El perno es un sujetador importante. Es ampliamente utilizado en máquinas herramientas, maquinaria general, automóviles, maquinaria de ingeniería, ingeniería de energía eléctrica, industria petroquímica, puentes, vehículos ferroviarios, maquinaria de minería, construcción y otros campos. A menudo se ve en nuestra vida diaria que la calidad y la confiabilidad de sus productos juegan un papel importante en el desempeño laboral y la seguridad estructural del host.
Según las propiedades mecánicas de los pernos, se dividen en pernos de alta resistencia y pernos ordinarios. Los pernos de alta resistencia se refieren principalmente a pernos con un grado de propiedad mecánica mayor o igual a 8.8. Estos productos están hechos principalmente de materiales de alta calidad, como acero de aleación de bajo y medio carbono (como boro, manganeso o cromo) o acero de medio carbono. A excepción de las variedades y especificaciones individuales, todos están sujetos a un tratamiento de templado y revenido. Tienen altas propiedades mecánicas y propiedades de servicio y se utilizan a menudo en ocasiones con altos requisitos.
1. Requisitos técnicos paratornillotratamiento térmico
El tratamiento térmico es un proceso clave en la producción de pernos de alta resistencia, que determina el rendimiento de servicio final de los pernos y puede hacer que los sujetadores de alta resistencia cumplan con los requisitos de diseño. Tiene cierta resistencia, buena plasticidad, tenacidad, baja sensibilidad a la muesca y alta resistencia a la flexión. Evite la relajación y otras propiedades mecánicas integrales y el rendimiento del servicio. Con el fin de garantizar la calidad y fiabilidad de los productos de fijación y mejorar la competitividad de los productos en el mercado.
2. Defectos comunes y factores influyentes detornillotratamiento térmico
Hay muchos defectos en el tratamiento térmico de los pernos, como dureza superficial insuficiente, puntos blandos, resistencia a la tracción insuficiente, gran deformación, agrietamiento por enfriamiento rápido, oxidación de la superficie, etc. El agrietamiento por enfriamiento rápido es uno de los defectos más peligrosos en el tratamiento térmico. Resultando directamente en el desguace del producto. Hay muchos factores que afectan los defectos del tratamiento térmico. Tales como la templabilidad del acero, la composición química de la austenita, la temperatura de calentamiento de temple, la velocidad de enfriamiento media, la estructura original, la forma de la pieza de trabajo, la tensión residual y su distribución, el equipo de calefacción y la atmósfera, etc.
2.1. Composición química y templabilidad del acero.
El contenido de carbono del acero determina su templabilidad. Cuanto menor es el contenido de carbono en la austenita, mayor es la tensión térmica en relación con la tensión estructural; Por el contrario, cuanto mayor sea el contenido de carbono, mayor será el efecto de la tensión estructural. Los elementos de aleación pueden mejorar significativamente la templabilidad del acero. Si la templabilidad del acero es buena y la pieza de trabajo es fácil de endurecer, el efecto de la tensión estructural y la tolerancia específica es relativamente grande, y el agrietamiento por enfriamiento rápido es fácil de producir cuando la velocidad de enfriamiento media es demasiado rápida; Si la templabilidad del acero es pobre, la pieza de trabajo no es fácil de endurecer y la velocidad de enfriamiento media es demasiado lenta, es fácil tener puntos blandos o una dureza insuficiente.
2.2 temperatura de enfriamiento
Elevar la temperatura de enfriamiento del acero al carbono y acero de baja aleación. No solo aumentará la tensión térmica, sino que también aumentará la tensión estructural debido al aumento de la templabilidad y, finalmente, aumentará la tendencia al agrietamiento por deformación. Una temperatura de enfriamiento demasiado alta es fácil de causar deformaciones. Para pernos largos y delgados, se utilizará una temperatura de enfriamiento más baja en la medida de lo posible con la premisa de garantizar indicadores de rendimiento.
2.3 estructura original y tensión residual
La estructura original antes del enfriamiento también tendrá un gran impacto en el rendimiento del tratamiento térmico. La estructura original incluye el grado de inclusión, la estructura en bandas, el tamaño de grano original, el grado de segregación de los componentes, la dirección de distribución de los puntos de material carbonizado libre y las diferentes estructuras obtenidas mediante diferentes tratamientos térmicos preparatorios.
La magnitud y distribución de la tensión residual antes del enfriamiento también afectará el rendimiento de los productos después del enfriamiento, como el mecanizado, la forja, la soldadura, la corrección, etc. Si no se realiza el recocido antes del temple para eliminarlo, aumentará la tendencia al agrietamiento por deformación. Los pernos tienden a causar una gran tensión mecánica en el proceso de cabeceo, cizallamiento y roscado. Los pernos de baja aleación (como 40Cr, 40CrMo, etc.) generalmente se perforan en caliente, mientras que los pernos de acero al carbono de gran tamaño (como 35K, ML35, 35) requieren buenas propiedades de procesamiento. Como el recocido. Evite la formación de grandes tensiones residuales, que eventualmente conducirán a la deformación y el agrietamiento.
