1. Влияние процесса термообработки на повышение усталостной прочности болтов.

Долгое время автомобильная застежкаs преобладают основные характеристики широкого диапазона разновидностей, типов и спецификаций. Его выбор и использование включают структурный анализ, проектирование соединений, анализ отказов и усталости, требования к коррозии и методы сборки, и т.д. Эти факторы в значительной степени определяют окончательное качество и надежность автомобильной продукции.

Усталостная долговечность автомобильных высокопрочных болтов всегда была важным вопросом. Данные показывают, что большая часть отказов болтов вызвана усталостным разрушением, и почти нет признаков усталостного разрушения болта. Следовательно, при возникновении усталостного разрушения велика вероятность серьезных аварий. Термическая обработка может оптимизировать свойства материалов крепежа и повысить их усталостную прочность. Ввиду возрастающих требований к использованию высокопрочных болтов более важно улучшить усталостную прочность материалов болтов за счет термической обработки.

1. Возникновение усталостных трещин в материалах.

Место, где впервые начинается усталостная трещина, называется источником усталости. Источник усталости очень чувствителен к микроструктуре болта и может вызывать усталостные трещины в очень мелком масштабе, обычно в пределах от 3 до 5 размеров зерен. Основная проблема - качество поверхности болта. Источником усталости является большая часть усталости с поверхности болта или под ним. Большое количество дислокаций, некоторые легирующие элементы или примеси в кристалле материала болта и разница в прочности границ зерен могут привести к возникновению усталостной трещины. Исследования показали, что усталостные трещины могут возникать в следующих местах: границы зерен, поверхностные включения или частицы второй фазы, а также полости. Все эти места связаны со сложной и изменчивой микроструктурой материала. Если микроструктура может быть улучшена после термообработки, усталостная прочность материала болта может быть улучшена до определенной степени.

2. Влияние обезуглероживания на усталостную прочность.

Обезуглероживание поверхности болта снизит твердость поверхности и износостойкость болта после закалки, а также значительно снизит усталостную прочность болта. В стандарте GB / T3098.1 существует испытание на обезуглероживание для определения характеристик болта, и указана максимальная глубина обезуглероживания. При анализе причин выхода из строя болтов ступицы 35CrMo было обнаружено обезуглероживание на стыке резьбы и стержня. Fe3C может реагировать с O2, H2O и H2 при высоких температурах, снижая содержание Fe3C в материале болта, тем самым увеличивая ферритную фазу материала болта, снижая прочность материала болта и легко вызывая микротрещины. В процессе термообработки необходимо хорошо контролировать температуру нагрева, и в то же время для решения этой проблемы необходимо использовать регулируемый защитный нагрев.

3. Влияние термической обработки на усталостную прочность.

Концентрация напряжений на поверхности болта снижает его поверхностную прочность. Когда он подвергается переменным динамическим нагрузкам, процесс микродеформации и восстановления будет продолжать происходить в части выреза с концентрацией напряжений, и напряжение, которое она получает, намного больше, чем в части без концентрации напряжений, поэтому легко привести к образование усталостных трещин.

Крепежные детали подвергаются термообработке и отпуску для улучшения микроструктуры и обладают превосходными комплексными механическими свойствами, которые могут улучшить усталостную прочность материала болта, разумно контролировать размер зерна для обеспечения низкотемпературной энергии удара, а также получить более высокую ударную вязкость. Разумная термообработка для измельчения зерен и сокращения расстояния между границами зерен может предотвратить образование усталостных трещин. Если в материале присутствует определенное количество нитевидных кристаллов или вторых частиц, эти добавленные фазы могут в определенной степени предотвратить остаточное скольжение. Скольжение ленты предотвращает возникновение и расширение микротрещин.

2. Закалочная среда и рабочая среда для термообработки.

Автомобильные высокопрочные крепежи обладают рядом технических характеристик: высокоточная марка; суровые условия эксплуатации, выдержит воздействие сильных холода и резкого перепада температур круглый год вместе с хозяином, выдержит эрозию высоких и низких температур; статическая нагрузка, динамическая нагрузка, перегрузка, тяжелая нагрузка и коррозия окружающей среды, в дополнение к эффекту осевой растягивающей нагрузки перед затяжкой, он также будет подвергаться дополнительным растягивающим переменным нагрузкам, поперечным поперечным попеременным нагрузкам или комбинированным изгибающим нагрузкам во время работы Иногда он также подвергается ударным нагрузкам; дополнительные поперечные знакопеременные нагрузки могут привести к ослаблению болтов, переменные осевые нагрузки могут вызвать усталостное разрушение болтов, а осевые растягивающие нагрузки могут вызвать замедленное разрушение болтов, а также в условиях высоких температур. Ползучесть болтов и т. Д.

