I formingsprosessen av festemidler er kaldoverskriftsteknologi (ekstrudering) en hovedprosessteknologi. Kald overskrift (ekstrudering) tilhører kategorien metalltrykkbehandling. I produksjon, ved romtemperatur, påføres eksterne krefter på metallet for å danne det i en forhåndsbestemt form. Denne metoden kalles vanligvis cold heading. Faktisk er formingen av et hvilket som helst festemiddel ikke bare oppnåelig gjennom kald heading som en deformasjonsmetode. Under kaldkursprosessen, i tillegg til å forstyrre deformasjonen, er det også ulike deformasjonsmetoder som forover- og bakoverekstrudering, komposittekstrudering, stansing og valsing. Derfor er begrepet "kald overskrift" i produksjon bare et vanlig begrep, mer presist bør det kalles "kald overskrift (ekstrudering)". Cold heading (ekstrudering) har mange fordeler og egner seg for masseproduksjon av festemidler. Dens viktigste fordeler kan oppsummeres som følger:
Høy utnyttelsesgrad av stål. Cold heading (ekstrudering) er en mindre skjærende og ikke-skjærende prosesseringsmetode, for eksempel maskinering av sekskantede bolter og sylindriske sekskantskruer for stenger. Ved å bruke skjærebehandlingsmetoden er utnyttelsesgraden av stål bare 25% til 35%. Ved å bruke metoden med kald overskrift (ekstrudering), kan utnyttelsesgraden nå opptil 85 % til 95 %, som bare er noe prosessforbruk av materialhode, materialhale og skjærende sekskantede hodekanter.
Høy produktivitet. Sammenlignet med generell skjærebehandling, er effektiviteten av kald overskrift (ekstrudering) flere titalls ganger høyere.
c. God mekanisk ytelse. Delene som er behandlet ved kaldhode (ekstrudering)-metoden har mye overlegen styrke enn de som behandles ved kutting fordi metallfibrene ikke kuttes av.
d. Egnet for automatisert produksjon. Festemidler (inkludert noen spesialformede deler) som er egnet for produksjon av kald overskrift (ekstrudering) er i utgangspunktet symmetriske deler, egnet for produksjon ved hjelp av høyhastighets automatiske kaldstyringsmaskiner, og er også hovedmetoden for masseproduksjon.
Kort sagt er metoden med kald overskrift (ekstrudering) for behandling av festemidler og spesialformede deler en svært kostnadseffektiv behandlingsmetode, som er mye brukt i festeindustrien og en avansert prosesseringsmetode som er mye brukt og utviklet innenlands og internasjonalt. Derfor er formålet og hensikten med dette kapittelet å fullt ut utnytte og forbedre plastisiteten til metaller, mestre mekanismen for metallplastisk deformasjon og utvikle en vitenskapelig og rimelig prosesseringsteknologi for kald overskrift (ekstrudering) for festemidler.
Grunnleggende begreper om metalldeformasjon
1.1 Deformasjon
Deformasjon refererer til den totale relative forskyvningen av de små partiklene som utgjør et metall når det utsettes for ytre eller indre krefter, samtidig som det opprettholder sin egen integritet.
1.1.1 Typer deformasjon
en. Elastisk deformasjon
Metall gjennomgår deformasjon under ytre krefter, og når den ytre kraften fjernes, har den evnen til å gjenopprette sin opprinnelige form og størrelse. Denne deformasjonen kalles elastisk deformasjon.
Kvaliteten på elastisiteten måles ved elastisk grense og proporsjonal grense.
b. Plastisk deformasjon
Metall gjennomgår permanent deformasjon under ytre krefter (refererer til deformasjonen som ikke kan gjenopprettes til sin opprinnelige tilstand etter fjerning av den ytre kraften), men selve metallets integritet vil ikke bli ødelagt, som kalles plastisk deformasjon.
