Dalam proses pembentukan pengikat, teknologi tajuk sejuk (penyemperitan) adalah teknologi pemprosesan utama. Tajuk sejuk (penyemperitan) tergolong dalam kategori pemprosesan tekanan logam. Dalam pengeluaran, pada suhu bilik, daya luaran dikenakan pada logam untuk membentuknya dalam acuan yang telah ditetapkan. Kaedah ini biasanya dipanggil tajuk sejuk. Malah, pembentukan mana-mana pengikat bukan sahaja boleh dicapai melalui tajuk sejuk sebagai kaedah ubah bentuk. Semasa proses tajuk sejuk, sebagai tambahan kepada ubah bentuk yang mengganggu, terdapat juga pelbagai kaedah ubah bentuk seperti penyemperitan ke hadapan dan ke belakang, penyemperitan komposit, tebukan dan bergolek. Oleh itu, istilah "cold heading" dalam pengeluaran hanyalah istilah adat, lebih tepat lagi, ia harus dipanggil "cold heading (extrusion)". Tajuk sejuk (extrusion) mempunyai banyak kelebihan dan sesuai untuk pengeluaran besar-besaran pengikat. Kelebihan utamanya boleh diringkaskan seperti berikut:
Kadar penggunaan keluli yang tinggi. Tajuk sejuk (penyemperitan) ialah kaedah pemprosesan kurang pemotongan dan bukan pemotongan, seperti pemesinan bolt kepala heksagon dan skru heksagon kepala silinder untuk rod. Dengan menggunakan kaedah pemprosesan pemotongan, kadar penggunaan keluli hanya 25% hingga 35%. Walau bagaimanapun, menggunakan kaedah tajuk sejuk (penyemperitan), kadar penggunaannya boleh mencapai sehingga 85% hingga 95%, iaitu hanya beberapa penggunaan proses kepala bahan, ekor bahan, dan memotong tepi kepala heksagon.
Produktiviti tinggi. Berbanding dengan pemprosesan pemotongan umum, kecekapan pembentukan tajuk sejuk (penyemperitan) adalah beberapa puluh kali lebih tinggi.
c. Prestasi mekanikal yang baik. Bahagian yang diproses dengan kaedah tajuk sejuk (penyemperitan) mempunyai kekuatan yang lebih tinggi daripada yang diproses dengan memotong kerana gentian logam tidak terputus.
d. Sesuai untuk pengeluaran automatik. Pengikat (termasuk beberapa bahagian berbentuk khas) yang sesuai untuk pengeluaran tajuk sejuk (penyemperitan) pada asasnya adalah bahagian simetri, sesuai untuk pengeluaran menggunakan mesin pengepala sejuk automatik berkelajuan tinggi, dan juga merupakan kaedah utama pengeluaran besar-besaran.
Ringkasnya, kaedah tajuk sejuk (penyemperitan) untuk memproses pengikat dan bahagian berbentuk khas adalah kaedah pemprosesan yang sangat kos efektif, yang digunakan secara meluas dalam industri pengikat dan kaedah pemprosesan lanjutan yang digunakan secara meluas dan dibangunkan di dalam dan di peringkat antarabangsa. Oleh itu, tujuan dan tujuan bab ini adalah untuk menggunakan sepenuhnya dan meningkatkan keplastikan logam, menguasai mekanisme ubah bentuk plastik logam, dan membangunkan teknologi pemprosesan tajuk sejuk (penyemperitan) yang saintifik dan munasabah untuk pengikat.
Konsep asas ubah bentuk logam
1.1 Ubah bentuk
Ubah bentuk merujuk kepada jumlah anjakan relatif zarah-zarah kecil yang membentuk logam apabila tertakluk kepada daya luaran atau dalaman, sambil mengekalkan integritinya sendiri.
1.1.1 Jenis-jenis ubah bentuk
a. Ubah bentuk elastik
Logam mengalami ubah bentuk di bawah daya luaran, dan apabila daya luaran dikeluarkan, ia mempunyai keupayaan untuk memulihkan bentuk dan saiz asalnya. Ubah bentuk ini dipanggil ubah bentuk elastik.
Kualiti keanjalan diukur dengan had keanjalan dan had berkadar.
b. Ubah bentuk plastik
Logam mengalami ubah bentuk kekal di bawah daya luar (merujuk kepada ubah bentuk yang tidak dapat dipulihkan kepada keadaan asalnya selepas mengeluarkan daya luar), tetapi integriti logam itu sendiri tidak akan dimusnahkan, yang dipanggil ubah bentuk plastik.
