U procesu oblikovanja spojnih elemenata, tehnologija hladnog zaglavljivanja (ekstruzije) je glavna tehnologija obrade. Hladno presvlačenje (ekstruzija) spada u kategoriju obrade metala pritiskom. U proizvodnji, na sobnoj temperaturi, vanjske sile se primjenjuju na metal kako bi se oblikovao u unaprijed određeni kalup. Ova metoda se obično naziva hladno nabijanje. U stvari, oblikovanje bilo kojeg spojnog elementa nije moguće postići samo hladnim nabijanjem kao metodom deformacije. Tijekom procesa hladnog savijanja, osim deformacije uz pomoć prevrtanja, postoje i različite metode deformacije kao što su ekstruzija prema naprijed i unatrag, ekstruzija kompozita, probijanje i valjanje. Stoga je pojam "hladno presvlačenje" u proizvodnji samo uvriježen izraz, točnije trebalo bi ga zvati "hladno nabijanje (ekstruzija)". Hladno tiskanje (ekstruzija) ima mnoge prednosti i pogodno je za masovnu proizvodnju spojnih elemenata. Njegove glavne prednosti mogu se sažeti na sljedeći način:
Visoka iskoristivost čelika. Hladno presvlačenje (ekstruzija) je metoda obrade s manje rezanja i bez rezanja, kao što je strojna obrada vijaka sa šesterokutnom glavom i šesterokutnih vijaka sa cilindričnom glavom za šipke. Korištenjem metode obrade rezanjem, stopa iskorištenja čelika je samo 25% do 35%. Međutim, koristeći metodu hladnog skupljanja (ekstruzije), njegova stopa iskorištenja može doseći do 85% do 95%, što je samo neka potrošnja procesa glave materijala, repa materijala i reznih šesterokutnih rubova glave.
Visoka produktivnost. U usporedbi s općom obradom rezanjem, učinkovitost hladnog oblikovanja (ekstruzije) je nekoliko desetaka puta veća.
c. Dobre mehaničke performanse. Dijelovi obrađeni metodom hladnog navlačenja (ekstruzije) imaju mnogo bolju čvrstoću od onih obrađenih rezanjem jer se metalna vlakna ne odsijecaju.
d. Pogodno za automatiziranu proizvodnju. Pričvršćivači (uključujući neke dijelove posebnog oblika) prikladni za proizvodnju hladnog presvlačenja (ekstruzija) su u osnovi simetrični dijelovi, prikladni za proizvodnju korištenjem brzih automatskih strojeva za hladno presvlačenje, a također su i glavna metoda masovne proizvodnje.
Ukratko, metoda hladne obrade (ekstruzije) za obradu spojnih elemenata i dijelova posebnog oblika vrlo je isplativa metoda obrade, koja se naširoko koristi u industriji zatvarača i napredna metoda obrade koja se široko koristi i razvija u zemlji i inozemstvu. Stoga je svrha i svrha ovog poglavlja u potpunosti iskoristiti i poboljšati plastičnost metala, ovladati mehanizmom plastične deformacije metala i razviti znanstvenu i razumnu tehnologiju obrade hladnom glavom (ekstruzijom) za pričvršćivače.
Osnovni pojmovi o deformaciji metala
1.1 Deformacija
Deformacija se odnosi na ukupni relativni pomak malih čestica koje čine metal kada su podvrgnute vanjskim ili unutarnjim silama, uz zadržavanje vlastitog integriteta.
1.1.1 Vrste deformacija
a. Elastična deformacija
Metal se deformira pod djelovanjem vanjskih sila, a kada se vanjska sila ukloni, ima sposobnost vratiti svoj izvorni oblik i veličinu. Ta se deformacija naziva elastična deformacija.
Kvaliteta elastičnosti mjeri se granicom elastičnosti i proporcionalnom granicom.
b. Plastična deformacija
Metal podliježe trajnoj deformaciji pod djelovanjem vanjskih sila (odnosi se na deformaciju koja se ne može vratiti u prvobitno stanje nakon uklanjanja vanjske sile), ali integritet samog metala neće biti uništen, što se naziva plastična deformacija.
