1. Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt đến việc nâng cao độ bền mỏi của bu lông

Từ lâu, ô tô dây buộcs đã bị chi phối bởi các đặc điểm cơ bản của nhiều loại, chủng loại và thông số kỹ thuật. Việc lựa chọn và sử dụng nó liên quan đến phân tích cấu trúc, thiết kế kết nối, phân tích lỗi và mỏi, yêu cầu ăn mòn và phương pháp lắp ráp, v.v. Những yếu tố liên quan này quyết định phần lớn chất lượng và độ tin cậy cuối cùng của các sản phẩm ô tô.

Tuổi thọ mỏi của bu lông cường độ cao ô tô luôn là một vấn đề quan trọng. Dữ liệu cho thấy hầu hết các hỏng hóc của bu lông là do hỏng mỏi và hầu như không có dấu hiệu hỏng hóc do mỏi của bu lông. Vì vậy, tai nạn lớn dễ xảy ra khi xảy ra hiện tượng mỏi. Xử lý nhiệt có thể tối ưu hóa các đặc tính của vật liệu làm dây buộc và tăng độ bền mỏi của chúng. Do nhu cầu sử dụng bu lông cường độ cao ngày càng tăng, điều quan trọng hơn là phải cải thiện độ bền mỏi của vật liệu bu lông thông qua xử lý nhiệt.

1. Sự hình thành các vết nứt mỏi trên vật liệu

Nơi bắt đầu xuất hiện vết nứt mỏi được gọi là nguồn mỏi. Nguồn mỏi rất nhạy cảm với cấu trúc vi mô của bu lông và có thể gây ra các vết nứt mỏi ở quy mô rất nhỏ, thường trong khoảng 3 đến 5 cỡ hạt. Chất lượng bề mặt của bu lông là vấn đề chính. Nguồn gốc của hiện tượng mỏi, phần lớn hiện tượng mỏi bắt nguồn từ bề mặt bu lông hoặc phần dưới bề mặt. Một số lượng lớn các sai lệch, một số nguyên tố hợp kim hoặc tạp chất trong tinh thể của vật liệu bu lông và sự khác biệt về độ bền ranh giới hạt đều có thể dẫn đến hình thành vết nứt do mỏi. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các vết nứt do mỏi dễ xảy ra ở các vị trí sau: ranh giới hạt, các tạp chất bề mặt hoặc các hạt pha thứ hai và các lỗ rỗng. Những vị trí này đều liên quan đến cấu trúc vi mô phức tạp và có thể thay đổi của vật liệu. Nếu cấu trúc vi mô có thể được cải thiện sau khi xử lý nhiệt, độ bền mỏi của vật liệu bu lông có thể được cải thiện ở một mức độ nhất định.

2. Ảnh hưởng của quá trình khử cacbon đến độ bền mỏi

Quá trình khử cacbon trên bề mặt bu lông sẽ làm giảm độ cứng bề mặt và khả năng chống mài mòn của bu lông sau khi tôi, đồng thời làm giảm đáng kể độ bền mỏi của bu lông. Có một thử nghiệm khử cacbon cho hiệu suất của bu lông theo tiêu chuẩn GB/T3098.1 và độ sâu khử cacbon tối đa được chỉ định. Khi phân tích nguyên nhân khiến bu lông trục 35CrMo bị hỏng, người ta nhận thấy có một lớp được khử cacbon ở điểm nối giữa ren và thanh. Fe3C có thể phản ứng với O2, H2O, H2 ở nhiệt độ cao để khử Fe3C trong vật liệu bu lông, từ đó làm tăng pha ferit của vật liệu bu lông, làm giảm độ bền của vật liệu bu lông và dễ gây ra các vết nứt vi mô. Trong quá trình xử lý nhiệt, nhiệt độ gia nhiệt phải được kiểm soát tốt, đồng thời phải sử dụng hệ thống sưởi bảo vệ không khí có thể kiểm soát để giải quyết vấn đề này.

3. Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đến độ bền mỏi

Sự tập trung ứng suất trên bề mặt bu lông sẽ làm giảm độ bền bề mặt của nó. Khi chịu tác dụng của tải trọng động xen kẽ, quá trình biến dạng vi mô và phục hồi sẽ tiếp tục xảy ra tại phần tập trung ứng suất của vết khía và ứng suất mà nó nhận được lớn hơn rất nhiều so với phần không tập trung ứng suất nên dễ dẫn đến sự hình thành các vết nứt mỏi.

