English
русский
Español
简体中文
В качестве основных компонентов механических соединений производительность винта напрямую определяет надежность и безопасность оборудования. Тепловая обработка - это критический процесс, который изменяет внутреннюю структуру винтов, контролируя процессы нагрева, изоляции и охлаждения для достижения желаемых механических свойств (таких как прочность, твердость и прочность). Винты, изготовленные из различных материалов (таких как углеродистая сталь, сплава и нержавеющая сталь), требуют индивидуальных решений для термообработки для удовлетворения требований различных применений (таких как автомобиль, строительство и аэрокосмическая промышленность).
Основная цель термообработки винта
Винты должны выдерживать нагрузки, такие как натяжение, сдвиг и воздействие во время работы, а некоторые также должны выдерживать суровые среды, такие как коррозия и высокие температуры. Основной целью термообработки является достижение баланса между силой и выносливостью, которая может быть классифицирована на три основные категории:
Повышение производительности (самая важная цель): Модифицируя внутреннюю структуру (такую как формирование мартенсита или сорбита), увеличиваются прочность на растяжение, прочность урожая и твердость винта, предотвращая пластическую деформацию или перелом при нагрузке. (Типичные применения включают в себя винты автомобильных блоков двигателя и винты мостового соединения, которые должны выдерживать высокие нагрузки без деформации.)
Облегчить внутренний стресс: После холодного заголовка (формирования) и обработки остаточное напряжение остается внутри винта, что может легко привести к растрескиванию или размерной деформации во время последующего использования. Тепловая обработка, благодаря таким процессам, как низкотемпературное отжигание и отжигание стресса, может выделять эти внутренние напряжения и обеспечить стабильность размерных. (Типичный вариант использования: микро -винты, используемые в точных приборах, требуют чрезвычайно высокой точности (например, допуск ± 0,01 мм).)
Улучшение механизма: Некоторые материалы с высокой гордостью (такие как высокоуглеродистая сталь) трудно обработать напрямую. Отжиг может уменьшить твердость и повысить пластичность, облегчая холодный заголовок или резьбу. Затем для увеличения прочности можно использовать утилизацию и отпуск. (Типичный вариант использования: 45# стальные винты отжигают перед формированием (для уменьшения твердости до HB180-220), а затем гашение и отпуск после обработки (для увеличения твердости до HRC35-40).).)
Общие винтовые материалы и соответствующие процессы термической обработки
Выбор винтового материала определяет маршрут термообработки. Различия в композиции (такие как содержание углерода и легирующие элементы) между различными материалами приводят к совершенно разным характеристикам фазового преобразования и требованиям к производительности. Ниже приведены комбинации процессов для трех основных материалов:
Низкоуглеродистая сталь Q235, 10# Сталь: процесс термообработки ядра (карбинизация гашения с низким уровнем температуры)
Средне-углеродная сталь 45# сталь, 35# сталь: сквозной средней температуры средней температуры
Сплав Структурная сталь 40CR, 35CRMO: гашение и отпуск (гашение высокотемпературного отпуска)
Мартенситная нержавеющая сталь 410, 420: гашение низкотемпературного отпуска
Ключевые процессы Ссылки на термообработку винта
Винтовая термообработка требует строгого контроля трехэтапных параметров «отопления - удержания - охлаждения», чтобы избежать дефектов, таких как недостаточная твердость, растрескивание и деформация. Ниже приведен подробный анализ основного процесса:
Предварительная обработка: отжиг/нормализация (подготовка к последующей обработке или окончательной термической обработке)
Отжиг: медленно нагрейте винт до 30-50 ° C выше AC3 (гипоэктоидная сталь) или AC1 (гиперэтэктоидная сталь), удерживайте в течение определенного периода времени, а затем медленно охлаждая в печи (скорость охлаждения ≤ 50 ° C/ч).
Цель: уменьшить твердость (например, 45# Стальная твердость ≤ hb229 после отжига), снять напряжения обработки и уточнить размер зерна при подготовке к холодным заголовкам или гашению.
Нормализация: нагревание до температуры, аналогичной отжигу, но удержание с последующим охлаждением в воздухе (скорость охлаждения быстрее отжига).
Цель: производить более тонкую структуру перлит с немного более высокой твердостью, чем отжиг (45# стальная твердость HB170-230 после нормализации). Подходит для некритических винтов с определенными требованиями к прочностью.
Укрепление обработки: гашение отпуска (определяет конечные механические свойства винта)
(Гаситель) достигает высокой твердости, но также и хрупкости: винт нагревается до «аустенизирующей температуры» (например, 840-860 ° C для 45# стали, 830-850 ° C для 40cr Steel), удерживаемой при этой температуре, чтобы позволить микроструктуре полностью превратиться в аустенит. Быстрое охлаждение (например, вода или нефтяное охлаждение) позволяет аустениту превращаться в мартенсит, значительно увеличивая твердость.
(Сдача) Балансировка твердости и вязкости (ядро «настройка» шага): загашенный винт восстанавливается до «температуры суб-AC1» (не более 727 ° C, чтобы избежать аустинитизации), удерживается при этой температуре, а затем охлаждается, чтобы частично разложить мартенсит в определенную мартенсит, трюн, и трюн, уступая, в то время как устойчиво устойчиво.
Поверхностное упрочнение: карбинизация/ниотлировка (для требований к высокой поверхности)
Для низкоуглеродистых стальных винтов (таких как 10# сталь) из-за их низкого содержания углерода (≤0,15%) полное гашение не может достичь высокой твердости. Поверхностная карбинизация необходима для увеличения твердости поверхности при сохранении вязкости ядра.
Процесс карбинизации: винт помещается в карбинизирующую печь (содержащую карбинизирующую агенту, такой как метан или пропан) при 900-950 ° C в течение 2-6 часов, чтобы повысить содержание углерода на 0,8%-1,2%. Затем винт гасит и закачивается при низкой температуре.
Общие дефекты и профилактика термообработки винта
Во время процесса термообработки неправильное управление параметрами или эксплуатационные ошибки приведут к отказу винтов. Общие дефекты и профилактические меры следующие:
Недостаточная твердость
Причины: 1. Слишком низкая температура гашения; 2. Недостаточное время удержания; 3. Медленная скорость охлаждения
Профилактические меры: 1. Установите температуру гашения в соответствии со спецификациями материала; 2. Обеспечить достаточное время проведения; 3. Используйте гашение воды для низкоуглеродистой стали и гашения нефти для изгижного стали.
Утомить растрескивание
Причины: 1. Чрезмерная скорость нагрева (большая внутренняя и внешняя разница температуры); 2. Чрезмерная скорость охлаждения; 3. острые углы/трещины в винте
Профилактические меры: 1. Медленное нагревание (поэтапное нагревание); 2. Используйте гашение масла или эустипность для сплавной стали; 3. Удалите острые углы во время обработки и заранее осмотрите на поверхностные дефекты
Размерная деформация
Причины: 1. неровное отопление/охлаждение; 2. асимметричная форма винта; 3. Недостаточный отпуск
Профилактические меры: 1. Используйте равномерную нагревательную печь и поверните винт во время охлаждения; 2. Оптимизировать конструкцию винта (уменьшить изменения толщины стенки); 3. Повторно настроен после утоления.
Окисление и декарбур
Причина: чрезмерный воздух в нагревательной печи, что приводит к окислению поверхности или потери углерода.
Профилактические меры: 1. Используйте защитную атмосферу печи (азот/водород); 2. Нанесите антиоксидиционное покрытие на поверхность винта перед нагреванием.