Kvaliteten på plastisiteten uttrykkes ved forlengelse, reduksjon av areal og avlingsgrense.
1.1.2 Evalueringsmetode for plastisitet
For å evaluere plastisiteten til metaller, kalles en numerisk indikator som vanligvis brukes plastisitetsindeks. Plasisitetsindeksen uttrykkes ved den plastiske deformasjonen i det øyeblikket når stålprøven begynner å svikte. I praktisk produksjon brukes vanligvis følgende metoder:
(1) Strekkprøve
Forlengelseshastighet for strekktesting δ Og reduksjonen i areal ψ Å representere. Den plastiske deformasjonsevnen til stålprøver under enakset spenning er en vanlig brukt plastisitetsindeks i metallmaterialstandarder. δ og ψ Verdien av bestemmes av følgende formel:
(Formel 36-1)
(Formel 36-2)
I formelen: L0, Lk - lengden på den opprinnelige målelengden og målelengden etter svikt i strekkprøven.
F0, Fk – Tverrsnittsarealet til original- og bruddpunktene til strekkprøven.
(2) Opprørstest, også kjent som utflatningstest
Det er å lage prøven til en sylindrisk form med en høyde Ho på 1,5 ganger den opprinnelige diameteren Do på prøven, og deretter flate den ut på en presse til den første synlige sprekken vises på overflaten av prøven, som er graden av kompresjon på dette tidspunktet ε C er plastisitetsindeksen. Verdien kan beregnes ved hjelp av følgende formel:
(Formel 36-3)
I formelen, Ho - den opprinnelige høyden på den sylindriske prøven. Hk - Høyden på prøven når den første synlige sprekken vises på sideoverflaten under utflating.
(3) Torsjonstest
Torsjonstesten uttrykkes ved vinkelen eller antall omdreininger på prøven når den er vridd og ødelagt på torsjonsmaskinen. De mest brukte testene i produksjonen er strekktesting og opprørstesting. Uavhengig av testmetoden er den i forhold til en spesifikk spenningstilstand og deformasjonstilstand. Plasisitetsindeksen oppnådd fra dette er bare en relativ sammenligning, som indikerer plastisiteten til et bestemt metall under visse deformasjonsforhold.
1.1.3 Hovedfaktorer som påvirker metallplastisitet og deformasjonsmotstand
Konseptet plastisitet og deformasjonsmotstand til metaller: Metallers plastisitet kan forstås som metallers evne til å stabilt endre form under ytre krefter uten å bryte forbindelsene mellom partikler. Kraften som utøves av metallet under deformasjon på den påførte ytre kraften i formen kalles deformasjonsmotstand.
Hovedfaktorene som påvirker plastisiteten og deformasjonsmotstanden til metaller inkluderer følgende aspekter:
Påvirkningen av metallstruktur og kjemisk sammensetning på plastisitet og deformasjonsmotstand
Metallstrukturen bestemmes av metallets kjemiske sammensetning, gittertypen til hovedelementene, egenskapene, mengden og fordelingen av urenheter. Jo færre bestanddeler, desto bedre plastisitet. For eksempel har rent jern høy plastisitet. Karbon, som en fast smelte i jern, har også god plastisitet, mens plastisiteten avtar som forbindelse. Sammensetningen Fe3C er faktisk veldig sprø. Generelt kan en økning i sammensetningen av andre elementer i stål også redusere plastisiteten.
Motstandsindeksen til stål øker med økningen av karboninnholdet( б B б P б S og så videre øker, mens plastisitetsindeksen( ε,ψ All synker. Under kalddeformasjon, for hver 0.1 % økning i karboninnhold i stål øker styrkegrensen б S med ca. 6-8 kg/mm2.
Svovel finnes i stål som jernsulfid og mangansulfid. Jernsulfid er sprøtt, mens mangansulfid blir filamentøst og forlenget under trykkbehandling, noe som resulterer i en reduksjon i mekanisk indeks i tverrretningen vinkelrett på fibrene. Så svovel er en skadelig urenhet i stål, og jo lavere innhold, jo bedre.