Chốt được xử lý nhiệt và tôi luyện để cải thiện cấu trúc vi mô và có các đặc tính cơ học toàn diện tuyệt vời, có thể cải thiện độ bền mỏi của vật liệu bu lông, kiểm soát hợp lý kích thước hạt để đảm bảo năng lượng tác động ở nhiệt độ thấp và cũng có độ bền va đập cao hơn. Xử lý nhiệt hợp lý để tinh chế hạt và rút ngắn khoảng cách giữa các ranh giới hạt có thể ngăn ngừa các vết nứt do mỏi. Nếu có một lượng râu hoặc hạt thứ hai nhất định trong vật liệu, các pha được thêm vào này có thể ngăn ngừa sự trượt thường xuyên ở một mức độ nhất định. Độ trượt của đai ngăn cản sự hình thành và mở rộng của các vết nứt nhỏ.

2. Môi trường làm nguội và môi trường xử lý để xử lý nhiệt

Ốc vít cường độ cao ô tô có một loạt tính năng kỹ thuật: cấp độ chính xác cao; điều kiện sử dụng khắc nghiệt, nó sẽ chịu được ảnh hưởng của chênh lệch nhiệt độ khắc nghiệt và lạnh quanh năm cùng với vật chủ, đồng thời chịu được sự xói mòn của nhiệt độ cao và thấp; tải trọng tĩnh, tải động, quá tải, tải nặng và ăn mòn môi trường, ngoài tác dụng của tải trọng kéo dọc trục được siết trước còn phải chịu thêm tải trọng kéo xen kẽ, tải trọng cắt ngang xen kẽ hoặc tải trọng uốn tổng hợp trong quá trình làm việc Đôi khi nó cũng phải chịu tải trọng tác động; tải trọng xen kẽ ngang bổ sung có thể làm cho bu lông bị lỏng, tải trọng xen kẽ dọc trục có thể gây ra gãy mỏi của bu lông và tải trọng kéo dọc trục có thể gây ra gãy muộn của bu lông, cũng như điều kiện nhiệt độ cao. Sự leo của bu lông, v.v.

Một số lượng lớn các bu lông bị hỏng cho thấy chúng đã bị gãy dọc theo phần chuyển tiếp giữa đầu bu lông và thân cây trong quá trình phục vụ; chúng bị kéo ra dọc theo điểm nối của ren bu lông thân cây và thân cây; và có các khóa trượt dọc theo phần ren. Phân tích kim loại: Có nhiều ferit không hòa tan trên bề mặt và lõi của bu lông, và quá trình làm nguội không đủ austenit, cường độ ma trận không đủ và nồng độ ứng suất là một trong những lý do quan trọng dẫn đến thất bại. Vì lý do này, đây là một liên kết rất quan trọng để đảm bảo độ cứng của mặt cắt bu lông và tính đồng nhất của kết cấu.

Chức năng của dầu tôi là nhanh chóng loại bỏ nhiệt của bu lông kim loại nóng đỏ và giảm chúng đến nhiệt độ biến đổi martensite để thu được cấu trúc martensite có độ cứng cao và độ sâu của lớp cứng. Đồng thời cũng phải tính đến việc giảm biến dạng của bu lông và ngăn ngừa nứt. Do đó, đặc tính cơ bản của dầu làm nguội là "đặc tính làm mát", được đặc trưng bởi tốc độ làm mát nhanh hơn ở giai đoạn nhiệt độ cao và tốc độ làm mát chậm hơn ở giai đoạn nhiệt độ thấp. Đặc tính này rất phù hợp với yêu cầu dập của thép kết cấu hợp kim ≥ 10.9 bu lông cường độ cao.

Dầu làm nguội nhanh tạo ra các phản ứng phân hủy nhiệt, oxy hóa và trùng hợp trong quá trình sử dụng, dẫn đến thay đổi đặc tính làm mát. Độ ẩm vết trong dầu sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất làm mát của dầu, dẫn đến độ sáng giảm và độ cứng không đồng đều của ốc vít sau khi nguội. Tạo ra các điểm mềm hoặc thậm chí có xu hướng nứt. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các vấn đề biến dạng do làm nguội dầu một phần là do nước trong dầu gây ra. Ngoài ra, hàm lượng nước trong dầu còn làm tăng tốc độ nhũ hóa và hư hỏng của dầu, đồng thời thúc đẩy sự hỏng hóc của các chất phụ gia trong dầu. Khi hàm lượng nước trong dầu lớn hơn hoặc bằng 0.1%, khi dầu nóng lên, nước tích tụ ở đáy thùng dầu có thể nở ra đột ngột về thể tích, có thể khiến dầu tràn vào thùng tôi và gây ra Một đám cháy.