Kualiti keplastikan dinyatakan dengan pemanjangan, pengurangan keluasan, dan had hasil.
1.1.2 Kaedah penilaian keplastikan
Untuk menilai keplastikan logam, penunjuk berangka yang biasa digunakan dipanggil indeks keplastikan. Indeks keplastikan dinyatakan oleh ubah bentuk plastik pada masa sampel keluli mula gagal. Dalam pengeluaran praktikal, kaedah berikut biasanya digunakan:
(1) Ujian tegangan
Kadar pemanjangan untuk ujian tegangan δ Dan pengurangan luas ψ Untuk mewakili. Keupayaan ubah bentuk plastik spesimen keluli di bawah tegangan uniaksial ialah indeks keplastikan yang biasa digunakan dalam piawaian bahan logam. δ dan ψ Nilai ditentukan oleh formula berikut:
(Formula 36-1)
(Formula 36-2)
Dalam formula: L0, Lk - panjang panjang tolok asal dan panjang tolok selepas kegagalan spesimen tegangan.
F0, Fk - Luas keratan rentas bagi titik asal dan patah bagi spesimen tegangan.
(2) Ujian mengecewakan, juga dikenali sebagai ujian merata
Ia adalah untuk membuat spesimen menjadi bentuk silinder dengan ketinggian Ho 1.5 kali diameter asal Do daripada spesimen, dan kemudian meratakannya pada penekan sehingga retakan pertama yang kelihatan muncul pada permukaan spesimen, iaitu darjah mampatan pada masa ini ε C ialah indeks keplastikan. Nilai boleh dikira menggunakan formula berikut:
(Formula 36-3)
Dalam formula, Ho - ketinggian asal spesimen silinder. Hk - Ketinggian spesimen apabila retakan pertama yang kelihatan muncul pada permukaan sisi semasa meratakan.
(3) Ujian kilasan
Ujian kilasan dinyatakan dengan sudut atau bilangan lilitan spesimen apabila ia dipintal dan pecah pada mesin kilasan. Ujian yang paling biasa digunakan dalam pengeluaran ialah ujian tegangan dan ujian kecewa. Tidak kira kaedah ujian, ia adalah relatif kepada keadaan tegasan dan keadaan ubah bentuk tertentu. Indeks keplastikan yang diperoleh daripada ini hanyalah perbandingan relatif, menunjukkan keplastikan logam tertentu di bawah keadaan ubah bentuk tertentu.
1.1.3 Faktor utama yang mempengaruhi keplastikan logam dan rintangan ubah bentuk
Konsep keplastikan dan rintangan ubah bentuk logam: Keplastikan logam boleh difahami sebagai keupayaan logam untuk mengubah bentuknya secara stabil di bawah daya luar tanpa memutuskan sambungan antara zarah. Daya yang dikenakan oleh logam semasa ubah bentuk pada daya luaran yang dikenakan dalam acuan dipanggil rintangan ubah bentuk.
Faktor utama yang mempengaruhi keplastikan dan rintangan ubah bentuk logam termasuk aspek berikut:
Pengaruh struktur logam dan komposisi kimia terhadap keplastikan dan rintangan ubah bentuk
Struktur logam ditentukan oleh komposisi kimia logam, jenis kekisi unsur utamanya, sifat, kuantiti, dan pengedaran kekotoran. Lebih sedikit unsur konstituen, lebih baik keplastikan. Sebagai contoh, besi tulen mempunyai keplastikan yang tinggi. Karbon, sebagai pepejal cair dalam besi, juga mempunyai keplastikan yang baik, manakala sebagai sebatian, keplastikannya berkurangan. Sebatian Fe3C sebenarnya sangat rapuh. Secara amnya, peningkatan dalam komposisi unsur lain dalam keluli juga boleh mengurangkan keplastikannya.
Indeks rintangan keluli meningkat dengan peningkatan kandungan karbon( б B б P б S dan seterusnya semua meningkat, manakala indeks keplastikan( ε,ψ Semua menurun. Semasa ubah bentuk sejuk, untuk setiap 0.1% peningkatan dalam kandungan karbon dalam keluli, had kekuatannya б S meningkat lebih kurang 6-8 kg/mm2.
Sulfur wujud dalam keluli sebagai sulfida besi dan sulfida mangan. Sulfida besi adalah rapuh, manakala sulfida mangan menjadi berfilamen dan memanjang semasa pemprosesan tekanan, mengakibatkan penurunan indeks mekanikal dalam arah melintang berserenjang dengan gentian. Jadi sulfur adalah kekotoran berbahaya dalam keluli, dan lebih rendah kandungannya, lebih baik.