Большое количество вышедших из строя болтов свидетельствовало о том, что они были сломаны на переходе между головкой болта и вал во время службы; их стянули по месту соединения резьбы болта вал и вал; Вдоль резьбовой части были скользящие пряжки. Металлографический анализ: на поверхности и сердечнике болта больше нерастворенного феррита, а недостаточная аустенизация во время закалки, недостаточная прочность матрицы и концентрация напряжений являются одной из важных причин разрушения. По этой причине это очень важное звено, обеспечивающее упрочнение поперечного сечения болта и однородность конструкции.

Функция закалочного масла заключается в том, чтобы быстро отводить тепло раскаленных металлических болтов и снижать его до температуры мартенситного превращения для получения мартенситной структуры высокой твердости и глубины закаленного слоя. В то же время необходимо также учитывать уменьшение деформации болта и предотвращение появления трещин. Следовательно, основной характеристикой закалочного масла является «характеристика охлаждения», которая характеризуется более высокой скоростью охлаждения на высокотемпературной стадии и более медленной скоростью охлаждения на низкотемпературной стадии. Эта характеристика очень подходит для требований закалки высокопрочных болтов из легированной конструкционной стали ≥ 10.9.

Масло быстрой закалки во время использования вызывает реакции термического разложения, окисления и полимеризации, что приводит к изменению характеристик охлаждения. Следы влаги в масле серьезно повлияют на охлаждающую способность масла, что приведет к снижению яркости и неравномерной твердости крепежных деталей после закалки. Создают мягкие пятна или даже склонность к растрескиванию. Исследования показали, что проблемы деформации, вызванные закалкой в ​​масле, частично вызваны водой в масле. Кроме того, содержание воды в масле также ускоряет эмульгирование и разрушение масла и способствует выходу из строя присадок в масле. Когда содержание воды в масле больше или равно 0.1%, когда масло нагревается, вода, собранная на дне масляного резервуара, может внезапно расшириться в объеме, что может вызвать переполнение маслом резервуара для закалки и вызвать огонь.

Для масла для быстрой закалки, используемого в ленточной печи с непрерывной сеткой, на основе данных о характеристиках закалки, накопленных в ходе трехмесячных интервальных испытаний, можно установить стабильность и характеристики закалки масла, определить соответствующий срок службы закалки. масло, и прогнозировать производительность закалочного масла. Проблемы, связанные с изменением, тем самым уменьшая переделки или потери отходов, вызванные изменениями свойств закалочного масла, что делает его традиционным методом управления производством. Глубина закалки напрямую влияет на качество болта после термообработки. Когда закаливаемость материала плохая, скорость охлаждения охлаждающей среды низкая, а размер болта большой, сердечник болта не может быть полностью закален в мартенсит во время закалки. Организация снижает уровень прочности области сердца, особенно предел текучести. Это, очевидно, очень невыгодно для болтов, которые несут равномерно распределенное растягивающее напряжение по всему поперечному сечению. Недостаточная прокаливаемость снижает прочность. Металлографическое исследование показало, что в сердечнике есть доэвтектоидный феррит и сетчатая ферритовая структура, что указывает на необходимость повышения закаливаемости болта. Как мы все знаем, есть два способа повысить прокаливаемость и повысить температуру закалки; увеличить закаливаемость закалочной среды, что может эффективно увеличить глубину закалки болта.

Компания Houghto-Quench разработала специально разработанное масло для быстрой закалки на основе исходного масла для закалки средней скорости, Houghto-Quench G. Houghto-Quench K2000 дополнительно улучшил свою закалочную способность и особенно подходит для использования при закалке и охлаждении крепежных изделий. Удовлетворительная глубина застывания.

Стадия паровой пленки быстрой закалки масла короткая, то есть высокотемпературная стадия масла быстро охлаждается. Эта особенность способствует получению более глубокого упрочненного слоя для болтов 10B33 и 45 из стали ≤ M20 и гаек M42, в то время как для сталей SWRCH35K и 10B28 он уменьшается. сердцевины и твердости поверхности имеют небольшую разницу. Согласно анализу распределения скорости охлаждения, помимо быстрого охлаждения, необходимого на средних и высоких стадиях температуры, скорость низкотемпературного охлаждения масла оказывает большее влияние на глубину закаленного слоя. Чем выше скорость низкотемпературного охлаждения, тем глубже закаленный слой. Это очень выгодно для высокопрочных крепежных изделий, которые равномерно воспринимают нагрузку по всему сечению, и требуется получить около 12% мартенситной структуры перед отпуском в закаленном состоянии. Индикаторы оценки включают около 30 показателей, таких как температура вспышки, вязкость, кислотное число, стойкость к окислению, остаточный углерод, зола, шлам, скорость охлаждения при закалке и яркость при закалке.