Đối với dầu làm nguội nhanh được sử dụng trong lò đai lưới liên tục, dựa trên dữ liệu về đặc tính làm nguội được tích lũy trong thử nghiệm khoảng thời gian 3 tháng, có thể thiết lập độ ổn định và đặc tính làm nguội của dầu, xác định tuổi thọ thích hợp của quá trình làm nguội dầu và dự đoán hiệu suất của dầu tôi. Thay đổi các vấn đề liên quan, từ đó giảm thiểu việc làm lại hoặc thất thoát chất thải do thay đổi đặc tính làm nguội của dầu, khiến nó trở thành phương pháp kiểm soát thông thường trong sản xuất. Độ sâu đông cứng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của bu lông sau khi xử lý nhiệt. Khi độ cứng của vật liệu kém, tốc độ làm mát của môi trường làm mát chậm và kích thước bu lông lớn, lõi bu lông không thể được làm nguội hoàn toàn thành martensite trong quá trình làm nguội. Tổ chức làm giảm mức độ sức mạnh của vùng tim, đặc biệt là sức mạnh năng suất. Điều này rõ ràng là rất bất lợi đối với những bu lông chịu ứng suất kéo phân bố đều dọc theo toàn bộ mặt cắt ngang. Độ cứng không đủ làm giảm sức mạnh. Kiểm tra kim loại học cho thấy có cấu trúc ferit proeutectoid và ferit dạng lưới trong lõi, cho thấy độ cứng của bu lông cần phải được tăng cường. Như chúng ta đã biết, có hai cách tăng độ cứng để tăng nhiệt độ tôi; tăng độ cứng của môi trường tôi, có thể làm tăng độ sâu đông cứng của bu lông một cách hiệu quả.

Houghto-Quench đã phát triển đặc biệt dầu làm nguội nhanh dựa trên dầu làm nguội tốc độ trung bình ban đầu, Houghto-Quench G. Houghto-Quench K2000 đã cải thiện hơn nữa khả năng làm cứng của nó và đặc biệt thích hợp để sử dụng trong quá trình làm nguội và làm mát ốc vít. Độ sâu làm cứng thỏa đáng.

Giai đoạn màng hơi của dầu làm nguội nhanh là ngắn, nghĩa là giai đoạn nhiệt độ cao của dầu nguội đi nhanh chóng. Tính năng này có lợi cho việc đạt được lớp cứng sâu hơn cho thép 10B33 và 45 bu lông M20 và đai ốc M42, trong khi đối với thép SWRCH35K và 10B28, nó chỉ giảm khi độ dày nhỏ hơn hoặc bằng bu lông M12 và đai ốc M30 thì độ cứng có thể của lõi và độ cứng bề mặt có sự khác biệt nhỏ. Từ việc phân tích sự phân bố tốc độ làm mát, ngoài việc làm mát nhanh cần thiết ở giai đoạn nhiệt độ trung bình và cao, tốc độ làm mát ở nhiệt độ thấp của dầu có ảnh hưởng lớn hơn đến độ sâu của lớp cứng. Tốc độ làm nguội ở nhiệt độ thấp càng cao thì lớp cứng càng sâu. Điều này rất thuận lợi để các ốc vít cường độ cao chịu tải đồng đều trên toàn bộ mặt cắt và cần đạt được khoảng 90% cấu trúc martensite trước khi ủ ở trạng thái tôi. Các chỉ số đánh giá bao gồm gần 20 chỉ số như điểm chớp cháy, độ nhớt, giá trị axit, khả năng chống oxy hóa, carbon dư, tro, bùn, tốc độ làm nguội và độ sáng khi tôi.

Đối với các bu lông có kích thước lớn hơn, chất dập tắt PAG là giải pháp chính, đáp ứng yêu cầu dập tắt của hầu hết các sản phẩm. Chất làm nguội PAG đang ở giai đoạn sôi trong vùng biến đổi martensite, tốc độ làm nguội cao và có nhiều rủi ro hơn. Nó có thể được điều chỉnh bằng cách tập trung. Tốc độ làm mát ở chỉ số chính là khoảng 300oC. Tốc độ làm nguội ở điểm nhiệt độ này càng thấp thì khả năng ngăn chặn vết nứt nguội càng mạnh và mác thép càng phù hợp. Sự ổn định của tốc độ làm mát đối lưu trong quá trình sử dụng là yếu tố quan trọng nhất để đảm bảo chất lượng làm nguội.

