V procesu tváření spojovacích prvků je technologie lisování za studena hlavní technologií zpracování. Česání za studena (extruze) patří do kategorie tlakového zpracování kovů. Při výrobě při pokojové teplotě působí na kov vnější síly, aby se vytvořil v předem určené formě. Tato metoda se obvykle nazývá studený nadpis. Ve skutečnosti není tvarování jakéhokoli spojovacího prvku dosažitelné pouze pomocí tváření za studena jako deformační metody. Během procesu tváření za studena existují kromě pěchovací deformace také různé deformační metody, jako je dopředná a zpětná extruze, extruze kompozitu, děrování a válcování. Proto je výraz "studená hlavice" ve výrobě pouze vžitým pojmem, přesněji řečeno "studená hlavice (protlačování)". Česání za studena (extruze) má mnoho výhod a je vhodné pro hromadnou výrobu spojovacího materiálu. Jeho hlavní výhody lze shrnout takto:
Vysoká míra využití oceli. Studená hlava (extruze) je méně řezná a neřezná metoda zpracování, jako je obrábění šroubů se šestihrannou hlavou a šroubů se šestihrannou válcovou hlavou pro tyče. Při použití metody zpracování řezáním je míra využití oceli pouze 25% až 35%. Při použití metody ražení za studena (extruze) však může její míra využití dosáhnout až 85 % až 95 %, což je pouze určitá spotřeba procesu hlavy materiálu, zbytků materiálu a řezných hran šestihranných hlav.
Vysoká produktivita. Ve srovnání s obecným řezáním je účinnost tváření za studena (extruzí) několik desítekkrát vyšší.
C. Dobrý mechanický výkon. Díly zpracované metodou ražení za studena (extruze) mají mnohem lepší pevnost než díly zpracované řezáním, protože kovová vlákna nejsou odříznuta.
d. Vhodné pro automatizovanou výrobu. Spojovací prvky (včetně některých tvarově speciálních dílů) vhodné pro výrobu za studena (protlačování) jsou v podstatě symetrické díly, vhodné pro výrobu na rychloběžných automatických strojích na hlavičku za studena a jsou také hlavním způsobem hromadné výroby.
Stručně řečeno, metoda ražení za studena (extruze) pro zpracování spojovacích prvků a dílů speciálního tvaru je vysoce nákladově efektivní metoda zpracování, která je široce používána v průmyslu spojovacích materiálů a pokročilá metoda zpracování široce používaná a vyvíjená doma i v zahraničí. Účelem a účelem této kapitoly je proto plně využít a zlepšit plasticitu kovů, zvládnout mechanismus kovové plastické deformace a vyvinout vědeckou a rozumnou technologii zpracování spojovacích prvků za studena (extruze).
Základní pojmy deformace kovů
1.1 Deformace
Deformace se týká celkového relativního přemístění malých částic, které tvoří kov, když jsou vystaveny vnějším nebo vnitřním silám, při zachování jeho vlastní integrity.
1.1.1 Druhy deformací
A. Elastická deformace
Kov podléhá deformaci působením vnějších sil, a když je vnější síla odstraněna, má schopnost obnovit svůj původní tvar a velikost. Tato deformace se nazývá elastická deformace.
Kvalita pružnosti se měří mezí pružnosti a mezí proporcionality.
b. Plastická deformace
Kov podléhá trvalé deformaci působením vnějších sil (označuje deformaci, kterou nelze po odstranění vnější síly vrátit do původního stavu), ale nedojde k porušení celistvosti kovu samotného, což se nazývá plastická deformace.
Kvalita plasticity je vyjádřena tažností, zmenšením plochy a mezí kluzu.
1.1.2 Metoda hodnocení plasticity
Pro hodnocení plasticity kovů se běžně používaný číselný ukazatel nazývá index plasticity. Index plasticity je vyjádřen plastickou deformací v okamžiku, kdy vzorek oceli začíná selhávat. V praktické výrobě se obvykle používají následující metody:
(1) Zkouška tahem
Míra prodloužení pro zkoušku tahem δ A zmenšení plochy ψ Pro reprezentaci. Schopnost plastické deformace ocelových vzorků pod jednoosým tahem je běžně používaný index plasticity v normách pro kovové materiály. δ a ψ Hodnota je určena následujícím vzorcem:
(Vzorec 36-1)
(Vzorec 36-2)
Ve vzorci: L0, Lk - délka původní měřené délky a měřená délka po porušení tahového vzorku.
F0, Fk - Plocha průřezu původního a zlomového bodu tahového vzorku.
(2) Test pěchování, také známý jako test zploštění
Jedná se o vytvoření vzorku do válcového tvaru s výškou Ho 1,5násobku původního průměru Do vzorku a poté jej zploštit na lisu, dokud se na povrchu vzorku neobjeví první viditelná trhlina, což je stupeň stlačení v tomto okamžiku ε C je index plasticity. Hodnotu lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:
(Vzorec 36-3)
Ve vzorci Ho - původní výška válcového vzorku. Hk - Výška vzorku, kdy se na bočním povrchu během zploštění objeví první viditelná trhlina.
