V procese tvarovania spojovacích prvkov je hlavnou technológiou spracovania technológia vytláčania za studena (extrúzia). Čelenie za studena (extrúzia) patrí do kategórie tlakového spracovania kovov. Pri výrobe pri izbovej teplote pôsobia na kov vonkajšie sily, aby sa vytvoril vo vopred určenej forme. Táto metóda sa zvyčajne nazýva studená hlavička. V skutočnosti tvarovanie akéhokoľvek upevňovacieho prvku nie je možné dosiahnuť iba pomocou česania za studena ako deformačnej metódy. Počas procesu česania za studena existujú okrem deformačnej deformácie aj rôzne spôsoby deformácie, ako je dopredná a spätná extrúzia, extrúzia kompozitu, dierovanie a valcovanie. Preto je výraz "studená hlavička" vo výrobe len zaužívaným pojmom, presnejšie by sa mal nazývať "studená hlavička (extrúzia)". Čelenie za studena (extrúzia) má mnoho výhod a je vhodné pre hromadnú výrobu spojovacích materiálov. Jeho hlavné výhody možno zhrnúť takto:
Vysoká miera využitia ocele. Hlásenie za studena (extrúzia) je menej rezná a nerezná metóda spracovania, ako je obrábanie skrutiek so šesťhrannou hlavou a šesťhranných skrutiek s valcovou hlavou pre tyče. Použitím metódy spracovania rezaním je miera využitia ocele iba 25% až 35%. Pri použití metódy vytláčania za studena však môže miera jeho využitia dosiahnuť až 85% až 95%, čo je len určitá spotreba procesu hlavy materiálu, chvosta materiálu a rezných hrán šesťhrannej hlavy.
Vysoká produktivita. V porovnaní so všeobecným rezným spracovaním je účinnosť tvárnenia za studena (extrúzia) niekoľko desiatok krát vyššia.
c. Dobrý mechanický výkon. Diely spracované metódou vytláčania za studena majú oveľa vyššiu pevnosť ako tie, ktoré sú spracované rezaním, pretože kovové vlákna nie sú odrezané.
d. Vhodné pre automatizovanú výrobu. Spojovacie prvky (vrátane niektorých dielov špeciálneho tvaru) vhodné na výrobu za studena (extrúziou) sú v podstate symetrické diely, vhodné na výrobu pomocou vysokorýchlostných automatických strojov na hlavičkovanie za studena a sú tiež hlavným spôsobom hromadnej výroby.
Stručne povedané, metóda za studena (extrúzia) na spracovanie spojovacích materiálov a dielov špeciálneho tvaru je vysoko nákladovo efektívna metóda spracovania, ktorá je široko používaná v priemysle spojovacích materiálov a pokročilá metóda spracovania, ktorá sa široko používa a rozvíja doma aj v zahraničí. Účelom a účelom tejto kapitoly je preto plne využiť a zlepšiť plasticitu kovov, zvládnuť mechanizmus kovovej plastickej deformácie a vyvinúť vedeckú a rozumnú technológiu spracovania spojovacích materiálov za studena (extrúzia).
Základné pojmy deformácie kovov
1.1 Deformácia
Deformácia sa týka celkového relatívneho premiestnenia malých častíc, ktoré tvoria kov, keď sú vystavené vonkajším alebo vnútorným silám, pri zachovaní jeho vlastnej integrity.
1.1.1 Druhy deformácií
a. Elastická deformácia
Kov podlieha deformácii pod vplyvom vonkajších síl a po odstránení vonkajšej sily má schopnosť obnoviť svoj pôvodný tvar a veľkosť. Táto deformácia sa nazýva elastická deformácia.
Kvalita elasticity sa meria medzou pružnosti a proporcionálnou medzou.
b. Plastická deformácia
Kov podlieha trvalej deformácii pôsobením vonkajších síl (označuje sa deformácia, ktorú nie je možné vrátiť do pôvodného stavu po odstránení vonkajšej sily), ale neporuší sa integrita samotného kovu, čo sa nazýva plastická deformácia.
Kvalita plasticity je vyjadrená ťažnosťou, zmenšením plochy a medzou klzu.
