil para todos.
Proceso de procesamiento de pernos: selección de materiales - recocido esferoidizado (ablandamiento) - descascarado y desincrustado - estirado en frío - forjado en frío - procesamiento de roscas - tratamiento térmico.
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Materiales comunes para el procesamiento de pernos.
Se utilizan diferentes materiales según el nivel de resistencia del perno: actualmente existen en el mercado tres materiales principales para piezas estándar: acero al carbono, acero inoxidable y cobre.
(1) Acero al carbono Distinguimos el acero con bajo contenido de carbono, el acero con medio carbono, el acero con alto contenido de carbono y el acero aleado según el contenido de carbono en los materiales de acero al carbono.
Acero con bajo contenido de carbono C% Menor o igual a 0.25% generalmente se denomina acero A3 en China. En el extranjero, se denominan básicamente 1008, 1015, 1018 y 1022, etc. Se utilizan principalmente para pernos de grado 4.8, tuercas de grado 4, tornillos pequeños y otros productos sin requisitos de dureza. (Nota: los clavos de cola de perforación están hechos principalmente de material 1022).
Acero al carbono medio 0.25%
High carbon steel C%>0.45%. Actualmente prácticamente no tiene uso en el mercado.
El acero aleado significa agregar elementos de aleación al acero al carbono ordinario para agregar algunas propiedades especiales al acero: como 35, 40 cromo molibdeno, SCM435 y 10B38. Los tornillos Fangsheng utilizan principalmente acero de aleación de cromo-molibdeno SCM435, cuyos componentes principales son C, Si, Mn, P, S, Cr y Mo.
(2) acero inoxidable
45, 50, 60, 70, 80, principalmente austenita (18% Cr, 8% Ni), con buena resistencia al calor, buena resistencia a la corrosión y buena soldabilidad.
A1, A2, A4, martensita (13%Cr), mala resistencia a la corrosión, alta resistencia y buena resistencia al desgaste.
C1, C2, C4, acero inoxidable ferrítico (18% Cr), tiene mejores propiedades de recalcado y mayor resistencia a la corrosión que la martensita.
(3) Cobre Los materiales comúnmente utilizados son el latón y la aleación de zinc y cobre. El cobre H62, H65 y H68 se utiliza principalmente como piezas estándar en el mercado.
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Recocido esferoidizante (ablandamiento)
1) Cuando se producen tornillos de cabeza avellanada y pernos de cabeza hexagonal recocidos esferoidizados (ablandados) mediante el proceso de estampado en frío, la estructura original del acero afectará directamente la capacidad de conformado durante el procesamiento de estampado en frío.
2) La deformación plástica de áreas locales durante el proceso de encabezado en frío puede alcanzar entre 60% y 80%. Por este motivo, el acero debe tener buena plasticidad. Cuando la composición química del acero es constante, la estructura metalográfica es el factor clave que determina la plasticidad. En general, se cree que la perlita gruesa y escamosa no favorece la conformación en frío, mientras que la perlita esférica fina puede mejorar significativamente la capacidad de deformación plástica del acero.
3) Para acero con contenido medio de carbono y acero de aleación con contenido medio de carbono que utilizan una gran cantidad de sujetadores de alta resistencia, el recocido esferoidizado (ablandamiento) se realiza antes del encabezado en frío para obtener perlita esferoidizada uniforme y fina para satisfacer mejor las necesidades reales. producción. necesidad.
4) Para el recocido blando de alambrones de acero de medio carbono, la temperatura de calentamiento generalmente se mantiene por encima y por debajo del punto crítico del acero. La temperatura de calentamiento generalmente no puede ser demasiado alta, de lo contrario la cementita terciaria precipitará a lo largo de los límites de los granos, provocando grietas en frío.
5) El alambrón de acero de aleación de carbono medio adopta un recocido esferoidal isotérmico. Después de calentar a AC1+ (20%~30%), el horno se enfría a un nivel ligeramente inferior a Ar1. La temperatura es de unos 700 grados durante un período isotérmico y luego el horno se enfría a unos 500 grados. Enfriar al aire fuera del horno. La estructura metalográfica del acero cambia de gruesa a fina, de escamosa a esférica, y la tasa de agrietamiento en frío se reducirá considerablemente. El rango general de temperatura de recocido y ablandamiento para el acero 35\45\ML35\SWRCH35K es de 715 grados a 735 grados.