2.4 velocidad de enfriamiento media
Cuanto más rápida sea la velocidad de enfriamiento, mayor será la tensión interna de temple y mayor será la tendencia a la deformación y el agrietamiento. Entre ellos, el estrés térmico depende principalmente de la velocidad de enfriamiento por encima de MS, mientras que el estrés estructural depende principalmente de la velocidad de enfriamiento por debajo de Ms. La capacidad de enfriamiento del medio depende principalmente de sus características físicas. Como la viscosidad, la capacidad calorífica, la humectabilidad, etc., pero los parámetros del proceso como la temperatura, la agitación y la concentración (a base de agua) también tienen un gran impacto en la capacidad de enfriamiento. La selección incorrecta conducirá inevitablemente a defectos en el tratamiento térmico. Para los sujetadores de acero al carbono, la mayoría de ellos utilizan medios de enfriamiento a base de agua. Pero tiene más parámetros de proceso que el aceite de enfriamiento. Hay altos requisitos para el proceso y los operadores, y el mantenimiento y la detección se deben realizar durante el uso. Problemas comunes de los productos a base de agua [3]:
2.4.1 la concentración media es demasiado baja
Si la concentración es demasiado baja, es fácil causar defectos de deformación y agrietamiento. Es necesario fortalecer la detección de concentración y ajustarla a tiempo. Actualmente. El refractómetro se utiliza principalmente para la detección de concentraciones en el sitio de producción. Debido a la contaminación, el envejecimiento medio y otras razones, se reducirá el índice de refracción. Si se utiliza líquido nuevo, se sobrestimará la concentración del índice de refracción. Por ejemplo. La lectura del refractómetro es 6 y el coeficiente de refracción del nuevo líquido es 2,5. Se considera que la concentración es 6x2.5=15 por ciento. Si la concentración real es solo 6x1.5=9 por ciento, la concentración se sobrestima en un 6 por ciento. Esto es muy peligroso.
2.4.2. La temperatura del medio es demasiado baja o demasiado alta. La temperatura del líquido del medio de enfriamiento soluble en agua tiene un gran impacto en las características de enfriamiento de la ceniza del núcleo. El sistema de enfriamiento de aire circulante debe estar equipado durante el uso para ajustar la temperatura del baño durante el uso. Si la temperatura es demasiado alta o demasiado baja, la pieza de trabajo puede deformarse y agrietarse. Los desactivadores solubles en agua de poliglicol (PAG) tienen una solubilidad inversa única, es decir, la solubilidad en agua disminuye con el aumento de la temperatura. Después de que la temperatura del medio aumenta, la evaporación aumenta, la etapa de película de vapor se prolonga mucho y la tasa de enfriamiento máxima desaconsejada disminuye. En general, la temperatura de funcionamiento debe ser inferior a 60 grados. Cuando la temperatura es demasiado alta, el PAG y el agua se separarán y las características de enfriamiento cambiarán mucho, lo que provocará una falla en el tratamiento térmico.
2.4.3 envejecimiento medio
El proceso de enfriamiento y enfriamiento es un entorno de uso bastante duro, y la degradación oxidativa, la degradación térmica, la degradación mecánica, etc. harán que la cadena molecular de PAG se rompa y se acorte. La cadena molecular más corta significa menor viscosidad, mientras que la etapa de depresión del gas convectivo (enfriamiento a baja temperatura) está estrechamente relacionada con la fluidez (viscosidad) del medio. La viscosidad disminuye y la velocidad de enfriamiento por convección aumenta.
Por lo tanto, bajo la condición de garantizar la misma concentración, la viscosidad continuará disminuyendo con el tiempo, lo que dará como resultado una velocidad de enfriamiento rápida a baja temperatura, lo que aumentará la tendencia a la deformación y el agrietamiento.
2.4.4 contaminación media
Para el medio de enfriamiento soluble en agua, se debe evitar estrictamente la contaminación externa, especialmente cuando el aceite fácilmente emulsionable se mezcla con el líquido del tanque, el agente de agua se emulsionará, lo que provocará su depresión y grandes cambios en sus características. Pero también se debe prestar suficiente atención a su propia contaminación,
Primero, durante la reposición a largo plazo del agua del grifo, las sustancias disueltas en el agua se acumulan gradualmente en el medio de extinción. Dando como resultado la alta concentración medida por el refractómetro.
Segundo. Contaminantes de productos metamórficos internos y externos que pueden prolongar la etapa de película de vapor de la depresión del gas de extinción.
Tercero. El desequilibrio de la pieza de trabajo con respecto al agente de enfriamiento rápido agregado (soluto) se manifiesta durante el enfriamiento rápido.