1.1.2 Metóda hodnotenia plasticity
Na vyhodnotenie plasticity kovov sa bežne používaný číselný ukazovateľ nazýva index plasticity. Index plasticity je vyjadrený plastickou deformáciou v momente, keď vzorka ocele začne zlyhávať. V praktickej výrobe sa zvyčajne používajú tieto metódy:
(1) Skúška ťahom
Miera predĺženia pri skúške ťahom δ A zmenšenie plochy ψ Na vyjadrenie. Schopnosť plastickej deformácie oceľových vzoriek pri jednoosovom ťahu je bežne používaný index plasticity v normách pre kovové materiály. δ a ψ Hodnota je určená nasledujúcim vzorcom:
(Vzorec 36-1)
(Vzorec 36-2)
Vo vzorci: L0, Lk - dĺžka pôvodnej meranej dĺžky a meraná dĺžka po porušení ťažnej vzorky.
F0, Fk - Plocha prierezu originálu a bodov zlomu ťahovej vzorky.
(2) Test rozrušenia, tiež známy ako test sploštenia
Vzorka sa vyrobí do valcového tvaru s výškou Ho 1,5-násobku pôvodného priemeru vzorky Do a potom sa splošťuje na lise, kým sa na povrchu vzorky neobjaví prvá viditeľná trhlina, čo je stupeň kompresia v tomto čase ε C je index plasticity. Hodnotu možno vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
(Vzorec 36-3)
Vo vzorci Ho - pôvodná výška valcovej vzorky. Hk - Výška vzorky, keď sa na bočnom povrchu počas sploštenia objaví prvá viditeľná trhlina.
(3) Skúška krútením
Skúška krútením je vyjadrená uhlom alebo počtom závitov vzorky, keď je skrútená a zlomená na torznom stroji. Najčastejšie používanými skúškami vo výrobe sú ťahové skúšky a skúšky roztrhnutím. Bez ohľadu na skúšobnú metódu sa vzťahuje na špecifický stav napätia a deformácie. Index plasticity, ktorý sa z toho získa, je len relatívnym porovnaním, ktorý udáva plasticitu určitého kovu za určitých podmienok deformácie.
1.1.3 Hlavné faktory ovplyvňujúce plasticitu kovu a odolnosť proti deformácii
Pojem plasticita a deformačná odolnosť kovov: Plasticitu kovov môžeme chápať ako schopnosť kovov stabilne meniť svoj tvar pôsobením vonkajších síl bez toho, aby sa prerušili spojenia medzi časticami. Sila, ktorou pôsobí kov počas deformácie na pôsobiacu vonkajšiu silu vo forme, sa nazýva deformačný odpor.
Medzi hlavné faktory ovplyvňujúce plasticitu a deformačnú odolnosť kovov patria tieto aspekty:
Vplyv štruktúry kovu a chemického zloženia na plasticitu a deformačnú odolnosť
Štruktúra kovu je určená chemickým zložením kovu, typom mriežky jeho hlavných prvkov, vlastnosťami, množstvom a distribúciou nečistôt. Čím menej prvkov, tým lepšia plasticita. Napríklad čisté železo má vysokú plasticitu. Uhlík ako tuhá tavenina v železe má tiež dobrú plasticitu, zatiaľ čo ako zlúčenina sa jeho plasticita znižuje. Zlúčenina Fe3C je v skutočnosti veľmi krehká. Všeobecne platí, že zvýšenie zloženia iných prvkov v oceli môže tiež znížiť jej plasticitu.
Index odporu ocele sa zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom uhlíka ( б B б P б S a tak ďalej, zatiaľ čo index plasticity ( ε,ψ Všetky klesajú. Počas deformácie za studena sa na každé zvýšenie o 0.1 %) v obsahu uhlíka v oceli sa jej medza pevnosti б S zvyšuje približne o 6-8 kg/mm2.
Síra existuje v oceli ako sulfid železa a sulfid mangánu. Sulfid železa je krehký, zatiaľ čo sulfid mangánu sa počas tlakového spracovania stáva vláknitým a predlžujúcim sa, čo vedie k zníženiu mechanického indexu v priečnom smere kolmom na vlákna. Takže síra je škodlivá nečistota v oceli a čím nižší obsah, tým lepšie.