Fosforus dalam keluli meningkatkan rintangan ubah bentuk dan mengurangkan keplastikan. Keluli dengan kandungan fosforus lebih tinggi daripada {{0}}.1% hingga 0.2% mempunyai kerapuhan sejuk. Kandungan fosforus keluli am dikawal pada hanya lebih sifar peratus.
Taburan kekotoran takat lebur rendah dalam matriks logam mempunyai kesan yang ketara ke atas keplastikan.
Ringkasnya, lebih kompleks dan banyak komposisi kimia dalam keluli, lebih besar kesan ke atas rintangan dan keplastikan. Inilah sebabnya mengapa sesetengah keluli aloi tinggi sukar untuk melakukan pemprosesan tajuk sejuk (menekan).
b. Pengaruh kelajuan ubah bentuk pada keplastikan dan rintangan ubah bentuk
Kelajuan ubah bentuk ialah isipadu anjakan relatif per unit masa:
(Formula 36-4)
Kelajuan ubah bentuk tidak boleh dikelirukan dengan kelajuan pergerakan alat ubah bentuk, dan juga harus dibezakan secara konsep daripada kelajuan pergerakan zarah dalam badan ubah bentuk.
Secara umumnya, apabila kadar ubah bentuk meningkat, rintangan ubah bentuk meningkat dan keplastikan berkurangan. Semasa ubah bentuk sejuk, pengaruh kelajuan ubah bentuk tidak begitu ketara seperti semasa ubah bentuk panas, kerana ketiadaan proses penyingkiran pengerasan. Tetapi apabila kelajuan ubah bentuk sangat tinggi, haba yang dihasilkan oleh ubah bentuk plastik (iaitu kesan haba) tidak boleh hilang. Meningkatkan suhu itu sendiri akan meningkatkan keplastikan dan mengurangkan rintangan ubah bentuk.
c. Pengaruh keadaan tegasan terhadap keplastikan dan rintangan ubah bentuk
Di bawah daya luaran, daya dalaman dijana dalam logam, dan kekuatan per unit luas dipanggil tegasan. Logam di bawah tekanan berada dalam keadaan tegasan.
Sebuah kiub primitif kecil dipisahkan daripada jasad yang cacat, dan tegasan yang tidak diketahui magnitud tetapi arah yang diketahui dikenakan pada kiub yang dipilih. Gambar rajah yang mewakili bilangan tegasan utama dan simbolnya pada satu titik dipanggil gambar rajah tegasan utama. Terdapat sembilan jenis rajah tegasan utama yang mewakili keadaan tegasan logam, antaranya empat ialah rajah tegasan utama tiga dimensi, tiga ialah rajah tegasan utama satah, dan dua ialah rajah tegasan prinsip satu arah, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah {{1} }.
Tegasan utama yang disebabkan oleh tegasan tegangan adalah tanda positif, manakala tegasan utama yang disebabkan oleh tegasan mampatan adalah tanda negatif.
Dalam pemprosesan tekanan logam, yang paling biasa ditemui ialah tiga rajah tegasan utama arah nombor yang sama dan berbeza. Dalam rajah tegasan utama tiga dimensi bagi tanda yang berbeza, yang paling biasa ialah rajah tegasan utama dengan dua tegasan mampatan dan satu tegasan tegangan.
Apabila tegasan mampatan dalam semua arah adalah sama dalam gambar rajah tegasan mampat tiga arah dengan nombor yang sama( б 1= б 2= б 3) Selain itu, dalam keadaan tiada kelonggaran atau kecacatan lain di dalam logam , secara teorinya ubah bentuk plastik tidak boleh berlaku, hanya ubah bentuk elastik boleh berlaku.
Proses ubah bentuk yang termasuk dalam rajah tegasan triaksial tidak sama termasuk penempaan volum, menjengkelkan, tebukan tertutup, penyemperitan ke hadapan dan ke belakang, penggelek plat dan profil, dsb.
Dalam pengeluaran praktikal, jarang sekali melencong ke rajah tegasan tegangan triaksial. Hanya dalam ujian tegangan, apabila necking berlaku, garis tegasan pada titik necking adalah gambar rajah tegasan utama tegangan triaksial.
Semasa menjengkelkan, disebabkan oleh kesan geseran, gambar rajah tegasan mampatan tiga dimensi juga dibentangkan.
