2.2紧固件生产工序–酸洗、磷化及皂
设备:酸洗池,水洗池、磷化池,皂化池酸洗目的:除去线材表面的氧化膜,锈渍。磷化目的:在金属表面形成一层磷酸盐薄膜,以减少线材抽线以及冷墩或成形等加工过程中,对工模具的擦伤,起到润滑作用。同时一定的也有防锈作用。皂化目的:提供润滑作用水洗目的:防止酸液带入下一池中。
检验表面状况:磷化膜、擦伤、划痕、氧化皮
酸洗不良——氧化皮残留磷化不良——磷化膜不
2.2紧固件生产工序–拉丝
设备:拉丝机,拉丝模拉丝的目的:为冷镦生产提供相应规格的线材。拉丝:线坯在一定的拉力作用下,通过模孔发生塑性变形,使截面减小、长度增加的一种压力加工方法
检验材料直径、检验表面状况
微裂纹带状组织
检验材料直径、检验表面状况
拉丝缺陷——划痕拉丝缺陷——划痕
竹节
2.2紧固件生产工序–冷墩
设备:冷镦机冷镦模冷镦是利用模具在常温下对金属棒料镦挤成形的锻造方法。通常用来制造螺钉、螺栓、铆钉和螺母等。可以减少或代替切削加工。冷镦材料利用率可达80~90%。冷镦多在专用的冷镦机上进行﹐便于实现连续﹑多工位﹑自动化生产。在冷镦机上能顺序完成切料﹑镦头﹑聚积﹑成形﹑倒角﹑搓丝﹑缩径和切边等工序。生产效率高。棒料由送料机构自动送进一定度﹐切断机构将其切断成坯料﹐然后由夹钳传送机构依次送至聚积压形和冲孔工位进行冷镦成形。
多工位冷镦机
2.2紧固件生产工序–车加工
车加工是机加工的一种,主要是运用车削设备对工件毛坯进行车削作业获得理想的工件外型。车加工包括车削、钻孔、铣槽等。
2.2紧固件生产工序–螺纹成
设备:滚丝机、滚丝轮,搓丝机、搓丝板,攻丝机、丝攻等螺纹成型方法:滚丝,搓丝,攻丝等,其中滚丝,搓丝主要用于制造外螺纹,攻丝用于制造内螺纹。滚丝、搓丝:是通过挤压材料的方法获得螺纹,用于制造外螺纹。比如螺栓的螺纹。攻丝:通过挤压材料或切削材料的方法获得螺纹,用于制造内螺纹。比如螺母的螺纹。
滚丝机滚丝
滚丝加工
2.2紧固件生产工序–螺纹成型
螺纹成型常见缺陷:
紧固件生产工序–热处理热处理是将材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内部的组织结构,来控制其性能的一种综合工艺过程。紧固件的热处理主要目的是通过调质处理(淬火+高温回火)使工件获得良好的综合机械性能。
连续式可控气氛网带炉
退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。
正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆。
回火是为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可。
2.2紧固件生产工序–表面处理
表面处理是在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。
1、电镀电镀(镀锌,镍,铜,铬,锌镍合金等):就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。
电镀的主要用途
1、提高金属制品或者零件的耐蚀性能。例如钢铁制品或者零件表面镀锌。 2、提高金属制品的防护-装饰性能。例如钢铁制品表面镀铜、镀镍镀铬等。
热浸镀锌脱脂——去油,水洗——去碱酸洗——除锈活化,水洗——去酸浸助镀剂、干燥——便于镀锌镀锌、甩锌浸水钝化——镀层老化
氧化氧化又叫发黑或发蓝,工件在空气、水蒸气或化学药物的溶液中在室温或加热到适当温度,在工件表面形成一层蓝色或黑色氧化膜,以改善其耐蚀性和外观的表面处理工艺。机械制造上常用NaOH溶液加热来对工件进行发黑处理,相对于镀锌镀铬成本较低,效果不错。发黑形成的黑色氧化膜,其厚度为0.5-1.5μm,抗腐蚀能力比其它化学膜低
达克罗锌(铝)铬涂层又称达克罗、达克锈、迪克龙。国内又命名为锌铬涂层,是一种以锌粉、铝粉、铬酸和去离子水为主要成分的新型的防腐涂料。将达克罗处理液调配成水溶性涂料,然后直接涂覆在洁净的工件表面,经烘烤固化形成一层达克罗涂层的过程。达克罗涂覆的工艺流程有机溶剂除油——机械抛丸——喷涂——烘烤——二次喷涂——烘烤——三次喷涂-烘烤干燥
达克罗是一种新型的表面处理技术,与传统的电镀工艺相比,达克罗是一种“绿色电镀”。其优势有以下几点:
