Что такое процесс термообработки автомобильных крепежных деталей?
С развитием автомобильной промышленности требования к автомобильному крепежу становятся все выше. Основным видом высокопрочных автомобильных крепежных изделий являются болты, которые необходимо подвергать термической обработке для улучшения комплексных механических характеристик изделия и достижения заданной прочности на разрыв. Технология процесса термообработки является ключевым фактором в производстве автомобильного крепежа.
Факторы, влияющие на процесс термообработки автомобильного крепежа
Оборудование для термообработки
Наибольшее распространение получила непрерывная сетчатая радиационная трубчатая печь. Преимуществами являются равномерный нагрев, стабильное качество, хорошие условия труда, снижение соударения деталей, меньший расход газа и небольшое потребление энергии.
В соответствии с требованиями процесса, в очистное оборудование производственной линии может быть добавлена функция дефосфорации для удаления фосфорного слоя с поверхности крепежа перед нагревом. Для предотвращения деформации при закалке крупногабаритных высокопрочных болтов следует использовать многоцелевую камерную печь серии UNICASE для процесса термообработки.
Процесс термической обработки непрерывной производственной линии сетчатой радиационной трубчатой печи: загрузка-очистка-нагрев-закалка-очистка-отпуск-окраска-раскатка, может осуществлять контроль углеродного потенциала и работать автоматически.
Термическая обработка сырья
Большинство автомобильных креплений изготавливаются из углеродистой и легированной стали. Помимо высокопрочного шестигранного болта, согласно требованиям GB/T1231, указаны материалы со спецификациями ниже m30, остальные болты четко не указаны в международных стандартах. Это всего лишь руководство, указывающее, какие элементы сплава следует добавлять.
Методы контроля процесса термообработки автомобильного крепежа
Принцип процесса термообработки
Для изделий из одинаковых материалов, при разной величине сечения, степень закалки различна. Хотя применяется тот же процесс закалки и отпуска, его механические свойства различаются. Чем больше поперечное сечение, тем хуже закалочная способность и тем хуже механические свойства. Изделия, произведенные по одному и тому же процессу, должны иметь различия в производительности.
Температура закалочного нагрева в основном определяется химическим составом стали, который является основным фактором, и спецификой технологического процесса. В зависимости от среды закалки температура нагрева при закалке также различается.
Вследствие комплексного воздействия организационных и термических напряжений максимальные растягивающие напряжения будут располагаться вблизи поверхности деталей, что может привести к образованию закалочных трещин. Этот размер связан с используемой закалочной средой. Для болтов диаметр закалки в воде составляет 8-10 мм, а диаметр закалки в масле — 20-39 мм. При закалке болтов опасного диаметра необходимо принять соответствующие меры для предотвращения образования закалочных трещин.
Водородная обработка
Развитие энергосберегающей и облегченной автомобильной промышленности предъявляет высокие требования к конструкции двигателя и динамической системе, что включает в себя снижение веса и повышенную прочность болтов и гаек. Однако по мере увеличения интенсивности разрушение, вызванное водородной хрупкостью, стало весьма серьезной проблемой. В процессе термообработки необходимо проводить удаление водорода.
Закаленный мартенсит наиболее чувствителен к водородной хрупкости. Таким образом, процесс термической обработки можно скорректировать, чтобы уменьшить образование структуры отпущенного мартенсита.
Для предотвращения водородной хрупкости высокопрочные крепежные изделия с прочностью до 1000-1300 МПа после гальванопокрытия необходимо подвергнуть обработке водородом. Во время удаления водорода крепеж нагревается до определенной температуры и поддерживается в течение определенного периода времени, при этом водород в материале собирается и образует молекулы водорода. Существуют две основные причины неполного удаления водорода. Одна из них заключается в том, что не происходит своевременного удаления водорода, а другая — в том, что время удаления водорода слишком короткое.
Усиление измерения структуры центра крепежа
В процессе термической обработки автомобильных крепежных деталей под воздействием таких факторов, как температура нагрева при закалке, закалочная способность материалов и скорость охлаждения при закалке, в центре крепежной детали образуется ферритная структура. Слишком большое содержание ферритной структуры снизит твердость и прочность болта и повлияет на применение крепежных изделий. В реальном производстве для болтов с большим количеством феррита в центре, когда твердость центральной структуры ниже требований к продукту, часто применяется повышение предела прочности на растяжение для контроля качества продукта.
Для контроля качества термообработки автомобильных болтов необходимо измерять содержание феррита в центральной части болтов, проверяя твердость головки или хвостовой части после закалки и отпуска соответственно.
На что следует обратить внимание при термообработке автомобильного крепежа
Принятие неотожженной холодновысадочной стали, незакаленной и незакалённой стали
Для обеспечения эффективности холодной штамповки автомобильного крепежа холодновысадочная сталь требует предварительного сфероидизирующего отжига, регулируемого в зависимости от химического состава стали. В процессе прокатки осуществляется контроль прокатки и охлаждения для снижения сопротивления деформации в процессе холодной формовки.
Совершенствование технической документации процесса термической обработки
Процесс термической обработки — это особый процесс, который не может гарантировать качество продукта посредством последующих проверок и испытаний. Поэтому ему необходима разумная система для осуществления контроля. Прежде всего, определите факторы, которые могут привести к сбою процесса, и тщательно разработайте технологию процесса термообработки. Во-вторых, создать комплексную систему управления процессом термообработки с документацией, в которой четко указаны методы эксплуатации, параметры процесса и методы контроля. При этом следует особо подчеркнуть способ загрузки печи и состав партии, а также проверить сырье и условия обработки крепежных изделий перед нагревом. Необходимо использовать статистические технологии для анализа, расчета и измерения параметров термообработки, а также искать закономерности влияния параметров термообработки на качество продукции. Затем перенимайте профессиональные знания для постоянного совершенствования технологии процесса термообработки.
Разработка нового оборудования для термообработки
Необходимо разработать новое оборудование для термообработки с целью дальнейшего совершенствования технологии контроля температуры печи и углеродного потенциала, улучшения охлаждающего эффекта и равномерности охлаждения. Следует обратить внимание на технологии утилизации отходящего тепла, энергосбережения и сокращения выбросов, что позволит снизить себестоимость процесса термообработки.
Резюме
Производитель автомобильного крепежа Следует обратить внимание на обновление оборудования для термообработки, выбрать соответствующее сырье и постоянно совершенствовать систему процесса термообработки на производстве, усилить дегидрирование, улучшить качество автомобильного крепежа.