Kvaliteta plastičnosti izražava se istezanjem, smanjenjem površine i granicom tečenja.
1.1.2 Metoda ocjenjivanja plastičnosti
Kako bi se ocijenila plastičnost metala, numerički pokazatelj koji se obično koristi naziva se indeks plastičnosti. Indeks plastičnosti izražava se plastičnom deformacijom u trenutku kada uzorak čelika počinje otkazivati. U praktičnoj proizvodnji obično se koriste sljedeće metode:
(1) Vlačno ispitivanje
Brzina istezanja za ispitivanje vlačnosti δ i smanjenje površine ψ Predstaviti. Sposobnost plastične deformacije čeličnih uzoraka pod jednoosnom napetosti često je korišteni indeks plastičnosti u standardima metalnih materijala. δ i ψ Vrijednost se određuje sljedećom formulom:
(Formula 36-1)
(Formula 36-2)
U formuli: L0, Lk - duljina izvorne mjerne duljine i mjerne duljine nakon sloma vlačnog uzorka.
F0, Fk - Površina poprečnog presjeka izvorne i točke loma vlačnog uzorka.
(2) Test savijanja, poznat i kao test spljoštenja
Uzorak treba oblikovati u cilindrični oblik visine Ho 1,5 puta veće od izvornog promjera Do uzorka, a zatim ga ravnati na preši dok se na površini uzorka ne pojavi prva vidljiva pukotina, što je stupanj kompresija u ovom trenutku ε C je indeks plastičnosti. Vrijednost se može izračunati pomoću sljedeće formule:
(Formula 36-3)
U formuli, Ho - izvorna visina cilindričnog uzorka. Hk - Visina uzorka kada se pojavi prva vidljiva pukotina na bočnoj površini tijekom ravnanja.
(3) Test torzije
Ispitivanje uvijanjem izražava se kutom ili brojem zavoja uzorka kada se savija i lomi na torzionom stroju. Najčešće korištena ispitivanja u proizvodnji su vlačna ispitivanja i ispitivanja savijanjem. Bez obzira na metodu ispitivanja, ona je relativna prema određenom stanju naprezanja i stanju deformacije. Dobiveni indeks plastičnosti je samo relativna usporedba, koja pokazuje plastičnost određenog metala pod određenim uvjetima deformacije.
1.1.3 Glavni čimbenici koji utječu na plastičnost metala i otpornost na deformaciju
Pojam plastičnosti i otpornosti metala na deformaciju: Plastičnost metala može se shvatiti kao sposobnost metala da pod utjecajem vanjskih sila stabilno mijenja svoj oblik bez prekidanja veza među česticama. Sila kojom metal djeluje tijekom deformacije na primijenjenu vanjsku silu u kalupu naziva se otpor deformacije.
Glavni čimbenici koji utječu na plastičnost i otpornost metala na deformaciju uključuju sljedeće aspekte:
Utjecaj strukture i kemijskog sastava metala na plastičnost i otpornost na deformaciju
Struktura metala određena je kemijskim sastavom metala, vrstom rešetke njegovih glavnih elemenata, svojstvima, količinom i raspodjelom nečistoća. Što je manje sastavnih elemenata, to je bolja plastičnost. Na primjer, čisto željezo ima visoku plastičnost. Ugljik kao čvrsta talina u željezu također ima dobru plastičnost, dok mu kao spoju plastičnost opada. Spoj Fe3C zapravo je vrlo krt. Općenito, povećanje sastava drugih elemenata u čeliku također može smanjiti njegovu plastičnost.
Indeks otpornosti čelika raste s povećanjem udjela ugljika ( b B b P b S i tako dalje, dok se indeks plastičnosti ( ε,ψ sve smanjuje. Tijekom hladnog deformiranja, za svaki 0.1% povećanja u sadržaju ugljika u čeliku, njegova granica čvrstoće b S raste za približno 6-8 kg/mm2.
Sumpor postoji u čeliku kao željezni sulfid i manganov sulfid. Željezni sulfid je krt, dok manganov sulfid postaje vlaknast i izdužen tijekom obrade pod pritiskom, što rezultira smanjenjem mehaničkog indeksa u poprečnom smjeru okomitom na vlakna. Dakle, sumpor je štetna nečistoća u čeliku, a što je niži sadržaj, to bolje.
