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冷镦钢螺母,冷镦开裂的剖析及控制!
文章来源: ag娱乐平台游戏中心 更新时间: 2023-06-19 16:22:50 浏览次数: 1

冷镦钢盘条是用于制造螺栓、铆钉等紧固件的原质料。冷镦历程接纳一次或多次攻击加载,通过质料的冷作硬化提高工件的抗拉强度,改善质料的使用性能,其要求冷镦用钢具有良好的冷顶锻性能。 为此,本文针对此问题对产品进行质量剖析,找出冷镦开裂的主要原因,以期望提高产品性能。 宏观试样 ML08AL冷镦盘条所生产的螺母泛起的质量问题,具有代表性的墩裂试样,如图1、图2所示。 剖析加工螺钉通例工艺,导致开裂的原因主要有四个方面:原料钢丝外貌裂纹、化学身分、夹杂物及显微组织。 冷镦盘条在出厂中均要逐批进行1/3级别以上的冷顶锻和严格的外貌质量检验,100%及格方可交货,基本可以排除原料钢丝外貌裂纹。本文主要针对其他三个方面进行检验剖析。 图1镦头开裂样 图2扫描电镜下视察镦头开裂的宏观试样 原因剖析 2.1 化学身分剖析 钢材的化学身分是决定钢材性能的基本因素,通过影响显微组织影响钢材性能。对生产的冷镦钢盘条进行化学身分检验,结果如表1所示。 s是钢中的有害元素,使钢爆发热脆性,它还能降低紧固件的疲劳强度和动载强度,任何种类的冷镦钢的含硫量都要尽可能低。 P也是钢中的有害元素,保存于钢中,会导致钢冷变形脆性,同时作为杂质元素,会沿晶界偏析,引起晶界脆化,损害钢的性能,所以应尽可能的低。从表1可以看出,生产的盘条化学各项身分均切合要求,且S、P含量远低于要求上限。 表一盘条化学身分 2.2 钢中非金属夹杂物 钢中非金属夹杂含量高是造成标准件冷镦开裂的一个重要因素。文献标明,非金属夹杂物是造成冷镦开裂的主要原因之一。 其中,非金属夹杂中B类和D类夹杂危害最大。Al2O3夹杂物的尺寸、距钢材外貌的距离对形成裂纹爆发影响,夹杂物的尺寸越大,距钢材外貌越近则危害也越大。一般认为,外貌层(2mm)的B类夹杂不应大于10~15。 将墩裂试样放人丙酮溶液中,经过超声波清洗以后,在扫描电镜下视察,可以在墩裂的裂纹处看见大宗夹杂物保存,如图3所示。 图3扫描电镜下视察墩裂试样的宏观裂纹 应的能谱剖析,如表2所示。 表2宏观裂纹四周的扫描结果 通过图3发明,裂纹处保存许多非金属夹杂物,尺寸巨细基本在10斗m以上。然后进行能谱剖析,然后将墩裂试样的横截面磨平、抛光,在扫描电镜下视察。在裂纹四周,同样发明了大宗的夹杂物保存,如图4所示。对应的能谱剖析如表3所示。 图4扫描电镜下视察到裂纹处保存的夹杂物 表3镦裂处电镜扫描结果剖析 由于ML08Al盘条规格在①8mm以下,加工历程拉拔减面率极大,原位于盘条内部的夹杂物随着拉拔钢丝丝径减小逐渐移至近外貌,虽然未形成钢丝外貌裂纹,可是在下一步冷镦工序中也会导致螺钉开裂。 2.3 显微组织 冷镦盘条的显微组织应该为铁素体+粒状珠光体(F+P),标准一般都划定组织为2~4级,不得有片状珠光体和贝氏体。珠光体球的尺寸和漫衍是影响冷镦性能的主要因素,理想组织是珠光体球粒巨细相近并均匀漫衍在铁素体基体上。 珠光体差别显微组织性能从好到坏的排列顺序为:粒状珠光体、索氏体、细片状珠光体、片状珠光体。金属形变最突出的特点是其不均匀性14】。 当组织中保存一定的魏氏体组织时,会加剧拉拔变形历程中的形变不均匀性,从而导致应力集中。应力集中导致局部拉应力凌驾质料的强度极限,质料爆发断裂。为此,通过试验来视察冷镦钢试样的组织形貌和晶粒巨细。 将镦裂的试样和正常样划分标记为a和b。将试样清洗后,在2%硝酸酒精溶液中浸蚀,然后在金相显微镜下放大200及500倍视察组织并拍照,如图5、图6所示。 过图5、图6所示的冷镦钢金相组织可以发明,两者的基体组织都是网状铁素体+珠光体。 冷镦开裂试样中的金相组织由于受到顶锻压力的作用,组织形状爆发变形,这属于正常现象。同时两者的晶粒尺寸并没有爆发明显的变革,也没有泛起如魏氏组织、马氏体等脆性相。 图5200倍下视察的试样金相组织 图6500倍下视察的试样金相组织 总结 通过化学身分剖析可知,ML08AL的各项元素指标均在标准规模之内,且有害元素S、P的含量远低于要求上限,因此化学身分不是造成产品冷镦开裂的原因。 由螺栓工件的形状可知,帽檐处直径最大,因此,冷镦加工历程中帽檐处金属的塑性应变最大,所蒙受的拉应力最大,最容易爆发开裂缺陷。 加工历程拉拔减面率极大,原位于盘条内部的夹杂物随着拉拔钢丝丝径减小逐渐移至近外貌,虽然未形成钢丝外貌裂纹,可是在下一步冷镦工序中就会导致螺钉开裂。在裂纹四周发明的夹杂物正好成为裂纹源,因此,认为夹杂物是爆发裂纹的主要原因。 过对显微组织的剖析可知,镦裂试样和正常试样的显微组织均为网状铁素体+珠光体,没有泛起如魏氏组织、马氏体等脆性相,故可以说明金相组织不是试样开裂的主要原因。 解决步伐 针对夹杂物的爆发原因,通过制定严格控制转炉下渣、优化精炼渣系、全程掩护浇注等步伐,钢中夹杂物数量及尺寸有了明显改善,产品质量获得了包管。
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