超强的耐蚀性能:达克罗膜层的厚度仅为4-8μm,但其防锈效果却是传统电镀锌、热镀锌或涂料涂覆法的7-10倍以上。采用达克罗工艺处理的标准件、管接件经耐盐雾试验h以上未出现红锈。2.无氢脆性:达克罗的处理工艺决定了达克罗没有氢脆现象,所以达克罗非常适合受力件的涂覆。3.高耐热性:达克罗可以耐高温腐蚀,耐热温度可达℃以上。而传统的镀锌工艺,温度达到℃时就已经起皮报废了。4.结合力及再涂性能好:达克罗涂层与金属基体有良好的结合力,而且与其他附加涂层有强烈的粘着性,处理后的零件易于喷涂着色,与有机涂层的结合力甚至超过了磷化膜。5.良好的渗透性:由于静电屏蔽效应,工件的深孔、狭缝,管件的内壁等部位难以电镀上锌,因此工件的上述部位无法采用电镀的方法进行保护。达克罗则可以进入工件的这些部位形成达克罗涂层。6.无污染和公害:达克罗在生产加工及工件涂覆的整个过程中,不会产生对环境有污染的废水废气,不用三废治
达克罗虽然有许多优点,但它也有一些不足之处,主要体现为:1.达克罗中含有对环境和人体有害的铬离子,尤其是六价铬离子具有致癌作用。2.达克罗的烧结温度较高、时间较长,能耗大。3.达克罗的表面硬度不高、耐磨性不好,而且达克罗涂层的制品不适合与铜、镁、镍和不锈钢的零部件接触与连接,因为它们会产生接触性腐蚀,影响制品表面质量及防腐性能。4.达克罗涂层的表面颜色单一,只有银白色和银灰色,不适合汽车发展个性化的需要。不过,可以通过后处理或复合涂层获得不同的颜色,以提高载重汽车零部件的装饰性和匹配性。5.达克罗涂层的导电性能不是太好,因此不宜用于导电连接的零件,如电器的接地螺栓等。
达克罗生产线
2.2紧固件生产工序–典型加工工艺路线8.8以下的小规格螺栓(M16及以下)
原材料选择:低碳钢(Q、08、10、18等)
毛坯成型方法:冷镦螺纹成型:滚丝或搓丝(滚丝或搓丝的选择方法)
工艺路线:原材料(选择材料)—材料改制—冷镦—车加工(倒角,平端)—滚丝或搓丝—表面处理(按要求)—终检—包装
12.9的大规格螺栓(M16及以上)原材料选择:中碳合金碳钢(35CrMo、42CrMo、SCM等)毛坯成型方法:红镦螺纹成型:滚丝工艺路线:原材料(选择材料)—材料改制—下料—车加工(车螺坯)—红镦—车加工(车头部,倒角,平端平总长等)—(打标识)—(抛丸)—磨削(磨螺坯)—滚丝—脱磷—热处理—探伤—表面处理—终检—包装
螺母加工工艺采用红镦成型的螺母(大规格)选材(按照螺母性能要求)工艺路线:材料改制—下料—红镦—车加工(主要车螺纹底孔,平端保证高度)—(打标识)—攻丝—(热处理)—表面处理—终检—包装材料改制—下料—红镦—车加工(主要车螺纹底孔,平端保证高度)—(打标识)—(热处理)—攻丝—表面处理—终检—包装螺母是否热处理按螺母要求机械性能定。
3.1、一般性检测
1、查验随货技术资料、质量证明书2、外观检查
1)是否按要求做供应商标识及性能等级标识:a性能等级≥4.8级的螺栓螺钉必须标识;b性能等级≥5级的螺母必须标识;c公称直径≥5mm的螺栓、螺钉、螺母需要标识。d公称直径≥30mm的螺栓、螺钉,需在标识面打上生产批次号e硬度HV的垫圈,需做相关标识(建议)
2)紧固件外观表面清洁、平整、无毛刺、无锈斑、无缺牙、烂牙,镀层不得有气泡、脱落等缺陷,镀层厚度满足标准要求
3.2、尺寸检测依据相关的国标或技术要求(协议、规范及图纸要求等)进行检查
1、对螺栓、螺钉、螺柱、螺母,检查螺纹长度、螺纹公称直径、头部厚度、杆部直径、螺母高度、直线度等,使用相应的螺纹通止规进行检验;
2、镀前的螺栓、螺钉使用公差等级为6g的环规检验,镀后应使用6h的环规检验;
3、镀前的螺母使用公差等级为6G的环规检验,镀后应使用6H的塞规检验;4、通规检查要求每个螺纹均能顺利通过为合格,止规检查最多只能通过2个螺纹才合格。
3.3、性能检测-强度、塑性强度:金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力塑性:金属材料在外力作用下,产生永久变形而不致引起破坏的能力检测手段—拉伸试验试样制备:
1、取样:成品、热处理后的半成品,偏心取样,螺纹直径的1/4处,试件直径按GB/T.1-.2、制样:标准试棒见右图。
3、试验设备拉伸试验机及相关软件
4、试验方法
3.3、性能检测-强度、塑性
4、试验结论.