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Pelado y desincrustante
El proceso de eliminación de la placa de óxido de hierro del alambrón de acero para estampación en frío es el decapado; La desincrustación se divide en dos métodos: desincrustación mecánica y decapado químico.
1) El uso de desincrustación mecánica para reemplazar el proceso de decapado químico de alambrón no solo mejora la productividad sino que también reduce la contaminación ambiental. Este proceso de desincrustación incluye el método de doblado (comúnmente se usa una rueda redonda con ranuras triangulares para doblar repetidamente el alambrón), el método de nueve pulverizaciones, etc. El efecto de desincrustación es bueno, pero no puede eliminar las incrustaciones de hierro residual (la eliminación La tasa de incrustación de óxido es del 97%), especialmente cuando la incrustación de óxido de hierro es altamente adhesiva. Por lo tanto, la desincrustación mecánica se ve afectada por el espesor, la estructura y el estado de tensión de la lámina de hierro, y es adecuada para alambrones de acero al carbono utilizados para sujetadores de baja resistencia (menor o igual a 6,8).
2) Los sujetadores de alta resistencia (grado mayor o igual a 8,8) se desincrustan mecánicamente utilizando alambrón para eliminar todas las incrustaciones de óxido y luego pasan por un proceso de decapado químico para lograr una desincrustación compuesta. En el caso de alambrones de acero con bajo contenido de carbono, las láminas de hierro restantes de la desincrustación mecánica pueden causar fácilmente un desgaste desigual del tiro de grano. Cuando la lámina de hierro se adhiere al orificio de tiro de grano debido a la fricción entre el alambre de acero del alambrón y la temperatura externa, causando marcas de vetas longitudinales en la superficie del alambre de acero del alambrón, razón por la cual aparecen micro grietas en la cabeza del Alambre de acero cuando se utilizan pernos de brida o tornillos de cabeza cilíndrica en frío, más del 95% son causados por rayones en la superficie del alambre de acero durante el proceso de trefilado. Por lo tanto, el método de desincrustación mecánica no es adecuado para el estirado a alta velocidad.
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Estirado en frío
1) El proceso de estirado en frío tiene dos propósitos. Una es cambiar el tamaño de la materia prima; el otro es obtener propiedades mecánicas básicas del sujetador mediante deformación y fortalecimiento. Para el acero de medio carbono y el acero de aleación de medio carbono, existe otro propósito, que es hacer que la cementita en escamas obtenida después del enfriamiento controlado del alambrón se rompa lo más posible durante el proceso de trefilado, de modo de obtener cementita granular para la posterior esferoidización. (ablandamiento) recocido. La cementita está lista. Sin embargo, para reducir costes, algunos fabricantes reducen arbitrariamente el número de pasadas de embutición. La reducción excesiva del área aumenta la tendencia al endurecimiento por trabajo de los alambres de acero con alambrón, lo que afecta directamente el rendimiento del cabezal en frío de los alambres de acero con alambrón.
2) Si la distribución de la tasa de reducción del área de cada pasada es inapropiada, también se producirán grietas por torsión en el alambre de acero durante el proceso de trefilado. Estas grietas distribuidas longitudinalmente a lo largo del alambre de acero con un cierto período quedan expuestas durante el proceso de estampación en frío del alambre de acero. Además, si la lubricación no es buena durante el proceso de trefilado, también puede causar grietas transversales regulares en el alambre de acero estirado en frío.
3) La dirección tangencial del alambre de acero del alambrón cuando sale de la matriz de alambre granular y se enrolla no es concéntrica con la matriz de trefilado, lo que provocará un mayor desgaste del orificio lateral único de la matriz de trefilado, lo que provocará que el interior El agujero se deforma, lo que provoca una deformación desigual del alambre de acero en la dirección circunferencial. , lo que hace que la redondez del alambre de acero esté fuera de tolerancia y la tensión de la sección transversal del alambre de acero durante el proceso de estampación en frío es desigual, lo que afecta la tasa de aprobación del estampación en frío.
4) Durante el proceso de trefilado del alambre de acero alambrón, una tasa de reducción de área parcial excesiva deteriora la calidad de la superficie del alambre de acero, mientras que una tasa de reducción de área excesivamente baja no favorece la trituración de la cementita en escamas, lo que dificulta su obtención. tanta cementita granular como sea posible. El cuerpo de carbono, es decir, la cementita, tiene una tasa de esferoidización baja, lo que es extremadamente perjudicial para el rendimiento del rodamiento en frío del alambre de acero. Para barras y alambrón de alambre de acero producido mediante trefilado, la tasa de reducción de área parcial se controla entre un 10% y un 15%.