Fosfor v oceli zvyšuje odolnosť proti deformácii a znižuje plasticitu. Oceľ s obsahom fosforu vyšším ako {{0}}.1 % až 0,2 % má krehkosť za studena. Obsah fosforu vo všeobecnej oceli je kontrolovaný na niečo viac ako nula percent.
Distribúcia nečistôt s nízkou teplotou topenia v kovovej matrici má významný vplyv na plasticitu.
Stručne povedané, čím zložitejšie a bohatšie chemické zloženie ocele, tým väčší vplyv na jej odolnosť a plasticitu. To je presne dôvod, prečo sa niektoré vysoko legované ocele ťažko spracovávajú za studena (lisovanie).
b. Vplyv rýchlosti deformácie na plasticitu a deformačný odpor
Rýchlosť deformácie je relatívny objem výtlaku za jednotku času:
(Vzorce 36-4)
Rýchlosť deformácie by sa nemala zamieňať s rýchlosťou pohybu deformačného nástroja a mala by sa tiež koncepčne odlíšiť od rýchlosti pohybu častíc v deformačnom telese.
Všeobecne povedané, so zvyšujúcou sa rýchlosťou deformácie sa zvyšuje deformačný odpor a znižuje sa plasticita. Pri deformácii za studena nie je vplyv rýchlosti deformácie taký výrazný ako pri deformácii za tepla, kvôli absencii procesu eliminácie kalenia. Ale keď je rýchlosť deformácie obzvlášť vysoká, teplo generované plastickou deformáciou (tj tepelný efekt) sa nesmie rozptýliť. Samotné zvýšenie teploty zvýši plasticitu a zníži odolnosť proti deformácii.
c. Vplyv napätosti na plasticitu a deformačnú odolnosť
Pri vonkajších silách sa v kove vytvárajú vnútorné sily a sila na jednotku plochy sa nazýva napätie. Kov pod napätím je v stave stresu.
Z deformovaného telesa sa oddelí malá primitívna kocka a na vybranú kocku sa aplikuje napätie neznámej veľkosti, ale známeho smeru. Tento diagram predstavujúci počet hlavných napätí a ich symboly v bode sa nazýva diagram hlavných napätí. Existuje deväť typov diagramov hlavného napätia, ktoré predstavujú stav napätia kovov, z ktorých štyri sú trojrozmerné diagramy hlavného napätia, tri sú diagramy rovinného hlavného napätia a dva sú jednosmerné diagramy hlavného napätia, ako je znázornené na obrázku {{1} }.
Hlavné napätie spôsobené ťahovým napätím je kladným znakom, zatiaľ čo hlavné napätie spôsobené tlakovým namáhaním je záporným znakom.
Pri tlakovom spracovaní kovov sa najčastejšie stretávame s tromi smerovými diagramami hlavného napätia s rovnakými a rôznymi číslami. V trojrozmernom diagrame hlavného napätia rôznych značiek je najbežnejší diagram hlavného napätia s dvoma tlakovými napätiami a jedným ťahovým napätím.
Keď sú tlakové napätia vo všetkých smeroch rovnaké v trojsmernom diagrame tlakového napätia s rovnakým číslom ( б 1= б 2= б 3) Navyše za podmienky, že vnútri kovu nie sú žiadne uvoľnenia alebo iné defekty , teoreticky nemôže dôjsť k plastickej deformácii, môže dôjsť len k elastickej deformácii.
Deformačné procesy zahrnuté v nerovnomernom trojosovom diagrame napätia zahŕňajú objemové kovanie, utláčanie, uzavreté dierovanie, pretláčanie dopredu a dozadu, valcovanie dosiek a profilov atď.
V praktickej výrobe je zriedkavé odbočiť k diagramu trojosového ťahového napätia. Iba pri ťahových skúškach, keď dôjde k zúženiu, je čiara napätia v bode zúženia hlavným diagramom napätia trojosového napätia.
Počas utláčania sa vplyvom trenia zobrazuje aj trojrozmerný diagram tlakového napätia.