Для болтов большего размера основным решением является закалочный агент на основе полиалкиленгликоля, который отвечает требованиям к закалке большинства продуктов. Закалочный агент ПАГ находится на стадии кипения в зоне мартенситного превращения, скорость охлаждения высока, и существует больший риск. Его можно регулировать концентрацией. Скорость охлаждения по ключевому показателю составляет около 300 ℃. Чем ниже скорость охлаждения при этой температуре, тем сильнее способность предотвращать образование трещин при закалке и тем лучше подходят марки стали. Стабильность скорости конвекционного охлаждения во время использования является наиболее важным фактором для обеспечения качества закалки.

На образцах болтов из раннего разрушения видно наличие трещин на резьбе сломанных болтов вблизи излома. Основная причина в том, что болты неправильно закатаны. Вызвано складыванием; В нижней части резьбы также можно увидеть микротрещины разной глубины, а образовавшаяся при обработке опухоль образует зону концентрации напряжений. Стандарт GB / T5770.3-2000 «Особые требования к болтам, винтам и шпилькам с поверхностными дефектами на крепежных деталях» предусматривает, что складки, которые не более чем на четверть высоты профиля резьбы выше среднего диаметра болтов, находящихся под напряжением, являются Разрешено Скручивание и наросты нижней части резьбы не допускаются дефектами, а загибание является одной из основных причин поломки болта. Использование противозадирной смазки Houghton для обработки резьбы болта может эффективно предотвратить образование наростов на кромке и снизить концентрацию напряжений, тем самым помогая увеличить усталостную долговечность болта.

3. Защита поверхностей и развитие технологий автомобильного крепежа.

Крепежные детали на автомобилях, особенно крепежные болты, хомуты для труб, эластичные зажимы и т. Д., Находятся в чрезвычайно суровых условиях во время использования, и они обычно серьезно корродированы, и их даже трудно разобрать из-за ржавчины. Поэтому крепеж должен обладать хорошими антикоррозийными свойствами. Наиболее распространенными в настоящее время методами являются гальваническое цинкование, цинк-никелевый сплав, фосфатирование, чернение и обработка поверхности дакрометом. Из-за ограничения содержания шестивалентного хрома в поверхностном покрытии автомобильного крепежа он не соответствует нормам директив по охране окружающей среды, и продукты, содержащие вредные вещества, не допускаются к выходу на рынок, что ставит беспрецедентно высокий уровень инновационной способность автомобильной застежки обработка поверхностей Стандартные экологические требования.

1. Цинк-алюминиевое покрытие на водной основе Geomet.

Экологически безвредная новая технология покрытия - чешуйчатое цинк-алюминиевое покрытие Geomet, Enoufu Group разработала полную технологию, основанную на более чем 30-летнем опыте технологии защиты поверхностей от ржавчины DACROMET, а также после многих лет исследований и разработок. Новая технология обработки поверхности хромом --- GEOMET.

Механизм защиты от ржавчины, структура пленки, обработанной Gummet, аналогична структуре пленки, обработанной Dacromet. Металлические листы накладываются друг на друга слоями, образуя пленку, объединенную с клеем на основе силикона, чтобы покрыть основу.

Преимущества Geomet: Электропроводность, высокопрочный металлический лист делает болты Geomet проводящими. Приспособляемость к окраске, Geomet можно использовать в качестве грунтовки для большинства красок, включая гальванические. Защита окружающей среды, раствор на водной основе, не содержит хрома, не образуются сточные воды и не выбрасываются вредные вещества в воздух. Отличная коррозионная стойкость, толщина пленки всего 6-8 мкм, выдерживает испытание в солевом тумане более 1000 часов. Термостойкость, неорганическая пленка, и пленка не содержит влаги. Процесс безводородного охрупчивания, бескислотный и электролитический процесс покрытия позволяет избежать водородного охрупчивания, как при обычном процессе гальваники.

Стабильность коэффициента трения очень важна при сборке автомобильного крепежа. Чешуйчатое цинк-алюминиевое покрытие на водной основе - это решение проблемы коэффициента трения. На основе цинко-алюминиевого покрытия нанесено неорганическое поверхностное покрытие на водной основе со смазочной функцией --- PLUS.

