BOLT (729795), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Исследование влияния глубины и конфигурации по­верхностных дефектов на деформируемость углероди­стой стали проводят путем осадки образцов с искусственно нанесенной трещиной различной глубины, раз­личным углом и радиусом при вершине. Установлено, что дефекты (волосовины, риски, плены и др.) глуби­ной 0,05 мм и более при высадке с большими степеня­ми деформации раскрываются, образуя трещины.

Для снижения брака при холодном прессовании не­обходимо удалять дефекты с поверхности обрабатывае­мого металла. Поэтому поверхность слитков перед прокаткой необходимо зачищать. На металлургических заводах зачистку проводят механическим или огневым способом.

При нагреве слитков перед прокаткой необходимо добиваться наименьшего обезуглероживания. На обезуглероженной поверхности вследствие ее пониженной твердости при прокатке образуются более глубокие риски и царапины.

Количество дефектов, образующихся при прокатке, зависит также от степени износа валков. По мере из­носа на поверхности ручьев прокатных валков появля­ются надрывы металла, выступы, углубления и т. д. Эти неровности отпечатываются на горячем металле и за­катываются на последующих переходах, что приводит к нарушению сплошности металла.

Поверхностные дефекты могут образоваться при калибровке металла перед штамповкой. К таким де­фектам относятся риски и царапины, имеющие иногда большую протяженность по длине. Устранению этих дефектов способствуют: качественное травление (при неудовлетворительном травлении на металле остаются частицы окалины, способствующие образованию рисок и царапин на волочильном инструменте и металле);

применение волок с правильной геометрией рабочего канала; применение качественной смазки при калиб­ровке.

Пластичность стали, во многом определяется ее химическим со­ставом. Так, увеличение содержания углерода в стали снижает ее пластичность и деформируемость, приводит к увеличению прочност­ных характеристик. Стали с содержанием углерода ^0,25i% необ­ходимо отжигать для увеличения пластичности. Практически стали с содержанием углерода C 0,5% можно штамповать только после предварительного подогрева.

Повышенное содержание кремния в стали резко снижает ее пла­стичность; при деформировании в холодном состоянии вызывает зна­чительный разогрев заготовки, снижает стойкость инструмента, по­вышает усилия штамповки и приводит к образованию трещин.10702—63. «Сталь для холодной высадки», ГОСТ 1050—74. «Сталь углеродистая качественная конструкционная», ГОСТ 360—71. «Сталь углеродистая обыкновенного качества», ГОСТ 4543—71 «Сталь ле­гированная конструкционная». Сортамент калиброванного металла регламентируют ГОСТ 10702—63, ГОСТ 7417—75. Преимуществен­ное применение для 'штамповки имеет сталь по ГОСТ 10702—63.

Калиброванная сталь для штамповки болтов поставляется в натартованном (наклепанном) состоянии. Наклеп возникает, за счет обжатия при волочении горячекатаной стали. Твердость нагартованной стали, величины временного сопротивления и относи­тельного сужения не должны превышать норм, установленных соот­ветствующими стандартами.

Поверхность калиброванной стали должна быть чистой, гладкой, светлой или матовой без трещин, волосовин, закатов, плен, окалины. Допускаются отдельные мелкие риски механического происхождения в пределах '/4 'предельных отклонений на диаметр, а также отдель­ные вмятины и рябизна в пределах полусуммы допусков.

Макроструктура не должна иметь усадочной раковины и рых­лости, трещин, пузырей, расслоений, неметаллических включений и флокенов, видимых без применения увеличительных приборов при проверке на изломах или протравленных образцах.

Необходимо отметить, что показатели, нормируемые стандарта­ми, и, в частности, ГОСТ 10702—63, не полностью удовлетворяют требованиям к металлу, предназначенному для холодной высадки. Так, величина относительного сужения для ряда сталей нормирует­ся меньшей 50%, испытание на осадку предусмотрено только до Va первоначальной высоты, нет требования обязательной зачистки поверхности и др.

ПОДГОТОВКА МЕТАЛЛА К ШТАМПОВКЕ

Металл, предназначенный для штамповки, должен иметь чистую и блестящую поверхность, свободную от окалины, жировых и других загрязнений, я содержать прочно удерживаемую на поверхности технологическую смазку.

Подготовка поверхности заготовки включает опера­ции: очистку поверхности от окалины, жировых и дру­гих загрязнений; нанесение подсмазочного слоя (носи­теля смазки); нанесение технологической смазки.