Secara ringkasnya, dalam keadaan tegasan logam di bawah tegasan, tegasan mampatan bermanfaat untuk meningkatkan keplastikan, manakala tegasan tegangan akan mengurangkan keplastikan logam.
d. Pengaruh pengerasan ubah bentuk sejuk pada keplastikan dan rintangan ubah bentuk logam
Logam mengalami ubah bentuk plastik sejuk, menyebabkan perubahan sifat mekanikal, fizikal dan kimianya. Apabila tahap ubah bentuk meningkat, semua penunjuk kekuatan (had anjal, had berkadar, had aliran, dan had kekuatan) bertambah baik, dan kekerasan juga bertambah baik; Penunjuk keplastikan (pemanjangan, pengurangan dalam kawasan, dan keliatan hentaman) telah menurun sedikit sebanyak; Peningkatan rintangan; Rintangan kakisan dan kekonduksian terma berkurangan, dan sifat magnet logam diubah. Dalam ubah bentuk plastik, jumlah perubahan dalam sifat logam ini dipanggil pengerasan ubah bentuk sejuk, disingkat sebagai pengerasan.
e. Pengaruh tekanan tambahan dan tekanan baki
Taburan tegasan dalam logam cacat adalah tidak sekata, dan ubah bentuk yang lebih besar dikehendaki di kawasan yang mempunyai taburan tegasan yang lebih tinggi, manakala ubah bentuk yang lebih kecil dikehendaki di kawasan dengan taburan tegasan yang lebih rendah. Disebabkan oleh keutuhan logam cacat itu sendiri, daya dalaman yang saling seimbang dijana di dalamnya, yang dikenali sebagai tegasan tambahan. Selepas ubah bentuk ditamatkan, tegasan seimbang ini wujud di dalam badan ubah bentuk, membentuk tegasan sisa yang menjejaskan keplastikan dan rintangan ubah bentuk logam cacat dalam proses ubah bentuk seterusnya.
1.1.4 Langkah-langkah Proses untuk Meningkatkan Keplastikan Logam dan Mengurangkan Rintangan Ubah Bentuk
Sebagai tindak balas kepada faktor utama yang mempengaruhi keplastikan dan rintangan ubah bentuk logam, digabungkan dengan amalan pengeluaran, langkah proses yang berkesan boleh diambil untuk meningkatkan keplastikan logam dan mengurangkan rintangan ubah bentuknya. Langkah-langkah proses yang biasa diterima pakai dalam pengeluaran termasuk:
a. Keadaan bahan mentah
Untuk bahan mentah tajuk sejuk, selain memerlukan komposisi kimia seragam dan struktur tanpa kemasukan logam, rawatan pelembutan dan penyepuhlindapan secara amnya diperlukan untuk menghapuskan tekanan baki di dalam logam semasa bergolek, menjadikan struktur seragam, dan mengurangkan kekerasan. Kekerasan HRB logam sebelum tajuk sejuk diperlukan untuk Kurang daripada atau sama dengan 80. Untuk keluli karbon sederhana dan keluli aloi, penyepuhlindapan spheroidizing biasanya diterima pakai untuk meningkatkan keplastikan ubah bentuk sejuk logam sebagai tambahan kepada pelepasan tekanan dan struktur mikro seragam .
b. Memperbaiki kelicinan acuan dan memperbaiki keadaan pelinciran permukaan logam
Kedua-dua langkah ini bertujuan untuk mengurangkan geseran antara badan boleh ubah bentuk dan permukaan kerja acuan, dan meminimumkan tegasan tegangan yang disebabkan oleh geseran semasa ubah bentuk.
c. Pilih spesifikasi ubah bentuk yang sesuai
Dalam proses tajuk sejuk (penyemperitan), terdapat sangat sedikit produk yang dibentuk oleh satu penempaan, dan secara amnya memerlukan dua atau lebih proses penempaan. Oleh itu, adalah perlu untuk mencapai peruntukan yang munasabah bagi jumlah ubah bentuk setiap kali, yang bukan sahaja kondusif untuk menggunakan sepenuhnya keplastikan ubah bentuk sejuk logam, tetapi juga kondusif untuk pembentukan logam. Sebagai contoh, dalam pengeluaran, tajuk sejuk, pembentukan komposit penyemperitan sejuk, pengurangan bolt berganda, dan ubah bentuk kecil kacang digunakan.
2023 Disemberke-5Minggu WBMPCadangan roduct:
Mati Berguling:
Sebagai salah satu pengeluar alat profesional, menyediakan rolling die dengan kekerasan yang tinggi, penghantaran cepat dan perkhidmatan yang baik.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
