Mekaanisten liitäntöjen ydinkomponenteina ruuvin suorituskyky määrittää suoraan laitteiden luotettavuuden ja turvallisuuden. Lämpökäsittely on kriittinen prosessi, joka muuttaa ruuvien sisäistä rakennetta säätelemällä lämmitys-, eristys- ja jäähdytysprosesseja haluttujen mekaanisten ominaisuuksien (kuten lujuus, kovuus ja sitkeys) saavuttamiseksi. Eri materiaaleista valmistetut ruuvit (kuten hiiliteräs, seosteräs ja ruostumattomasta teräksestä) vaativat räätälöityjä lämpökäsittelyratkaisuja erilaisten sovellusten (kuten autojen, rakentamisen ja ilmailualan) vaatimusten täyttämiseksi.
Ruuvilämpökäsittelyn päätarkoitus
Ruuvien on kestävä kuormituksia, kuten jännitystä, leikkausta ja iskua toiminnan aikana, ja joidenkin on kestävä myös ankaria ympäristöjä, kuten korroosio ja korkeita lämpötiloja. Lämpökäsittelyn päätavoite on löytää tasapaino lujuuden ja sitkeyden välillä, joka voidaan luokitella kolmeen pääluokkaan:
Suorituskyvyn parantaminen (tärkein tavoite): Muokkaamalla sisäistä rakennetta (kuten martensiitin tai sorbiitin muodostaminen), vetolujuus, saantolujuus ja ruuvin kovuus lisääntyvät, estäen muoviset muodonmuutokset tai murtumat kuorman alla. (Tyypilliset sovellukset sisältävät autojen moottorilohkon ruuvit ja siltaliitäntäruuvit, joiden on kestettävä korkeat kuormat ilman muodonmuutoksia.)
LÄHETTÄÄ SÄÄNTÖÖN STRIKKAA: Kylmän otsikon (muodostumisen) ja koneistuksen jälkeen jäännösjännitys pysyy ruuvin sisällä, mikä voi helposti johtaa halkeiluun tai mitta muodonmuutokseen seuraavan käytön aikana. Lämpökäsittely voi vapauttaa nämä sisäiset rasitukset ja varmistaa mitta stabiilisuuden prosessien, kuten matalan lämpötilan karkaisun ja stressin helpotuksen hehkutuksen, kautta. (Tyypillinen käyttötapa: Tarkkuusvälineissä käytetyt mikroruuvit vaativat erittäin suurta mittatarkkuutta (esim. Toleranssit ± 0,01 mm).).
Konettavuuden parantaminen: Joitakin suuria materiaaleja (kuten korkean hiilen terästä) on vaikea koneistaa suoraan. Hehkutus voi vähentää kovuutta ja lisätä plastisuutta, helpottaa kylmää otsikkoa tai kierteitä. Sammuttamista ja karkaamista voidaan sitten käyttää voimakkuuden lisäämiseen. (Tyypillinen käyttötapa: 45# teräsruuvit hehkutetaan ennen muodostumista (kovuuden vähentämiseksi HB180-220: een), mitä seuraa sammutus ja karkaaminen koneistuksen jälkeen (kovuuden lisäämiseksi HRC35-40: een).
Yleiset ruuvimateriaalit ja vastaavat lämmönkäsittelyprosessit
Ruuvimateriaalin valinta määrittää lämmönkäsittelyreitin. Koostumuksen erot (kuten hiilipitoisuus ja seostuselementit) eri materiaalien välillä johtavat täysin erilaisiin vaihemuutosominaisuuksiin ja suorituskykyvaatimuksiin. Seuraavat ovat kolmen valtavirran materiaalin prosessikombinaatiot:
Lähenhiilinen teräs Q235, 10# Teräs: Ydinlämmönkäsittelyprosessi (Piilistäminen Matalan lämpötilan karkaisu)
Keskikokoinen teräs 45# Steel, 35# Teräs: Kohdistaminen keskikokoisen lämpötilan karkaisu
Seosrakenteellinen teräs 40cr, 35crmo: sammutus ja karkaisu (sammuttaminen korkean lämpötilan karkaisu)
Martensitic ruostumattomasta teräksestä 410, 420: Matalan lämpötilan sammutus
Ruuvin lämpökäsittelyn avainprosessilinkit
Ruuvin lämpökäsittely vaatii tiukan hallinnan "lämmitys - pidätysjäähdytyksen" kolmivaiheisten parametrien, kuten puutteiden, kuten riittämätön kovuus, halkeilu ja muodonmuutos, välttämiseksi. Seuraava on yksityiskohtainen analyysi ydinprosessista:
Esikäsittely: hehkuttaminen/normalisointi (valmistelu myöhempää prosessointia tai lopullista lämpökäsittelyä)
Hehkutus: Kuumenna ruuvi hitaasti 30-50 ° C: seen AC3: n (hypoeutektoidinen teräs) tai AC1 (hypereutektoiditeräs) yläpuolella, pidä ajanjakson ajan ja jäähdytä sitten hitaasti uunissa (jäähdytysnopeus ≤ 50 ° C/h).