2. Технология электрофоретического покрытия.

В последние годы некоторые крепежные детали некоторых автомобильных компаний использовали электрофоретическое покрытие вместо пассивации после гальваники. Говоря простым языком, принцип электрофоретического покрытия - «противоположный пол притягивает друг друга», что похоже на магнит. Электрофорез анода покрывается болтами на аноде, и краска заряжается отрицательно; в то время как катодный электрофорез покрывается болтами на катоде, краска заряжается положительно. Как мы все знаем, электрофоретическое покрытие является высокомеханизированным, экологически чистым, а пленка краски имеет отличную коррозионную стойкость. Переработка и повторное использование водных ресурсов для сокращения выбросов; усиление восстановления тяжелых металлов для сокращения выбросов; снизить выбросы ЛОС (летучих органических соединений); снизить потребление энергии (вода, электричество, топливо и т. д.) и выполнить требования по охране окружающей среды для снижения затрат и повышения качества.

Применяется для автозапчастей и крепежа уже несколько лет. Процесс электрофоретического покрытия относительно зрелый. Это продукт, который заменяет гальванику. PPGElect ropolyseal застежка специальный материал для электрофоретического покрытия, анодный электрофорез EPll / SST 120 200 ч, катодный электрофорез EPlll / SST 200 300 ч, катодный электрофорез EPlV / SST 500 ～ 1000 ч, катодный электрофорез EP V / SST 1000 ～ 1500 ч; и покрытие ZiNC Rich. Органическое покрытие с высоким содержанием цинка (проводящее).

С развитием технологии, в дополнение к катодному электрофоретическому покрытию с превосходной коррозионной стойкостью, на производственной линии также были практически применены анодное электрофоретическое покрытие с определенной атмосферостойкостью и катодное электрофоретическое покрытие с краевой коррозионной стойкостью. В настоящее время серия электрофоретических покрытий PPG одобрена многими компаниями-производителями автомобилей, и ряд спецификаций был изменен на единый стандарт, S424 заменен на S451, например Ford WSS-M21P41-A2, S451; General Motors GM6047 код G; Chrysler PS-7902 Mcthod C.

Преимущества электрофоретического покрытия способствуют защите окружающей среды. Для электрофоретического покрытия используется краска на водной основе, а для пассивации используется трехвалентный хром; улучшить коррозионную стойкость продукта, отличную адгезию; без отверстия для пробки, без винтовой резьбы, равномерной толщины пленки, постоянного значения крутящего момента; традиционный процесс гальваники + пассивация, испытание в солевом тумане длится около 144 часов. После принятия процесса фосфатирования цинка + грунтовки, богатой цинком + катодного электрофоретического покрытия, испытание в солевом тумане может длиться более 1000 часов, если применяется процесс гальваники + катодное электрофоретическое покрытие, испытание в солевом тумане может достигать более 500 часов.

4, заключение

В будущем разработка автомобильных крепежных изделий будет более индивидуализированной, процессы термообработки станут более заметными с точки зрения эксплуатационных характеристик, а интеллектуальные, экологичные и легкие технологии будут играть важную роль. Развитие технологий и оборудования является основой для развития передового производства, и есть еще много возможностей для развития. Чтобы сократить разрыв с передовым уровнем зарубежных стран, задача по-прежнему очень трудная, и задача трудная и долгая.

Ссылка на эту статью ： Анализ нового направления развития технологии термообработки автомобильных крепежей.

Заявление о перепечатке: Если нет специальных инструкций, все статьи на этом сайте являются оригинальными. Укажите источник для перепечатки: https://www.cncmachiningptj.com

PTJ® - это индивидуальный производитель, предлагающий полный ассортимент медных стержней, латунные детали и медные детали. Общие производственные процессы включают в себя вырубку, тиснение, изготовление меди и т. Д. Проволочные EDM услуги, травление, формовка и гибка, высадка, горячая ковка и прессование, перфорация и штамповка, накатка резьбы и накатка, резка, многошпиндельная обработка, экструзия и металлическая ковка и штамповка. Применения включают в себя шины, электрические проводники, коаксиальные кабели, волноводы, компоненты транзисторов, микроволновые лампы, пустые пресс-формы и порошковая металлургия экструзионные резервуары.

Расскажите немного о бюджете вашего проекта и ожидаемых сроках реализации. Вместе с вами мы разработаем стратегию предоставления наиболее рентабельных услуг, которые помогут вам достичь поставленной цели. Вы можете связаться с нами напрямую ( sales@pintejin.com ).