1)抗拉强度:Rm=Fm/S0
10.9级高强螺栓要求:Rm≥MPa
2)屈服强度:上屈服强度:ReH=FeH/S0下屈服强度:ReL=FeL/S.9级高强螺栓要求:ReL≥M
3.3、性能检测-强度、塑性
3.4、性能检测-韧性
韧性:表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性越好,则发生脆性断裂的可能性越小。检测手段—低温冲击试验取样:成品、热处理后的半成品抽检比例:每批次8个
试样制备:
1、取样:近表面取样。
2、制样:试件标准尺寸按GB/T-(长度55mm,横截面10mmx10mm,中间位置有V型或U型缺口,如右图)。
3、试验设备摆锤式冲击试验机
4、试验方法将冷却至-45摄氏度,规定几何形状的缺口试样置于试验机两支座之间,缺口背向打击面放置,用摆锤一次打击试样,测定吸收能量。要求AKV2≥27J
3.5、性能检测-硬度
硬度:材料局部抵抗硬物压入其表面的能力,是衡量金属材料软硬程度的性能指标检测手段—硬度试验(布氏、洛氏、维氏)制样要求:试样两端平行,表面平整,不允许有油污或氧化皮试验设备:试验原理(洛氏):在初试力及总试验力的先后作用下,将规定的压头(HRC度金刚石圆锥)压入试样表面,保持一定的时间后卸除主试验力,在保留初试验力下测试压痕残余深度,以该深度表示洛氏硬度的高低试验标准:GB/T-
3.6楔负载
楔负载是在做螺栓拉力试验时,在螺栓头部下方加一个楔垫,主要是检测螺栓头部与杆部的连接性能,当拉力载荷达到最高值时头部不应断裂。楔垫的角度有4、6、10度不等具体使用什么角度的得按标准规定。
参照标准:GB/T试验方法:试验机夹头按25mm/min的速率分离判定标准:拉力载荷达到最高值时头部不应断裂
3.7螺母保证载荷螺母的保证载荷是指在规定的拉力或压力下螺纹不发生破坏或变形,试验后能用手将螺母从试验芯棒上旋出.参照标准:GB/T.2-试验方法:按右图将螺母试件旋入芯棒,用拉力试验机实施轴向拉力试验,试验机夹头的分离速率不应超过3mm/min,施加规定的保证载荷,并保持15s,然后卸载,将螺母旋出。
判定标准:螺母无断裂,螺纹无脱扣(可用手旋出,如需借助扳手,不得超过半扣)
保证载荷=保证应力SpX应力截面积如M64螺母,施加载荷=N/mm2Xmm2=N(应力截面积参考GB/T.1
3.8化学成分检测设备:直读光谱仪原理:各种元素在高温、高能量的激发下都能产生自己特有的光谱,直读光谱仪通过“直流电弧激发光源+高纯氩气激发气氛”,根据元素被激发后所产生的特征光谱来确定金属的化学成分及大致含量。
制样要求:
1)不能有沙眼、小孔、偏析等缺陷;
2)样品表面必须平整,可以完全盖住激发孔隙;
3)样品表面必须清洁、不得污染,不能带有其他物质,也不能用手摸。
3.9扭矩系数简介:目前常用的螺栓紧固安装的方法有4种:扭矩法、转角法、扭矩斜率法、拉伸法,其中最常用的安装方法还是扭矩法,扭矩法是在弹性范围内安装,损耗很大,螺栓头部摩擦、螺纹间的摩擦损耗了大量的安装力矩,真正转化为紧固轴向力的大约只占10%左右。(螺栓头部摩擦占50%,螺纹间摩擦占40%)。测定方法:按GB/T.3-规定,在试验台上卡紧螺栓,持续施加扭力,逐步拧紧,在既定的施加扭矩下,得到对应的预紧力(轴向拉力),通过公式:T=k.F.d计算出扭矩系数k。
结果计算:连续进行8组试验,得到8组K值,求出平均值和标准偏差。判断标准:在采用润滑剂润滑时,同批48连接副的扭矩系数平均值为0.08-0.,48的扭矩系数平均值为0.-0.,同批扭矩系数标准偏差应小于或等于0.01。
3.9扭矩系数扭矩系数的影响因素:主要有—摩擦表面的情况、润滑剂的使用情况及类型、润滑剂的涂抹部位。
1、摩擦表面的状况加工精度越高,扭矩系数越小
2、润滑剂的使用情况及类型使用润滑剂的情况下,扭矩系数直线下降,最高可下降80%以上,而不同类型的润滑剂对扭矩系数的影响有所差别
3、润滑剂的涂抹部位
1)半涂抹:只在螺栓和螺母的螺纹上涂抹润滑剂(螺母支承面不涂);
2)全涂抹:螺栓和螺母的螺纹上涂抹润滑剂,也在螺母支承面上涂。
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