Tarkoitus: Vähennä kovuutta (esim. 45# teräskovuus ≤ HB229 hehkutuksen jälkeen), lievittää prosessointijännityksiä ja tarkentaa viljan kokoa kylmän otsikon tai sammuttamisen valmistelussa.
Normalisointi: Lämmitys lämpötilaan, joka on samanlainen kuin hehkutus, mutta pitäminen, jota seuraa jäähdytys ilmassa (jäähdytysnopeus nopeammin kuin hehkutus).
Tarkoitus: Tuota hienompi helmi-rakenne, jolla on hiukan korkeampi kovuus kuin hehkutus (45# Teräs kovuus HB170-230 normalisoinnin jälkeen). Soveltuu ei-kriittisiin ruuveihin tietyillä lujuusvaatimuksilla.
Käsittelyn vahvistaminen: Sammuta karkaisu (määrittää ruuvin lopulliset mekaaniset ominaisuudet)
(Sammutus) saavuttaa korkean kovuuden, mutta myös hauraus: ruuvi lämmitetään "austenitoiva lämpötila" (esim. 840-860 ° C 45# teräksellä, 830-850 ° C 40Cr: n teräksellä), joka pidetään tässä lämpötilassa, jotta mikrorakenne muuttuu kokonaan Austenitiksi. Nopea jäähdytys (esim. Vesi tai öljyjäähdytys) antaa austeniitin muuttua martensiitiksi, mikä lisää kovuutta merkittävästi.
(Karkaisu) Kovuuden ja sitkeyden tasapainottaminen (ydin "virittäminen" askel): Sammuttua ruuvia lämmitetään uudelleen "sub-ac1-lämpötilaan" (korkeintaan 727 ° C austeniitisaation välttämiseksi), jota pidetään tässä lämpötilassa ja jäähdytetään sitten osittain hajottaakseen martensiitin karkaistuksi martensiitiksi, troostiitiksi ja troostiin, pelkistämällä brittiliä.
Pinnan kovettuminen: Hiilihakujen/nitriding (korkean pinnan kovuusvaatimukset)
Lähenhiilinen teräsruuvit (kuten 10# teräs), johtuen niiden vähähiilipitoisuudesta (≤0,15%), täysi sammutus ei voi saavuttaa suurta kovuutta. Pinnan hiilihappaa tarvitaan pinnan kovuuden lisäämiseksi säilyttäen samalla ytimen sitkeys.
Hiilidisprosessi: Ruuvi asetetaan hiilihapotettuun uuniin (joka sisältää hiilihappoainetta, kuten metaania tai propaania) 900-950 ° C: ssa 2-6 tunnin ajan pinnan hiilipitoisuuden nostamiseksi 0,8%-1,2%: iin. Ruuvi sammutetaan ja karkaistaan alhaisessa lämpötilassa.
Yleiset viat ja ruuvin lämpökäsittelyn ehkäisy
Lämmönkäsittelyprosessin aikana väärien parametrien hallinta- tai toimintavirheet aiheuttavat ruuvien romuttamisen. Yleiset viat ja ennaltaehkäisevät toimenpiteet ovat seuraavat:
Riittämätön kovuus
Syyt: 1. sammutuslämpötila liian matala; 2. riittämätön pitoika; 3. Hidas jäähdytysnopeus
Ennaltaehkäisevät toimenpiteet: 1. aseta sammutuslämpötila materiaalien eritelmien mukaisesti; 2. Varmista riittävä pitoaika; 3. Käytä veden sammutusta vähähiiliseen teräs- ja öljyn sammutukseen seosteräkselle
Sammutushalkeaminen
Syyt: 1. liiallinen lämmitysnopeus (suuri sisäinen ja ulkoinen lämpötilaero); 2. liiallinen jäähdytysnopeus; 3. Ruuvin terävät kulmat/halkeamat
Ennaltaehkäisevät toimenpiteet: 1. hidas lämmitys (vaiheittainen lämmitys); 2. Käytä öljyn sammutusta tai kevytteräksistä; 3. Poista terävät kulmat käsittelyn aikana ja tarkista pintavirheet etukäteen
Ulottuvuusmuodostus
Syyt: 1. epätasainen lämmitys/jäähdytys; 2. epäsymmetrinen ruuvin muoto; 3. riittämätön karkaisu
Ennaltaehkäisevät toimenpiteet: 1. Käytä tasaista lämmitysuunia ja kierrä ruuvia jäähdytyksen aikana; 2. 3. Karkea nopeasti sammuttamisen jälkeen.
Hapettuminen ja karkottaminen
Syy: Lämmitysuunin liiallinen ilma, mikä johtaa pinnan hapettumiseen tai hiilihäviöön.
Ennaltaehkäisevät toimenpiteet: 1. Käytä suojaavassa ilmakehän uunia (typpi/vety); 2. Levitä hapettumisen anti-hapettumisen pinnoite ruuvin pintaan ennen kuumenemista.
