Технические требования и основные технологические процессы для холодновысадочной стали
2022-01-10
Технические требования к холодноштамповочной стали: катанка для холодной штамповки обычно производится из низко- и среднеуглеродистой качественной конструкционной углеродистой и легированной конструкционной стали. Поскольку стандартные крепежные изделия предъявляют особо строгие требования к точности размеров исходного материала, а горячекатаный прокат имеет ограниченный сортамент и не всегда обеспечивает необходимую точность размеров, в качестве сырья для крепежных изделий практически исключительно используется холоднотянутая проволока, при этом качественная проволока для холодной штамповки должна соответствовать установленным техническим требования.
1. Требования к химическому составу: Элементы O, P, S оказывают решающее влияние на форму, количество и размер включений в стали, поэтому необходимо контролировать их содержание. Для легированных сталей содержание кремния, алюминия, марганца и других элементов целесообразно поддерживать на нижнем-среднем уровне, чтобы избежать образования трещин при холодной высадке.
2. Качество поверхности: Статистика предприятий по производству крепежа показывает, что 80% случаев растрескивания при холодной штамповке вызваны дефектами поверхности проволоки, такими как заусенцы, царапины, густая сетка волосовин, локальные микротрещины и наплывы. Поэтому к качеству поверхности проволоки предъявляются строгие требования: допуск по размеру ±0,20 мм, овальность <0,30 мм, максимальная глубина поверхностных трещин и царапин <0,07 мм.
3. Обезуглероживание: Поверхностное обезуглероживание снижает прочность болтов и значительно уменьшает их усталостную долговечность. Требования к средней глубине слоя обезуглероживания приведены в таблице 1.
4. Неметаллические включения: Высокое содержание и крупные размеры неметаллических включений в стали являются одной из основных причин растрескивания крепежа при холодной штамповке, особенно хрупких включений типов B и D. Чем ближе к поверхности проволоки расположены эти включения, тем больше их вредное воздействие. Требуется, чтобы включения типа B на глубине до 2 мм от поверхности не превышали 15 мкм.
5. Металлографическая структура: Структура холодноштамповочной стали состоит из феррита и зернистого перлита. Размер и распределение зерен перлита также влияют на свойства при холодной штамповке. Идеальная структура - это перлитные зерна одинакового размера, равномерно распределенные в ферритной матрице. Свойства при холодной штамповке для различных микроструктур перлита ранжируются от лучших к худшим следующим образом: зернистый перлит, сорбит, мелкопластинчатый перлит, пластинчатый перлит.
6. Макроструктура: К макроструктуре холодноштамповочной проволоки предъявляются строгие требования. При макроанализе не должно быть обнаружено таких дефектов, как усадочные раковины, расслоения, флокены, трещины и газовые пузыри. Для различных марок стали установлены четкие нормы по таким дефектам, как центральная пористость, квадратная ликвация и центральное науглероживание.
7. Зернистость:Внутренняя структура холодноштамповочной проволоки отличается от других видов проволоки, и слишком мелкая зернистость не является преимуществом. Чрезмерно мелкое зерно повышает предел прочности и текучести, увеличивает сопротивление деформации, что негативно сказывается на холодной штамповке. За исключением болтов класса прочности 10.9 и выше, где требуется мелкое зерно для обеспечения прочности готового изделия, зернистость холодноштамповочной проволоки должна контролироваться в пределах 5-7 баллов.
8. Свойства при холодной штамповке: Хорошие свойства при холодной штамповке означают, что проволока имеет низкое сопротивление деформации и может выдерживать значительные степени деформации без образования трещин. Общепризнано, что относительное сужение и отношение предела текучести к пределу прочности являются надежными показателями для оценки свойств при холодной штамповке. Для легированных сталей относительное сужение должно быть не менее 50%. Чем меньше отношение предела текучести к пределу прочности у холодноштамповочной проволоки, тем лучше ее свойства при холодной штамповке; для легированных сталей это отношение не должно превышать 0,70. С точки зрения свойств при холодной штамповке, коэффициент упрочнения при холодной обработке должен быть как можно ниже, то есть проволока должна быть менее склонна к наклепу.
Требования к качеству сырья для высококачественных крепежных изделий: катанка должна обладать высокими показателями пластичности, относительным сужением и относительным удлинением; при холодной пластической деформации материал должен иметь низкое сопротивление деформации, малую скорость наклепа, низкое отношение предела текучести к пределу прочности, умеренную твердость катанки без превышения допустимых значений; катанка должна иметь высокое качество поверхности с определенной шероховатостью, без дефектов поверхности типа закатов и трещин; сталь должна иметь плотную структуру без внутренних дефектов.
