Sebagai komponen inti koneksi mekanis, kinerja sekrup secara langsung menentukan keandalan dan keamanan peralatan. Perlakuan panas adalah proses kritis yang memodifikasi struktur internal sekrup dengan mengendalikan proses pemanasan, isolasi, dan pendinginan untuk mencapai sifat mekanik yang diinginkan (seperti kekuatan, kekerasan, dan ketangguhan). Sekrup yang terbuat dari bahan yang berbeda (seperti baja karbon, baja paduan, dan baja tahan karat) memerlukan solusi perlakuan panas yang disesuaikan untuk memenuhi persyaratan aplikasi yang beragam (seperti otomotif, konstruksi, dan kedirgantaraan).
Tujuan inti dari perlakuan panas sekrup
Sekrup harus menahan beban seperti tegangan, geser, dan dampak selama operasi, dan beberapa juga harus menahan lingkungan yang keras seperti korosi dan suhu tinggi. Tujuan inti dari perlakuan panas adalah untuk mencapai keseimbangan antara kekuatan dan ketangguhan, yang dapat dikategorikan ke dalam tiga kategori utama:
Peningkatan kinerja (tujuan terpenting): Dengan memodifikasi struktur internal (seperti membentuk martensit atau sorbit), kekuatan tarik, kekuatan luluh, dan kekerasan sekrup meningkat, mencegah deformasi plastik atau fraktur di bawah beban. (Aplikasi tipikal termasuk sekrup blok mesin otomotif dan sekrup koneksi jembatan, yang harus menahan beban tinggi tanpa deformasi.)
Meringankan stres internal: Setelah heading dingin (pembentukan) dan pemesinan, tegangan residu tetap ada di dalam sekrup, yang dapat dengan mudah menyebabkan retak atau deformasi dimensi selama penggunaan selanjutnya. Perlakuan panas, melalui proses seperti tempering suhu rendah dan anil penghilang stres, dapat melepaskan tekanan internal ini dan memastikan stabilitas dimensi. (Kasing Penggunaan Khas: Sekrup mikro yang digunakan dalam instrumen presisi membutuhkan akurasi dimensi yang sangat tinggi (mis., Toleransi ± 0,01mm).)
Meningkatkan kemampuan mesin: Beberapa bahan hardness tinggi (seperti baja karbon tinggi) sulit untuk dikerjakan secara langsung. Annealing dapat mengurangi kekerasan dan meningkatkan plastisitas, memfasilitasi heading atau threading dingin. Pendinginan dan temper kemudian dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan. (Kasing Penggunaan Khas: 45# Sekrup baja dianil sebelum dibentuk (untuk mengurangi kekerasan menjadi HB180-220), diikuti dengan pendinginan dan temper setelah pemesinan (untuk meningkatkan kekerasan menjadi HRC35-40).).
Bahan sekrup umum dan proses perlakuan panas yang sesuai
Pilihan bahan sekrup menentukan rute perlakuan panas. Perbedaan komposisi (seperti kandungan karbon dan elemen paduan) antara bahan yang berbeda mengarah pada karakteristik transformasi fase yang sama sekali berbeda dan persyaratan kinerja. Berikut ini adalah kombinasi proses untuk tiga bahan utama:
Baja rendah karbon Q235, 10# baja: Proses perlakuan panas inti (karburisasi memadamkan tempering suhu rendah)
Baja Medium-Karbon 45# Baja, 35# Baja: Tempering Suhu Menengah Melalui
Baja Struktural Paduan 40CR, 35CRMO: Quenching dan Tempering (Quenching Temperature Tempering)
Martensitic Stainless Steel 410, 420: memadamkan tempering suhu rendah
Tautan Proses Utama Perlakuan Panas Sekrup
Perlakuan panas sekrup membutuhkan kontrol ketat dari parameter tiga tahap "pemanasan - menahan - pendinginan" untuk menghindari cacat seperti kekerasan, retak, dan deformasi yang tidak mencukupi. Berikut ini adalah analisis terperinci dari proses inti:
Pretreatment: anil/normalisasi (mempersiapkan pemrosesan selanjutnya atau perlakuan panas akhir)
Annealing: Perlahan panaskan sekrup hingga 30-50 ° C di atas AC3 (baja hypoeutectoid) atau AC1 (baja hypereutectoid), tahan untuk periode waktu, dan kemudian secara perlahan dingin di tungku (laju pendinginan ≤ 50 ° C/jam).
Tujuan: Mengurangi kekerasan (mis., Kekerasan baja# ≤ HB229 setelah anil), mengurangi tekanan pemrosesan, dan memperbaiki ukuran butir dalam persiapan untuk heading dingin atau pendinginan.