(3) Torzní zkouška
Torzní zkouška je vyjádřena úhlem nebo počtem závitů vzorku při jeho zkroucení a porušení na torzním stroji. Nejčastěji používanými zkouškami ve výrobě jsou zkoušky tahem a zkoušky pěchováním. Bez ohledu na zkušební metodu je relativní ke konkrétnímu napěťovému stavu a deformačním podmínkám. Index plasticity z toho získaný je pouze relativní srovnání, udávající plasticitu určitého kovu za určitých podmínek deformace.
1.1.3 Hlavní faktory ovlivňující plasticitu kovu a odolnost proti deformaci
Pojem plasticity a deformační odolnosti kovů: Plastičnost kovů lze chápat jako schopnost kovů stabilně měnit svůj tvar působením vnějších sil, aniž by došlo k porušení spojení mezi částicemi. Síla, kterou působí kov během deformace na působící vnější sílu ve formě, se nazývá deformační odpor.
Mezi hlavní faktory ovlivňující plasticitu a deformační odolnost kovů patří následující aspekty:
Vliv struktury a chemického složení kovu na plasticitu a deformační odolnost
Struktura kovu je určena chemickým složením kovu, mřížkovým typem jeho hlavních prvků, vlastnostmi, množstvím a distribucí nečistot. Čím méně prvků, tím lepší je plasticita. Například čisté železo má vysokou plasticitu. Uhlík jako pevná tavenina v železe má také dobrou plasticitu, zatímco jako sloučenina jeho plasticita klesá. Sloučenina Fe3C je ve skutečnosti velmi křehká. Obecně platí, že zvýšení složení jiných prvků v oceli může také snížit její plasticitu.
Index odporu oceli se zvyšuje s rostoucím obsahem uhlíku ( б B б P б S atd. všechny rostou, zatímco index plasticity ( ε,ψ Všechny klesají. Během deformace za studena, pro každé zvýšení o 0,1 %) v obsahu uhlíku v oceli se její mez pevnosti б S zvyšuje přibližně o 6-8 kg/mm2.
Síra existuje v oceli jako sulfid železa a sulfid manganu. Sulfid železa je křehký, zatímco sirník manganatý se během tlakového zpracování stává vláknitým a prodlužujícím se, což má za následek snížení mechanického indexu v příčném směru kolmém k vláknům. Síra je tedy škodlivá nečistota v oceli a čím nižší obsah, tím lépe.
Fosfor v oceli zvyšuje odolnost proti deformaci a snižuje plasticitu. Ocel s obsahem fosforu vyšším než {{0}},1 % až 0,2 % má křehkost za studena. Obsah fosforu v obecné oceli je omezen na něco málo přes nula procent.
Distribuce nečistot s nízkou teplotou tání v kovové matrici má významný vliv na plasticitu.
Stručně řečeno, čím složitější a hojnější chemické složení oceli, tím větší dopad na její odolnost a plasticitu. To je přesně důvod, proč se některé vysoce legované oceli obtížně zpracovávají za studena (lisování).
b. Vliv rychlosti deformace na plasticitu a deformační odpor
Rychlost deformace je relativní objem posunutí za jednotku času:
(Vzorce 36-4)
Rychlost deformace by neměla být zaměňována s rychlostí pohybu deformačního nástroje a měla by být také koncepčně odlišena od rychlosti pohybu částic v deformačním tělese.
Obecně řečeno, s rostoucí rychlostí deformace se zvyšuje deformační odpor a snižuje se plasticita. Při deformaci za studena není vliv rychlosti deformace tak výrazný jako při deformaci za tepla, vzhledem k absenci procesu eliminace kalení. Ale když je rychlost deformace obzvláště vysoká, teplo generované plastickou deformací (tj. tepelný efekt) se nesmí odvádět. Samotné zvýšení teploty zvýší plasticitu a sníží odolnost proti deformaci.
C. Vliv napjatosti na plasticitu a deformační odolnost
Při vnějších silách se uvnitř kovu generují vnitřní síly a pevnost na jednotku plochy se nazývá napětí. Kov pod napětím je ve stavu napětí.
Z deformovaného tělesa se oddělí malá primitivní krychle a na vybranou krychli se aplikuje napětí neznámé velikosti, ale známého směru. Tento diagram představující počet hlavních napětí a jejich symboly v bodě se nazývá diagram hlavních napětí. Existuje devět typů diagramů hlavního napětí, které představují stav napětí kovů, z nichž čtyři jsou trojrozměrné diagramy hlavního napětí, tři jsou diagramy rovinného hlavního napětí a dva jsou jednosměrné diagramy hlavního napětí, jak je znázorněno na obrázku {{1} }.
Hlavní napětí způsobené tahovým napětím je kladné znaménko, zatímco hlavní napětí způsobené tlakovým napětím je záporným znaménkem.