Fosfor u čeliku povećava otpornost na deformaciju i smanjuje plastičnost. Čelik s udjelom fosfora većim od {{0}}.1% do 0,2% ima hladnu krtost. Sadržaj fosfora u običnom čeliku kontrolira se na nešto više od nula posto.
Raspodjela nečistoća niskog tališta u metalnoj matrici ima značajan utjecaj na plastičnost.
Ukratko, što je kemijski sastav čelika složeniji i obilniji, to je veći utjecaj na njegovu otpornost i plastičnost. Upravo je to razlog zašto je kod nekih visokolegiranih čelika teško izvesti obradu hladnim nabijanjem (prešanjem).
b. Utjecaj brzine deformacije na plastičnost i otpornost deformaciji
Brzina deformacije je relativni volumen pomaka u jedinici vremena:
(Formule 36-4)
Brzinu deformiranja ne treba brkati s brzinom gibanja alata za deformiranje, a također je treba konceptualno razlikovati od brzine gibanja čestica u tijelu deformiranja.
Općenito govoreći, kako se brzina deformacije povećava, otpornost na deformaciju raste, a plastičnost se smanjuje. Tijekom hladnog deformiranja utjecaj brzine deformiranja nije toliko značajan kao tijekom toplog deformiranja, zbog izostanka procesa eliminacije otvrdnjavanja. Ali kada je brzina deformacije posebno velika, toplina nastala plastičnom deformacijom (tj. toplinski učinak) ne smije se raspršiti. Samo povećanje temperature će povećati plastičnost i smanjiti otpornost na deformaciju.
c. Utjecaj stanja naprezanja na plastičnost i otpornost na deformaciju
Pod vanjskim silama unutar metala se stvaraju unutarnje sile, a čvrstoća po jedinici površine naziva se naprezanje. Metal pod stresom je u stanju stresa.
Mala primitivna kocka se odvaja od deformiranog tijela, a na odabranu kocku djeluje naprezanje nepoznate veličine, ali poznatog smjera. Ovaj dijagram koji predstavlja broj glavnih naprezanja i njihovih simbola u točki naziva se dijagram glavnih naprezanja. Postoji devet vrsta dijagrama glavnog naprezanja koji predstavljaju stanje naprezanja metala, među kojima su četiri trodimenzionalna dijagrama glavnog naprezanja, tri su planarna dijagrama glavnog naprezanja i dva su jednosmjerna dijagrama glavnog naprezanja, kao što je prikazano na slici {{1} }.
Glavno naprezanje uzrokovano vlačnim naprezanjem je pozitivnog predznaka, dok je glavno naprezanje uzrokovano tlačnim naprezanjem negativnog predznaka.
U obradi metala tlakom najčešće se susreću trosmjerni dijagrami glavnih naprezanja istih i različitih brojeva. U trodimenzionalnom dijagramu glavnog naprezanja različitih predznaka najčešći je dijagram glavnog naprezanja s dva tlačna i jednim vlačnim naprezanjem.
Kada su tlačna naprezanja u svim smjerovima jednaka u trosmjernom dijagramu tlačnih naprezanja istog broja ( b 1= b 2= b 3) Štoviše, pod uvjetom da unutar metala nema labavosti ili drugih nedostataka , teoretski ne može doći do plastične deformacije, može doći samo do elastične deformacije.
Procesi deformacije uključeni u dijagram nejednakih triaksijalnih naprezanja uključuju volumensko kovanje, presvlačenje, zatvoreno probijanje, ekstruziju naprijed i nazad, valjanje ploča i profila itd.
U praktičnoj proizvodnji rijetko se zaobilazi dijagram troosnog vlačnog naprezanja. Samo kod vlačnih ispitivanja, kada dođe do grla, linija naprezanja na točki grla je glavni dijagram naprezanja troosne napetosti.
Tijekom uzdizanja, zbog djelovanja trenja, prikazan je i trodimenzionalni dijagram tlačnog naprezanja.