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forja en frio
El conformado por forjado en frío generalmente utiliza procesamiento de plástico con cabezal en frío para formar la cabeza del perno. En comparación con el proceso de corte, las fibras metálicas (alambres metálicos) son continuas a lo largo de la forma del producto sin cortarse en el medio, mejorando así la resistencia del producto, especialmente las propiedades mecánicas. excelente. El proceso de conformado de cabezales en frío incluye corte y conformado, cabezales en frío de una sola estación con un solo clic, cabezales en frío de doble clic y cabezales en frío automáticos de múltiples estaciones.
1) Utilice una herramienta de corte semicerrada para cortar la pieza en bruto. La forma más sencilla es utilizar una herramienta de corte tipo manga; el ángulo del corte no debe ser superior a 3 grados; y cuando se utiliza una herramienta de corte de tipo abierto, el ángulo de bisel del corte puede alcanzar los 5 grados. ~7 grados.
2) La pieza en bruto de tamaño pequeño debe poder girar 180 grados durante el proceso de transferencia desde la estación anterior a la siguiente estación de formación. Esto puede liberar el potencial de la máquina automática de estampación en frío, procesar sujetadores con estructuras complejas y mejorar la precisión de las piezas.
3) Cada estación de moldeo debe estar equipada con un dispositivo de expulsión del punzón y el molde cóncavo debe estar equipado con un dispositivo de expulsión tipo manga.
4) El número de estaciones de formación (excluidas las estaciones de corte) generalmente debe ser de 3 a 4 estaciones (más de 5 en casos especiales).
5) Durante el período efectivo de uso, la estructura del riel deslizante principal y los componentes del proceso pueden garantizar la precisión de posicionamiento del punzón y la matriz.
6) Se debe instalar un interruptor de límite terminal en el deflector que controla la selección del material y se debe prestar atención al control de la fuerza de recalcado. La falta de redondez de los alambres de marcado en frío utilizados para fabricar sujetadores de alta resistencia en máquinas automáticas de estampación en frío debe estar dentro del rango de tolerancia de diámetro, mientras que para sujetadores más precisos, la falta de redondez de los alambres de acero debe estar dentro del rango de tolerancia de diámetro. Limitado al rango de tolerancia de 1/2 diámetro. Si el diámetro del alambre de acero no alcanza el tamaño especificado, aparecerán grietas o rebabas en la parte recalcada o en la cabeza de la pieza. Si el diámetro es menor que el tamaño requerido por el proceso, la cabeza quedará incompleta, angulosa o engrosada. No es claro.
7) La precisión que puede lograr el moldeo por estampación en frío también está relacionada con la elección del método de moldeo y el proceso utilizado. Además, también depende de las características estructurales del equipo utilizado, las características del proceso y su estado, la precisión de la herramienta y el troquel, la vida útil y el grado de desgaste. Para el acero de alta aleación utilizado en extrusión y estampación en frío, la rugosidad de la superficie de trabajo de los moldes de carburo cementado no debe ser superior a Ra=0.2μm. Este tipo de molde tiene la mayor vida útil cuando la rugosidad de la superficie de trabajo alcanza Ra=0.025~0,050μm.
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Procesamiento de hilos
1) Las roscas de los pernos generalmente se procesan en frío, de modo que la pieza en bruto de la rosca dentro de un cierto rango de diámetro pasa a través de la placa de alambre (matriz) laminada (laminada), y la rosca se forma mediante la presión de la placa de alambre (matriz laminada). Las líneas de plástico de la parte roscada no se cortan, se aumenta la resistencia, el producto es de alta precisión y la calidad es uniforme, por lo que se usa ampliamente.
2) Para producir el diámetro exterior de la rosca del producto final, el diámetro en bruto de la rosca requerido es diferente, porque está limitado por factores como la precisión de la rosca y si el material está recubierto o no.
3) Laminación (frotación) del hilo se refiere a un método de procesamiento que utiliza deformación plástica para formar dientes del hilo. Utiliza una matriz de laminación (placa de rosca) con el mismo paso y forma de diente que la rosca que se procesa, mientras extruye la pieza en bruto del tornillo cilíndrico, mientras gira la pieza en bruto del tornillo y finalmente transfiere la forma del diente en la matriz de laminación a la pieza en bruto del tornillo. , se forma el hilo.
