Sebagai komponen teras sambungan mekanikal, prestasi skru secara langsung menentukan kebolehpercayaan dan keselamatan peralatan. Rawatan haba adalah proses kritikal yang mengubah struktur dalaman skru dengan mengawal proses pemanasan, penebat, dan penyejukan untuk mencapai sifat mekanikal yang dikehendaki (seperti kekuatan, kekerasan, dan ketangguhan). Skru yang diperbuat daripada bahan yang berbeza (seperti keluli karbon, keluli aloi, dan keluli tahan karat) memerlukan penyelesaian rawatan haba yang disesuaikan untuk memenuhi keperluan pelbagai aplikasi (seperti automotif, pembinaan, dan aeroangkasa).
Tujuan utama rawatan haba skru
Skru mesti menahan beban seperti ketegangan, ricih, dan kesan semasa operasi, dan ada juga yang mesti menahan persekitaran yang keras seperti kakisan dan suhu tinggi. Matlamat utama rawatan haba adalah untuk menyeimbangkan antara kekuatan dan ketangguhan, yang boleh dikategorikan kepada tiga kategori utama:
Peningkatan prestasi (objektif yang paling penting): Dengan mengubahsuai struktur dalaman (seperti membentuk martensit atau sorbit), kekuatan tegangan, kekuatan hasil, dan kekerasan skru meningkat, mencegah ubah bentuk plastik atau patah di bawah beban. (Aplikasi biasa termasuk skru blok enjin automotif dan skru sambungan jambatan, yang mesti menahan beban tinggi tanpa ubah bentuk.)
Melegakan tekanan dalaman: Selepas tajuk sejuk (membentuk) dan pemesinan, tekanan sisa kekal dalam skru, yang boleh dengan mudah menyebabkan retak atau ubah bentuk dimensi semasa penggunaan berikutnya. Rawatan haba, melalui proses seperti penyebaran suhu rendah dan pelepasan tekanan, boleh melepaskan tekanan dalaman ini dan memastikan kestabilan dimensi. (Kes penggunaan biasa: skru mikro yang digunakan dalam instrumen ketepatan memerlukan ketepatan dimensi yang sangat tinggi (mis., Toleransi ± 0.01mm).)
Meningkatkan kebolehkerjaan: Beberapa bahan yang tinggi (seperti keluli karbon tinggi) sukar untuk mesin secara langsung. Penyepuhlindapan dapat mengurangkan kekerasan dan meningkatkan keplastikan, memudahkan tajuk sejuk atau threading. Pelindapkejutan dan pembajaan boleh digunakan untuk meningkatkan kekuatan. (Kes penggunaan biasa: 45# Skru keluli dibentuk sebelum membentuk (untuk mengurangkan kekerasan ke HB180-220), diikuti dengan pelindapkejutan dan pembakaran selepas pemesinan (untuk meningkatkan kekerasan ke HRC35-40).)
Bahan skru biasa dan proses rawatan haba yang sepadan
Pilihan bahan skru menentukan laluan rawatan haba. Perbezaan komposisi (seperti kandungan karbon dan elemen pengaliran) antara bahan yang berbeza membawa kepada ciri -ciri transformasi fasa yang sama sekali berbeza dan keperluan prestasi. Berikut adalah kombinasi proses untuk tiga bahan arus perdana:
Keluli karbon rendah Q235, 10# keluli: proses rawatan haba teras (pelindapkejutan karburizing pelindapkejutan suhu rendah)
Keluli Medium-Carbon 45# Steel, 35# Steel: Temperature Medium-Hardening Temperature
Alloy Structural Steel 40CR, 35CRMO: pelindapkejutan dan pembajaan (pelindapkejutan suhu tinggi)
Keluli tahan karat martensit 410, 420: pelindapkejutan suhu rendah suhu
Pautan proses utama rawatan haba skru
Rawatan haba skru memerlukan kawalan ketat parameter tiga peringkat "pemanasan - pegangan - penyejukan" untuk mengelakkan kecacatan seperti kekerasan, retak, dan ubah bentuk yang tidak mencukupi. Berikut adalah analisis terperinci mengenai proses teras:
Pretreatment: penyepuh/menormalkan (bersiap sedia untuk pemprosesan seterusnya atau rawatan haba akhir)
Annealing: Perlahan-lahan memanaskan skru hingga 30-50 ° C di atas AC3 (keluli hypoeutectoid) atau AC1 (keluli hypereutectoid), tahan untuk tempoh masa, dan kemudian perlahan-lahan sejuk di dalam relau (kadar penyejukan ≤ 50 ° C/h).