Ukratko, u stanju naprezanja metala pod naprezanjem, tlačno naprezanje je korisno za povećanje plastičnosti, dok će vlačno naprezanje smanjiti plastičnost metala.
d. Utjecaj hladnog deformacijskog otvrdnjavanja na plastičnost i otpornost metala na deformiranje
Metal se podvrgava hladnoj plastičnoj deformaciji, što uzrokuje promjene u njegovim mehaničkim, fizikalnim i kemijskim svojstvima. Kako se stupanj deformacije povećava, poboljšavaju se svi pokazatelji čvrstoće (granica elastičnosti, granica proporcionalnosti, granica protoka i granica čvrstoće), a poboljšava se i tvrdoća; Pokazatelji plastičnosti (istezanje, smanjenje površine i udarna žilavost) su se donekle smanjili; Povećana otpornost; Otpornost na koroziju i toplinska vodljivost se smanjuju, a magnetska svojstva metala se mijenjaju. Kod plastične deformacije zbroj tih promjena u svojstvima metala naziva se kaljenje hladnom deformacijom, skraćeno kaljenje.
e. Utjecaj dodatnog naprezanja i zaostalog naprezanja
Raspodjela naprezanja u deformiranim metalima je neravnomjerna, te je veća deformacija poželjna u područjima s većom raspodjelom naprezanja, dok je manja deformacija poželjna u područjima s nižom raspodjelom naprezanja. Zbog cjelovitosti samog deformiranog metala, unutar njega se stvara međusobno uravnotežena unutarnja sila, poznata kao dodatno naprezanje. Nakon završetka deformacije, ti uravnoteženi naponi postoje unutar deformacijskog tijela, tvoreći zaostala naprezanja koja utječu na plastičnost i otpornost deformacije deformiranog metala u kasnijim procesima deformacije.
1.1.4 Procesne mjere za poboljšanje plastičnosti metala i smanjenje otpornosti na deformaciju
Kao odgovor na glavne čimbenike koji utječu na plastičnost i otpornost metala na deformaciju, u kombinaciji s proizvodnom praksom, mogu se poduzeti učinkovite procesne mjere za poboljšanje plastičnosti metala i smanjenje njegove otpornosti na deformaciju. Uobičajeno usvojene procesne mjere u proizvodnji uključuju:
a. Stanje sirovina
Za sirovine hladnog cijepanja, uz zahtjev za jednolikim kemijskim sastavom i strukturom bez metalnih inkluzija, općenito je potreban postupak omekšavanja i žarenja kako bi se eliminirao zaostali napon unutar metala tijekom valjanja, struktura učinila jednoličnom i smanjila tvrdoća. Tvrdoća HRB metala prije hladnog namještanja mora biti manja od ili jednaka 80. Za srednje ugljični čelik i legirani čelik općenito se usvaja sferoidizirajuće žarenje kako bi se poboljšala plastičnost hladnog deformiranja metala uz smanjenje naprezanja i ujednačenu mikrostrukturu .
b. Poboljšanje glatkoće kalupa i poboljšanje uvjeta podmazivanja metalnih površina
Obje ove mjere usmjerene su na smanjenje trenja između deformabilnog tijela i radne površine kalupa, te minimiziranje vlačnog naprezanja uzrokovanog trenjem tijekom deformacije.
c. Odaberite odgovarajuće specifikacije deformacije
U procesu hladnog skupljanja (ekstruzije), postoji vrlo malo proizvoda koji se formiraju jednim kovanjem i općenito zahtijevaju dva ili više procesa kovanja. Stoga je potrebno postići razumnu raspodjelu količine deformacije svaki put, što ne samo da pogoduje potpunom iskorištavanju plastičnosti hladnog deformiranja metala, već također pogoduje oblikovanju metala. Na primjer, u proizvodnji se koristi hladno savijanje, oblikovanje kompozita hladnom ekstruzijom, dvostruka redukcija vijaka i mala deformacija matica.
2023 prosinac5Tjedan WBMPPreporuka proizvoda:
Rolling Dies:
Kao jedan od profesionalnih proizvođača alata, nudi kalup za kotrljanje visoke tvrdoće, brzu isporuku i dobru uslugu.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