Normalisasi: Pemanasan ke suhu yang mirip dengan anil, tetapi memegang diikuti dengan pendinginan di udara (laju pendingin lebih cepat dari anil).
Tujuan: Memproduksi struktur mutiara yang lebih halus dengan kekerasan yang sedikit lebih tinggi daripada anil (45# baja kekerasan HB170-230 setelah normalisasi). Cocok untuk sekrup non-kritis dengan persyaratan kekuatan tertentu.
Perawatan Penguatan: Tempering Quenching (menentukan sifat mekanik akhir sekrup)
(Quenching) mencapai kekerasan tinggi, tetapi juga kerapuhan: sekrup dipanaskan hingga "suhu austenitizing" (mis., 840-860 ° C untuk baja 45#, 830-850 ° C untuk baja 40cr), diadakan pada suhu ini untuk memungkinkan struktur mikro sepenuhnya berubah menjadi austenite. Pendinginan cepat (mis., Pendingin air atau minyak) memungkinkan austenit untuk berubah menjadi martensit, secara signifikan meningkatkan kekerasan.
(Tempering) Kekerasan penyeimbang dan ketangguhan (langkah "penyetelan" inti): sekrup yang dipadamkan dipanaskan kembali menjadi "suhu sub-AC1" (tidak lebih tinggi dari 727 ° C untuk menghindari austenitisasi), diadakan pada suhu ini, dan kemudian mendinginkan untuk mendekomposisi martensit yang lebih keras saat mengarah ke martensit, dan troostite, dan troostit, dan troostit yang sedang mereduksi.
Pengerasan Permukaan: Carburizing/Nitriding (untuk Persyaratan Kekerasan Permukaan Tinggi)
Untuk sekrup baja rendah karbon (seperti 10# baja), karena kandungan karbonnya yang rendah (≤0,15%), pendinginan penuh tidak dapat mencapai kekerasan tinggi. Surface Carburizing diperlukan untuk meningkatkan kekerasan permukaan sambil mempertahankan ketangguhan inti.
Proses karburisasi: Sekrup ditempatkan di tungku karburasi (berisi agen karburisasi seperti metana atau propana) pada 900-950 ° C selama 2-6 jam untuk menaikkan kandungan karbon permukaan menjadi 0,8%-1,2%. Sekrup kemudian didinginkan dan dimatikan pada suhu rendah.
Cacat umum dan pencegahan perlakuan panas sekrup
Selama proses perlakuan panas, kontrol parameter yang tidak tepat atau kesalahan operasional akan menyebabkan sekrup dihapus. Cacat umum dan tindakan pencegahan adalah sebagai berikut:
Kekerasan yang tidak mencukupi
Penyebab: 1. Suhu pendinginan terlalu rendah; 2. waktu penahanan yang tidak mencukupi; 3. Laju pendinginan lambat
Langkah -langkah Pencegahan: 1. Mengatur suhu pendinginan sesuai dengan spesifikasi material; 2. Pastikan waktu penahanan yang cukup; 3. Gunakan pendinginan air untuk baja rendah karbon dan pendinginan minyak untuk baja paduan
Retak padam
Penyebab: 1. Laju pemanasan berlebihan (perbedaan suhu internal dan eksternal yang besar); 2. Laju pendinginan yang berlebihan; 3. sudut/retak tajam di sekrup
Langkah -langkah pencegahan: 1. Pemanasan lambat (pemanasan bertahap); 2. Gunakan pendinginan minyak atau austempering untuk baja paduan; 3. Lepaskan sudut yang tajam selama pemrosesan dan periksa cacat permukaan terlebih dahulu
Deformasi dimensi
Penyebab: 1. Pemanasan/pendinginan yang tidak rata; 2. Bentuk sekrup asimetris; 3. Tempering yang tidak mencukupi
Langkah -langkah pencegahan: 1. Gunakan tungku pemanas yang seragam dan putar sekrup selama pendinginan; 2. Mengoptimalkan desain sekrup (mengurangi variasi ketebalan dinding); 3. Temper segera setelah pendinginan.
Oksidasi dan dekarburisasi
Penyebab: Udara berlebih di tungku pemanas, yang menyebabkan oksidasi permukaan atau kehilangan karbon.
Langkah -langkah Pencegahan: 1. Gunakan tungku atmosfer pelindung (nitrogen/hidrogen); 2. Oleskan lapisan anti-oksidasi ke permukaan sekrup sebelum dipanaskan.