Fosfor i stål øker deformasjonsmotstanden og reduserer plastisiteten. Stål med fosforinnhold høyere enn {{0}},1 % til 0,2 % har kaldsprøhet. Fosforinnholdet i generelt stål er kontrollert til litt over null prosent.
Fordelingen av urenheter med lavt smeltepunkt i metallmatrisen har en betydelig innvirkning på plastisiteten.
Kort sagt, jo mer kompleks og rikelig den kjemiske sammensetningen i stål, desto større innvirkning på motstanden og plastisiteten. Dette er nettopp grunnen til at enkelte høylegerte stål er vanskelige å utføre kaldhodebehandling (pressing).
b. Påvirkningen av deformasjonshastighet på plastisitet og deformasjonsmotstand
Deformasjonshastigheten er det relative forskyvningsvolumet per tidsenhet:
(Formler 36-4)
Deformasjonshastigheten skal ikke forveksles med bevegelseshastigheten til deformasjonsverktøyet, og bør også konseptuelt skilles fra bevegelseshastigheten til partikler i deformasjonskroppen.
Generelt sett, når deformasjonshastigheten øker, øker deformasjonsmotstanden og plastisiteten avtar. Under kald deformasjon er påvirkningen av deformasjonshastigheten ikke så betydelig som under varm deformasjon, på grunn av fraværet av herdingselimineringsprosessen. Men når deformasjonshastigheten er spesielt høy, må ikke varmen som genereres av plastisk deformasjon (dvs. termisk effekt) forsvinne. Å øke temperaturen i seg selv vil øke plastisiteten og redusere deformasjonsmotstanden.
c. Påvirkningen av spenningstilstand på plastisitet og deformasjonsmotstand
Under ytre krefter genereres indre krefter i et metall, og styrken per arealenhet kalles spenning. Metallet under stress er i en tilstand av stress.
En liten primitiv kube skilles fra den deformerte kroppen, og en spenning av ukjent størrelse men kjent retning påføres den valgte kuben. Dette diagrammet som representerer antall hovedspenninger og deres symboler på et punkt kalles hovedspenningsdiagrammet. Det er ni typer hovedspenningsdiagrammer som representerer spenningstilstanden til metaller, blant dem fire er tredimensjonale hovedspenningsdiagrammer, tre er plane hovedspenningsdiagrammer og to er ensrettede hovedspenningsdiagrammer, som vist i figur {{1} }.
Hovedspenningen forårsaket av strekkspenning er et positivt tegn, mens hovedspenningen forårsaket av trykkspenning er et negativt tegn.
I metalltrykkbehandling er det vanligste man møter de tre retningsbestemte hovedspenningsdiagrammene med samme og forskjellige tall. I det tredimensjonale hovedspenningsdiagrammet for forskjellige tegn er det vanligste hovedspenningsdiagrammet med to trykkspenninger og en strekkspenning.
Når trykkspenningene i alle retninger er like i de tre retningsbaserte trykkspenningsdiagrammet med samme tall( б 1= б 2= б 3) Dessuten, under betingelsen om ingen løshet eller andre defekter inne i metallet , teoretisk sett kan ikke plastisk deformasjon forekomme, bare elastisk deformasjon kan oppstå.
Deformasjonsprosessene som er inkludert i det ulikt triaksiale spenningsdiagrammet inkluderer volumsmiing, støt, lukket stansing, forover og bakover ekstrudering, plate- og profilrulling, etc.
I praktisk produksjon er det sjelden å ta en omvei til det triaksiale strekkspenningsdiagrammet. Bare i strekktester, når innsnevning oppstår, er spenningslinjen ved innsnevningspunktet det viktigste spenningsdiagrammet for triaksial spenning.
Under støt, på grunn av effekten av friksjon, presenteres også et tredimensjonalt trykkspenningsdiagram.