2.4.5 mezcla inadecuada
La mezcla del medio permitirá que el medio fluya uniforme y suavemente y elimine el área estancada.
El aumento de la agitación puede romper la etapa de película de vapor más rápido y hacer que el enfriamiento sea uniforme. Una mezcla insuficiente conducirá fácilmente a defectos tales como dureza insuficiente y puntos blandos; Si la velocidad de agitación es demasiado alta, es fácil mezclar aire y causar depresión pero irregularidad, y también es fácil causar defectos como deformación y dureza desigual. La mayoría de las líneas de producción de hornos de cinta de malla utilizan mezcla de hélice, que debe insertarse a una cierta profundidad por debajo de la superficie del líquido, no menos de 300 mm. Además. Está estrictamente prohibido usar aire comprimido para agitar, lo que no solo promueve que el gas participe en el intercambio de calor, sino que también hace que el espíritu se deprima pero sea desigual, lo que agrava la deformación e incluso conduce al agrietamiento por enfriamiento; También acelera el envejecimiento y la contaminación del medio y acorta su vida útil.
3. Contramedidas para defectos comunes de pernos
3.1 dureza superficial, puntos blandos y resistencia a la tracción insuficientes
(1) Para medios de extinción a base de agua.
La concentración de PAG se puede reducir o la concentración de sal se puede aumentar para acelerar la velocidad de enfriamiento;
(2) Reducir la temperatura del medio de extinción;
(3) aumentar la circulación y la agitación para mejorar la intensidad de extinción;
(4) Elevar la temperatura de enfriamiento y prolongar el tiempo de mantenimiento. Austenizar completamente la estructura;
(5) Seleccione acero con mayor contenido de carbono o acero con mejor templabilidad.
Si la superficie se descarbura. La dureza de la superficie puede ser insuficiente.
Se puede verificar aumentando la cantidad de pulido de la superficie y comparando los cambios de dureza antes y después. Si la superficie se descarbura, es necesario aumentar el potencial de carbono del horno de calentamiento.
3.2 gran deformación, agrietamiento por enfriamiento, etc.
(1) Para los apagadores a base de agua, la concentración de PAG se puede aumentar o la concentración de sal se puede disminuir para reducir el estrés;
(2) aumentar la temperatura del líquido de extinción;
(3) Reducir la circulación y la intensidad de mezcla;
(4) Reducir la temperatura de enfriamiento o el enfriamiento por preenfriamiento;
(5) Seleccione el acero con menor templabilidad para pernos delgados.
Se debe prestar suficiente atención a la forma y dirección de movimiento de la pieza de trabajo sumergida en el medio de enfriamiento para asegurar que la pieza de trabajo se caliente y se enfríe de la manera más uniforme posible. Y evite la deformación debido al propio peso durante el calentamiento. Si los pernos templados tienen rotura de dientes, rotura de ángulo y otras grietas de enfriamiento. Puede ser causado por defectos estructurales o tensión residual mecánica excesiva. Especial para series de acero de grado 8.8 35. General Ф Los alambres por debajo de 20 no necesitan ser recocidos, Ф Por encima de 20, se adoptará un proceso de recocido (dureza superficial por debajo de 20hrc) para reducir la dureza del alambre, reducir el estrés mecánico y prolongar la vida útil del troquel de trefilado.
3.3 después del enfriamiento, la superficie está ligeramente oxidada y ennegrecida, pero no hay piel de óxido
Cuando el horno de correa de malla se usa para la producción en masa de sujetadores, especialmente para medios a base de agua, la cabeza o el conjunto a menudo aparecerán oxidados de color azul y negro. Esto se debe a que se genera una gran cantidad de vapor de agua durante el proceso de corte e infiltración de agua, y la oxidación de la superficie de la pieza de trabajo se intensifica en la atmósfera de oxidación de alta temperatura y humedad.
(1) Aumente la presión del agua del sello de agua para evitar que el vapor de agua ingrese al cuerpo del horno en la medida de lo posible;
(2) Limpiar la pantalla del filtro;
(3) Baje el nivel de líquido del tanque;
(4) Fortalecer la mezcla. Aumente la velocidad de enfriamiento.
(5) El contenido de agua de metanol excede el estándar, y el producto calificado debe ser reemplazado
3.4 oxidación grave después del enfriamiento rápido. Peeling de piel de óxido
La pieza de trabajo se oxida gravemente después del enfriamiento, e incluso se cae la escala de óxido. Básicamente se puede determinar que es causado por el calentamiento de la atmósfera.
(1) El gas portador (metanol) se agota, por lo que no hay protección atmosférica en el horno;
(2) Si el cuerpo del horno tiene fugas, verifique rápidamente la hermeticidad;
(3) El contenido de agua del metanol excede seriamente el estándar, y el producto calificado deberá ser reemplazado.
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