Прокат или термически обработанный металл имеет на поверхности окисную пленку — окалину, которая должна быть удалена для предупреждения преждевре­менного износа технологического инструмента и полу­чения чистой и точной заготовки. Основным способом удаления окалины с заготовок, предназначенных для холодной штамповки болтов, является травление.

Травление углеродистых сталей производят главным образом в растворе, содержащем 8—20% серной кислоты, при температуре 50—80°С в течение 10—120 мин, или в концентрированной соляной кислоте при 20— 30° С в течение 5—30 мин. Продолжительность трав­ления зависит от марки стали, диаметра и состояния поставки (прутки, бунты) металла и концентрации раствора.

Травление меди, латуни Л63, Л62 производят в растворе, содержащем 3—10% H₂S0₄ при температуре 20—40° С.

Травление алюминиевых сплавов проводят в рас­творе с 5—10% едкого натра и c последующим погруже­нием в раствор с 10—15% азотной кислоты (пассиви­рованием).

После травления для удаления травильного шлама и кислоты металл промывают в горячей и холодной воде. Промывка стальных заготовок в горячей воде производится при температуре 50—70° С в течение 1—2 мин, холодная промывка осуществляется водой под давлением 5—7 атм. в течение 1—2 мин.

Для нейтрализации остатков серной кислоты и уменьшения коэффициента трения при калибровке и холодной штамповке металл подвергается известкова­нию в растворе, содержащем 3—5% извести (СаО), при температуре 100° С (2—3 погружения). Допуска­ется выработка раствора до концентрации СаО 0,5— 1%. На поверхности металла должна быть сплошная пленка извести. Нейтрализацию кислоты можно про­изводить в водном растворе мыла с концентрацией 0,5—0,8 г/л при температуре раствора 70—80° С в те­чение 2—3 мин. После нейтрализации с целью преду­преждения коррозии металл подвергается сушке при температуре 100—120° С в течение 15—20 мин.

Для повышения надежности сцепления смазки с де­формируемым металлом заготовку целесообразно по­крывать подсмазочным слоем. Подсмазочное покрытие способствует снижению трения при штамповке и повы­шает стойкость штампового инструмента. Особенно эффективно, применение подсмазочного слоя при штам­повке болтов с редуцированием стержня.

Нанесение подсмазочного слоя производится перед волочением или после волочения (перед штамповкой).

Наибольшее распространение получило нанесение подсмазочного слоя перед волочением, так как при этом слой носителя смазки получается более равномер­ным по толщине и надежно сцепленным с основным металлом.

Заготовки из углеродистых и низколегированных сталей чаще всего подвергают фосфатированию. Фосфатирование заключается в обработке металла в 2,5— 3%-ном растворе кислой фосфорнокислой соли цинка, температура раствора 60—80° С. Продолжительность фосфатирования равна 5—15 мин. Фосфатный слой может деформироваться без разрушения вместе с ос­новным металлом. Фосфатное покрытие действует как непрерывный разделяющий слой между контактными поверхностями инструмента и заготовки, уменьшая трение, предотвращая налипание металла на инстру­мент и хорошо удерживая смазочное вещество. Фосфатирование в 1,2—1,3 раза снижает усилия деформиро­вания.

Процесс подготовки металла с нанесением фосфат­ного слоя состоит из следующих операций: 1) травле­ние при фосфатировании волоченого металла — обез­жиривание); 2) промывка водой; 3) фосфатирование;

4) промывка водой; 5) известкование или омыление;

6) сушка.

Фосфатное покрытие считается качественным, если после волочения сохраняется зеркальный цвет (от чер­ного до серого), при этом чем темнее цвет волочения, тем лучше покрытие.

При подготовке поверхности заготовок из нержа­веющих сталей (12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т и др.) вместо фосфатирования используют известково-солевое покры­тие. Оно не требует дополнительных операций для хи­мического разрушения пленки, образующейся на по­верхности нержавеющей стали в процессе травления (пассивирования), и позволяет работать на высоких скоростях при волочении.

Нержавеющие и жаростойкие стали подготавлива­ются к штамповке по следующей технологии: 1) трав­ление, 2) промывка в горячей воде, 3) пассивирование, 4) промывка в горячей воде, 5) нанесение известково-солевого покрытия, 6) сушка, 7) калибровка.