Tujuan: Mengurangkan kekerasan (mis., 45# kekerasan keluli ≤ HB229 selepas penyepuhlindapan), melegakan tekanan pemprosesan, dan memperbaiki saiz bijian sebagai persediaan untuk tajuk sejuk atau pelindapkejutan.
Normalisasi: Pemanasan ke suhu yang serupa dengan penyepuhlindapan, tetapi memegang diikuti dengan penyejukan di udara (kadar penyejukan lebih cepat daripada penyepuhlindapan).
Tujuan: Menghasilkan struktur pearlite yang lebih halus dengan kekerasan yang sedikit lebih tinggi daripada penyepuhlindapan (45# kekerasan keluli HB170-230 selepas menormalkan). Sesuai untuk skru tidak kritikal dengan keperluan kekuatan tertentu.
Pengukuhan Rawatan: pelindapkejutan penyebaran (menentukan sifat mekanikal akhir skru)
(Pelindapkejutan) mencapai kekerasan yang tinggi, tetapi juga kelembutan: skru dipanaskan ke "suhu austenitizing" (mis., 840-860 ° C untuk 45# keluli, 830-850 ° C untuk keluli 40cr), yang dipegang pada suhu ini membolehkan mikrostruktur sepenuhnya berubah menjadi austenit. Penyejukan pesat (mis., Air atau penyejukan minyak) membolehkan austenit berubah menjadi martensit, dengan ketara meningkatkan kekerasan.
(Pembiakan) Mengimbangi kekerasan dan ketangguhan (langkah "penalaan" teras): skru dipadamkan dipanaskan semula ke "suhu sub-AC1" (tidak lebih tinggi daripada 727 ° C untuk mengelakkan austenitisasi), yang dipegang pada suhu ini, dan kemudian disejuk
Pengerasan permukaan: karburisasi/nitriding (untuk keperluan kekerasan permukaan yang tinggi)
Untuk skru keluli rendah karbon (seperti 10# keluli), kerana kandungan karbon rendah mereka (≤0.15%), pelindapkejutan penuh tidak dapat mencapai kekerasan yang tinggi. Karburisasi permukaan diperlukan untuk meningkatkan kekerasan permukaan sambil mengekalkan ketangguhan teras.
Proses Carburizing: Skru diletakkan di dalam relau karburisasi (mengandungi ejen karburisasi seperti metana atau propana) pada 900-950 ° C selama 2-6 jam untuk menaikkan kandungan karbon permukaan kepada 0.8%-1.2%. Skru kemudian dipadamkan dan marah pada suhu rendah.
Kecacatan biasa dan pencegahan rawatan haba skru
Semasa proses rawatan haba, kawalan parameter yang tidak betul atau kesilapan operasi akan menyebabkan skru dibatalkan. Kecacatan biasa dan langkah pencegahan adalah seperti berikut:
Kekerasan yang tidak mencukupi
Punca: 1. 2. Tidak mencukupi masa pegangan; 3. Kadar penyejukan perlahan
Langkah -langkah pencegahan: 1. Tetapkan suhu pelindapkejutan mengikut spesifikasi bahan; 2. Memastikan masa pegangan yang mencukupi; 3. Gunakan pelindapkejutan air untuk keluli rendah karbon dan pelindapkejutan minyak untuk keluli aloi
Pelindapkejutan
Punca: 1. Kadar pemanasan yang berlebihan (perbezaan suhu dalaman dan luaran yang besar); 2. Kadar penyejukan yang berlebihan; 3. Sudut tajam/retak dalam skru
Langkah -langkah pencegahan: 1. Pemanasan perlahan (pemanasan dipentaskan); 2. Gunakan pelindapkejutan minyak atau austempering untuk keluli aloi; 3. Keluarkan sudut tajam semasa pemprosesan dan periksa kecacatan permukaan terlebih dahulu
Ubah bentuk dimensi
Punca: 1. Pemanasan/penyejukan yang tidak sekata; 2. Bentuk skru asimetri; 3. Tidak mencukupi
Langkah -langkah pencegahan: 1. Gunakan relau pemanasan seragam dan putar skru semasa penyejukan; 2. Mengoptimumkan reka bentuk skru (mengurangkan variasi ketebalan dinding); 3. Parah dengan segera selepas pelindapkejutan.
Pengoksidaan dan decarburization
Punca: Udara yang berlebihan dalam relau pemanasan, yang membawa kepada pengoksidaan permukaan atau kehilangan karbon.
Langkah -langkah pencegahan: 1. Gunakan relau atmosfera pelindung (nitrogen/hidrogen); 2. Sapukan salutan anti-pengoksidaan ke permukaan skru sebelum pemanasan.