Stručne povedané, v napätom stave kovu pod napätím je tlakové napätie prospešné pre zvýšenie plasticity, zatiaľ čo napätie v ťahu zníži plasticitu kovu.
d. Vplyv deformačného vytvrdzovania za studena na plasticitu a deformačnú odolnosť kovov
Kov podlieha plastickej deformácii za studena, čo spôsobuje zmeny v jeho mechanických, fyzikálnych a chemických vlastnostiach. S rastúcim stupňom deformácie sa zlepšujú všetky ukazovatele pevnosti (medza pružnosti, proporcionálna medza, medza toku a medza pevnosti) a zlepšuje sa aj tvrdosť; Ukazovatele plasticity (predĺženie, zmenšenie plochy a rázová húževnatosť) sa do určitej miery znížili; Zvýšená odolnosť; Znižuje sa odolnosť proti korózii a tepelná vodivosť a menia sa magnetické vlastnosti kovu. Pri plastickej deformácii sa súhrn týchto zmien vlastností kovu nazýva deformačné vytvrdzovanie za studena, skrátene kalenie.
e. Vplyv dodatočného napätia a zvyškového napätia
Rozloženie napätia v deformovaných kovoch je nerovnomerné a v oblastiach s vyšším rozložením napätia je potrebná väčšia deformácia, zatiaľ čo v oblastiach s nižším rozložením napätia je požadovaná menšia deformácia. V dôsledku integrity samotného deformovaného kovu sa v ňom vytvára vzájomne vyvážená vnútorná sila, známa ako dodatočné napätie. Po ukončení deformácie tieto vyvážené napätia existujú vo vnútri deformačného telesa a vytvárajú zvyškové napätia, ktoré ovplyvňujú plasticitu a deformačnú odolnosť deformovaného kovu v následných deformačných procesoch.
1.1.4 Procesné opatrenia na zlepšenie plasticity kovu a zníženie odolnosti proti deformácii
V reakcii na hlavné faktory ovplyvňujúce plasticitu a deformačnú odolnosť kovov v kombinácii s výrobnou praxou možno prijať účinné procesné opatrenia na zlepšenie plasticity kovu a zníženie jeho deformačnej odolnosti. Bežne prijímané procesné opatrenia vo výrobe zahŕňajú:
a. Stav surovín
V prípade surovín na výrobu za studena sa okrem toho, že vyžaduje jednotné chemické zloženie a štruktúru bez kovových inklúzií, vo všeobecnosti vyžaduje ošetrenie zmäkčovaním a žíhaním, aby sa eliminovalo zvyškové napätie vo vnútri kovu počas valcovania, aby bola štruktúra jednotná a znížila tvrdosť. Tvrdosť HRB kovu pred brúsením za studena sa požaduje, aby bola menšia alebo rovná 80. Pre stredne uhlíkovú oceľ a legovanú oceľ sa sféroidizačné žíhanie vo všeobecnosti používa na zlepšenie plasticity kovu pri deformácii za studena okrem odľahčenia napätia a rovnomernej mikroštruktúry .
b. Zlepšenie hladkosti foriem a zlepšenie podmienok mazania kovových povrchov
Obe tieto opatrenia sú zamerané na zníženie trenia medzi deformovateľným telesom a pracovným povrchom formy a na minimalizáciu ťahového napätia spôsobeného trením pri deformácii.
c. Vyberte vhodné špecifikácie deformácie
V procese vytláčania za studena (extrúzia) existuje len veľmi málo výrobkov, ktoré sa tvoria jedným kovaním a vo všeobecnosti vyžadujú dva alebo viac procesov kovania. Preto je potrebné zakaždým dosiahnuť primerané rozdelenie veľkosti deformácie, čo vedie nielen k plnému využitiu plasticity deformácie za studena kovov, ale prispieva aj k formovaniu kovov. Napríklad pri výrobe sa používa hlavovanie za studena, tvarovanie kompozitov vytláčaním za studena, dvojitá redukcia skrutiek a malá deformácia matíc.
2023 December5týždeň WBMPOdporúčanie produktu:
Valcovanie matrice:
Ako jeden z profesionálnych výrobcov nástrojov poskytuje valcovaciu matricu s vysokou tvrdosťou, rýchlym dodaním a dobrým servisom.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