Известково-солевое покрытие имеет существенные недостатки. Поваренная соль ускоряет процесс корро­зии металла, в сырую погоду впитывает влагу и за­трудняет процесс волочения. Кроме того, известь очень пылит, засоряет воздух и помещение цеха и тем самым ухудшает условия труда.

При подготовке к штамповке нержавеющих сталей может применяться омеднение. На Дружковском метиз­ном заводе омеднение металла, идущего на холодную штамповку болтов (с редуцированием стержня); про­изводится по следующей технологии: а) травление;

б) промывка в горячей и холодной воде; в) омеднение;

г) промывка в холодной воде; д) нейтрализация (из­весткование) ; е) сушка.

После калибровки металл подвергается вторичному мед нению. Омеднение производится в растворе, содер­жащем 120—150 г/л медного купороса, 50—60 г/л сер­ной кислоты и 2—3 г/л столярного клея при темпера­туре раствора 18—22°С в течение 1—1,5 мин (двукратное погружение). Омеднение считается удовлет­ворительным, если поверхность металла покрыта сплошной медной пленкой без отслоения, рыхлости и просвечивания основного металла (через пленку).

Омеднение уступает фосфатированию по эффектив­ности снижения коэффициента трения, кроме того, при нанесении медного покрытия трудно контролировать его свойства.

Положительные результаты при штамповке трудно деформируемых сталей дают лаковые покрытия и об­работка в растворе щавелевой кислоты (оксалатирование). Указанные покрытия применяются и при штам­повке цветных сплавов.

На калиброванный металл перед штамповкой или в процессе штамповки наносится технологическая смаз­ка. В качестве смазки часто используется мыльная эмульсия. Хорошие результаты дает применение раст­вора сульфида молибдена в машинном масле.

В последние годы находят применение в процессах штамповки специальные смазки—укринолы. На мос­ковском заводе «Станконормаль» используется смазочно-охлаждающая жидкость на основе парафина (СОЖ В23 К) и укринол 5/5, позволяющие штампо­вать металл без фосфатного покрытия.

Для получения заготовки с требуемыми для штам­повки болтов размерами <и необходимыми механиче­скими свойствами применяют волочение. При волочении с увеличением обжатия повышаются пределы прочно­сти и текучести и снижаются относительное удлинение и сужение.

При изготовлении болтов из низкоуглеродистых сталей 10, Юкп, 20, 20 кп волочение, как правило, про­водится с обжатием 12—20% без промежуточного от­жига. Подкат из среднеуглеродистых и легированных марок стали для облегчения процесса волочения от­жигается.

Оптимальная схема подготовки к штамповке среднеуглеродистых и легированных сталей включает:

1) отжиг горячекатаного металла; 2) подготовку по­верхности металла к волочению; 3) волочение с обжатием 25—30%; 4) промежуточный сфероидизиру-ющий отжиг; 5) подготовку поверхности (фосфатирование); 6) волочение с обжатием 5—8%.

В результате промежуточного отжига после воло­чения стабилизируются структура металла и механи­ческие свойства, способствуя (совместно с последую­щим фосфатированием) снижению усилий штамповки, улучшению качества изделий и повышению износостойкости инструмента.

По рекомендациям ВНИИметиза применение про­межуточного отжига целесообразно и при штамповке болтов (с редуцированием) из сталей 20, ЗО кп (клас­сы прочности 5.8, 6.8).

При отжиге низкоуглеродистых сталей, протянутых с обжатием 8—16%, следует учитывать возможность интенсивного роста зерна, вследствие чего снижается пластичность стали. Поэтому перед отжигом не следу­ет проводить волочение при указанных величинах де­формаций.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ БОЛТОВ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ

Холодной пластической деформацией в практике штамповочного производства называют процесс, проте­кающий без принудительного нагрева металла.

В процессе деформации происходит механическое упрочнение (наклеп), повышаются твердость деформи­руемого металла, пределы прочности и текучести и снижаются относительное удлинение и сужение.

Процесс деформации сопровождается нагревом ме­талла и инструмента, температура которых может до­стигать 300° С..

При холодной объемной штамповке всей заготовке придается заданная форма и размеры путем заполнения материалом рабочей полости штампов. Высадка, в отличие от штамповки, заключается в осадке части заготовки между подвижным (пуансоном) и неподвиж­ным (матрицей) инструментом.

Характеристики

Список файлов реферата