Při tlakovém zpracování kovů se nejčastěji setkáváme se třemi hlavními směrovými diagramy napětí se stejnými a různými čísly. V trojrozměrném diagramu hlavního napětí různých značek je nejběžnější diagram hlavního napětí se dvěma tlakovými napětími a jedním tahovým napětím.
Když jsou tlaková napětí ve všech směrech stejná v třísměrném diagramu tlakového napětí se stejným číslem ( б 1= б 2= б 3) Navíc za podmínky, že uvnitř kovu nedochází k žádné vůli nebo jiným defektům , teoreticky nemůže dojít k plastické deformaci, může dojít pouze k elastické deformaci.
Deformační procesy zahrnuté v diagramu nestejného tříosého napětí zahrnují objemové kování, pěchování, uzavřené děrování, protlačování dopředu a dozadu, válcování plechů a profilů atd.
V praktické výrobě je zřídkakdy odbočit k diagramu tříosého tahového napětí. Pouze při tahových zkouškách, kdy dochází ke zužování, je čára napětí v bodě zužování hlavním diagramem napětí tříosého tahu.
Při pěchování je vlivem tření uveden také trojrozměrný diagram tlakového napětí.
Stručně řečeno, ve stavu napětí kovu pod napětím je tlakové napětí prospěšné pro zvýšení plasticity, zatímco napětí v tahu sníží plasticitu kovu.
d. Vliv deformačního zpevnění za studena na plasticitu a deformační odolnost kovů
Kov podléhá plastické deformaci za studena, což způsobuje změny jeho mechanických, fyzikálních a chemických vlastností. S rostoucím stupněm deformace se zlepšují všechny indikátory pevnosti (mez pružnosti, proporcionální mez, mez toku a mez pevnosti) a zlepšuje se také tvrdost; Ukazatele plasticity (prodloužení, zmenšení plochy a rázová houževnatost) se do určité míry snížily; Zvýšená odolnost; Snižuje se odolnost proti korozi a tepelná vodivost a mění se magnetické vlastnosti kovu. Při plastické deformaci se souhrn těchto změn vlastností kovu nazývá deformační zpevnění za studena, zkráceně kalení.
E. Vliv přídavného napětí a zbytkového napětí
Rozložení napětí v deformovaných kovech je nerovnoměrné a v oblastech s vyšším rozložením napětí je žádoucí větší deformace, zatímco v oblastech s nižším rozložením napětí je požadována menší deformace. Díky celistvosti samotného deformovaného kovu se v něm vytváří vzájemně vyvážená vnitřní síla, známá jako přídavné napětí. Po ukončení deformace tato vyvážená napětí existují uvnitř deformačního tělesa a vytvářejí zbytková napětí, která ovlivňují plasticitu a deformační odolnost deformovaného kovu v následných deformačních procesech.
1.1.4 Procesní opatření pro zlepšení plasticity kovu a snížení odolnosti proti deformaci
V reakci na hlavní faktory ovlivňující plasticitu a deformační odolnost kovů v kombinaci s výrobní praxí lze přijmout účinná procesní opatření ke zlepšení plasticity kovu a snížení jeho deformační odolnosti. Mezi běžně používaná procesní opatření ve výrobě patří:
A. Stav surovin
U surovin pro tváření za studena je kromě požadavku jednotného chemického složení a struktury bez kovových vměstků obecně vyžadováno ošetření změkčením a žíháním, aby se odstranilo zbytkové napětí uvnitř kovu během válcování, aby byla struktura jednotná a snížila tvrdost. Tvrdost HRB kovu před ražením za studena musí být menší nebo rovna 80. U středně uhlíkové oceli a legované oceli se obecně používá sféroidizační žíhání, aby se zlepšila plasticita kovu při deformaci za studena kromě odlehčení napětí a jednotné mikrostruktury. .
b. Zlepšení hladkosti forem a zlepšení podmínek mazání kovových povrchů
Obě tato opatření jsou zaměřena na snížení tření mezi deformovatelným tělesem a pracovní plochou formy a minimalizaci tahového napětí způsobeného třením při deformaci.
C. Zvolte vhodné specifikace deformace
V procesu ražení za studena (extruze) existuje velmi málo výrobků, které jsou tvořeny jedním výkovkem a obecně vyžadují dva nebo více procesů kování. Proto je nutné pokaždé dosáhnout rozumného rozdělení velikosti deformace, což vede nejen k plnému využití plasticity deformace za studena kovů, ale také přispívá k tváření kovů. Například při výrobě se používá tváření za studena, tváření kompozitů vytlačováním za studena, dvojitá redukce šroubů a malá deformace matic.
2023 prosinec5Týden WBMPDoporučení produktu:
Válcování matrice:
Jako jeden z profesionálních výrobců nástrojů poskytuje válcovací matrice s vysokou tvrdostí, rychlým dodáním a dobrým servisem.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