Oppsummert, i spenningstilstanden til et metall under spenning, er trykkspenning gunstig for å øke plastisiteten, mens strekkspenning vil redusere plastisiteten til metallet.
d. Påvirkningen av kalddeformasjonsherding på plastisiteten og deformasjonsmotstanden til metaller
Metall gjennomgår kald plastisk deformasjon, noe som forårsaker endringer i dets mekaniske, fysiske og kjemiske egenskaper. Når graden av deformasjon øker, forbedres alle styrkeindikatorer (elastisk grense, proporsjonal grense, strømningsgrense og styrkegrense), og hardheten forbedres også; Plasisitetsindikatorene (forlengelse, reduksjon i areal og slagfasthet) har redusert til en viss grad; Økt motstand; Korrosjonsmotstanden og termisk ledningsevne reduseres, og metallets magnetiske egenskaper endres. Ved plastisk deformasjon kalles summen av disse endringene i metallets egenskaper kalddeformasjonsherding, forkortet herding.
e. Påvirkningen av ekstra stress og gjenværende stress
Spenningsfordelingen i deformerte metaller er ujevn, og større deformasjon ønskes i områder med høyere spenningsfordeling, mens mindre deformasjon ønskes i områder med lavere spenningsfordeling. På grunn av integriteten til selve det deformerte metallet, genereres en gjensidig balansert indre kraft i det, kjent som tilleggsspenning. Etter at deformasjonen er avsluttet, eksisterer disse balanserte spenningene inne i deformasjonslegemet, og danner restspenninger som påvirker plastisiteten og deformasjonsmotstanden til det deformerte metallet i etterfølgende deformasjonsprosesser.
1.1.4 Prosesstiltak for å forbedre metallplastisiteten og redusere deformasjonsmotstanden
Som svar på hovedfaktorene som påvirker plastisiteten og deformasjonsmotstanden til metaller, kombinert med produksjonspraksis, kan effektive prosesstiltak tas for å forbedre metallplastisiteten og redusere dens deformasjonsmotstand. De vanlig vedtatte prosesstiltakene i produksjon inkluderer:
en. Tilstand på råvarer
For råmaterialer med kaldt overskrift, i tillegg til å kreve ensartet kjemisk sammensetning og struktur uten metallinneslutninger, kreves det generelt mykgjørings- og utglødningsbehandling for å eliminere gjenværende spenning inne i metallet under valsing, gjøre strukturen jevn og redusere hardheten. Hardheten HRB til metallet før kald overskrift er påkrevd å være mindre enn eller lik 80. For middels karbonstål og legert stål, brukes sfæroidiserende gløding generelt for å forbedre kalddeformasjonsplastisiteten til metallet i tillegg til spenningsavlastning og jevn mikrostruktur .
b. Forbedring av glattheten til støpeformer og forbedring av smøreforholdene til metalloverflater
Begge disse tiltakene er rettet mot å redusere friksjonen mellom den deformerbare kroppen og arbeidsflaten til formen, og minimere strekkspenningen forårsaket av friksjon under deformasjon.
c. Velg passende deformasjonsspesifikasjoner
I kaldhodeprosessen (ekstrudering) er det svært få produkter som dannes av én smiing, og krever vanligvis to eller flere smiprosesser. Derfor er det nødvendig å oppnå en rimelig tildeling av deformasjonsmengde hver gang, noe som ikke bare bidrar til å utnytte den kalde deformasjonsplastisiteten til metaller fullt ut, men også bidrar til dannelsen av metaller. For eksempel, i produksjon, brukes kald heading, kald ekstrudering av komposittforming, dobbel reduksjon av bolter og liten deformasjon av muttere.
2023 desember5Uke WBMPproduktanbefaling:
Rolling Dies:
Som en av de profesjonelle verktøyprodusentene, gir rulledyse med høy hardhet, rask levering og god service.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