4) El punto común del procesamiento de hilo de laminación (frotación) es que no es necesario que el número de revoluciones de laminación sea demasiada. Si es demasiado, la eficiencia será baja y la superficie del hilo producirá fácilmente separación o pandeo aleatorio. Por el contrario, si el número de revoluciones es demasiado pequeño, el diámetro de la rosca fácilmente se desviará y la presión aumentará anormalmente en la etapa inicial del laminado, lo que dará como resultado una vida útil más corta del molde.
5) Defectos comunes de los hilos laminados: grietas superficiales o rayones en la parte del hilo, pandeo aleatorio y falta de redondez de la parte del hilo. Si estos defectos ocurren en grandes cantidades, serán descubiertos durante la etapa de procesamiento. Si el número de ocurrencias es pequeño, estos defectos circularán entre los usuarios sin que el proceso de producción los note, causando problemas. Por lo tanto, se deben resumir las cuestiones clave de las condiciones de procesamiento y estos factores clave deben controlarse durante el proceso de producción.
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tratamiento térmico
1) Los elementos de fijación de alta resistencia tratados térmicamente deben templarse según los requisitos técnicos.
2) El tratamiento térmico y el templado tienen como objetivo mejorar las propiedades mecánicas integrales de los sujetadores para cumplir con el valor de resistencia a la tracción y el índice de rendimiento especificados por el producto.
3) El proceso de tratamiento térmico tiene un impacto crucial en los elementos de fijación de alta resistencia, especialmente en su calidad intrínseca. Por lo tanto, para producir sujetadores de alta calidad y alta resistencia, se necesitan equipos y tecnología de tratamiento térmico avanzados.
4) Debido al gran volumen de producción y al bajo precio de los pernos de alta resistencia, y a que la parte roscada es una estructura relativamente fina y precisa, el equipo de tratamiento térmico debe tener una gran capacidad de producción, un alto grado de automatización y una buena calidad del tratamiento térmico.
5) La descarburación de las roscas hará que los sujetadores se disparen antes de cumplir con los requisitos de rendimiento mecánico, lo que provocará que los sujetadores roscados fallen y acorte su vida útil. Debido a la descarburación de las materias primas, si el recocido es inadecuado, se profundizará la capa de descarburación de las materias primas. Durante el proceso de tratamiento térmico de enfriamiento y revenido, generalmente se introduce algo de gas oxidante desde fuera del horno.
6) El óxido en la barra de alambre de acero o el residuo en la superficie del alambre de acero estirado en frío también se descompondrá después de calentarse en el horno, y la reacción generará algo de gas oxidante. Por ejemplo, el óxido superficial del alambre de acero está compuesto de carbonato e hidróxido de hierro, que se descompondrán en CO2 y H2O después del calentamiento, agravando así la descarburación. Las investigaciones muestran que el grado de descarburación del acero de aleación de carbono medio es más grave que el del acero al carbono, y la temperatura de descarburación más rápida es de 700 grados a 800 grados.
7) Dado que los accesorios en la superficie del alambre de acero se descomponen y sintetizan CO2 y H2O muy rápidamente bajo ciertas condiciones, si el control de gas del horno de cinta de malla continua es inadecuado, también provocará que la descarburación del tornillo exceda las tolerancias.
8) Cuando los sujetadores de alta resistencia se forman mediante cabezal en frío, la materia prima y la capa descarburada recocida no solo todavía existen, sino que también se extruyen hasta la parte superior de la rosca. Para la superficie del sujetador que necesita ser templado, no se puede obtener la dureza requerida. , sus propiedades mecánicas (especialmente resistencia y resistencia al desgaste) se reducen. Además, la superficie del alambre de acero se descarbura y la capa superficial y la estructura interna tienen diferentes coeficientes de expansión, lo que puede provocar grietas en la superficie durante el enfriamiento.
9) Los principales problemas de calidad que pueden ocurrir durante el proceso de templado y revenido de los sujetadores incluyen: dureza insuficiente en el estado templado, dureza desigual en el estado templado, deformación excesiva por templado y agrietamiento por templado.
10) Estos problemas que ocurren en el sitio a menudo están relacionados con las materias primas, el enfriamiento, el calentamiento y el enfriamiento. Formular correctamente el proceso de tratamiento térmico y estandarizar el proceso de operación de producción a menudo puede evitar tales accidentes de calidad.