Trong các mẫu bu lông bị hỏng sớm, có thể thấy có vết nứt trên ren của bu lông bị gãy gần vết nứt. Nguyên nhân chính là do bu lông được cán không đúng cách. Gây ra bởi sự gấp nếp; các vết nứt vi mô có độ sâu khác nhau cũng có thể được nhìn thấy ở dưới cùng của sợi và khối u tích hợp trong quá trình gia công tạo thành một vùng tập trung ứng suất. Tiêu chuẩn GB/T5770.3-2000 "Các yêu cầu đặc biệt đối với Bu lông, Vít và Đinh tán có khuyết tật bề mặt trên Chốt" quy định rằng các nếp gấp không quá một phần tư chiều cao biên dạng ren trên đường kính bước của bu lông chịu ứng suất là được phép Việc gấp và tích tụ đáy ren không được phép có khuyết tật, và nếp gấp là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến gãy bu lông. Việc sử dụng chất bôi trơn cực áp của Houghton để xử lý ren bu lông có thể ngăn chặn hiệu quả sự hình thành mép và giảm sự tập trung ứng suất, từ đó giúp cải thiện tuổi thọ mỏi của bu lông.

3. Bảo vệ bề mặt và phát triển công nghệ ốc vít ô tô

Các ốc vít trên ô tô, đặc biệt là bu lông buộc, kẹp ống, kẹp đàn hồi,… trong quá trình sử dụng ở trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt và thường bị ăn mòn nghiêm trọng, thậm chí khó tháo rời do rỉ sét. Vì vậy, ốc vít phải có đặc tính chống ăn mòn tốt. Các phương pháp phổ biến nhất hiện nay được sử dụng là mạ điện, hợp kim kẽm-niken, xử lý photphat, làm đen và dacromet trên bề mặt. Do hạn chế về hàm lượng crom hóa trị sáu trong lớp phủ bề mặt của ốc vít ô tô, nó không đáp ứng các tiêu chuẩn của chỉ thị bảo vệ môi trường và các sản phẩm có chứa chất độc hại không được phép đưa vào thị trường, điều này đặt ra mức cao chưa từng có trong đổi mới khả năng của dây buộc ô tô xử lý bề mặt Yêu cầu tiêu chuẩn về môi trường.

1. Geomet phủ kẽm-nhôm gốc nước

Công nghệ phủ mới thân thiện với môi trường-lớp phủ nhôm kẽm dạng vảy Geomet, Tập đoàn Enoufu đã phát triển một công nghệ hoàn chỉnh dựa trên hơn 30 năm kinh nghiệm về công nghệ chống gỉ bề mặt DACROMET và sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển. Công nghệ xử lý bề mặt crom mới --- GEOMET.

Cơ chế chống rỉ sét, cấu tạo của màng được xử lý bằng Gummet cũng giống như màng được xử lý bằng Dacromet. Các tấm kim loại được xếp chồng lên nhau thành từng lớp tạo thành một lớp màng kết hợp với chất kết dính gốc silicon để phủ lên bề mặt.

Ưu điểm của Geomet: Tính dẫn điện, tấm kim loại có độ bền cao giúp bu lông của Geomet dẫn điện. Khả năng thích ứng với sơn, Geomet có thể được sử dụng làm lớp sơn lót cho hầu hết các loại sơn kể cả mạ điện. Bảo vệ môi trường, dung dịch gốc nước, không chứa crom, không tạo ra nước thải và không thải chất độc hại vào không khí. Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, độ dày màng chỉ 6-8μm, có thể đạt được thử nghiệm phun muối hơn 1000h. Khả năng chịu nhiệt, màng vô cơ và màng không chứa độ ẩm. Quá trình tạo giòn không chứa hydro, quá trình phủ không chứa axit và điện phân, tránh hiện tượng giòn do hydro như quá trình mạ điện thông thường.

Độ ổn định của hệ số ma sát là rất quan trọng đối với việc lắp ráp ốc vít ô tô. Lớp phủ nhôm kẽm bong tróc gốc nước là giải pháp khắc phục hệ số ma sát. Trên cơ sở lớp phủ nhôm kẽm, lớp phủ bề mặt vô cơ gốc nước có chức năng bôi trơn --- PLUS được áp dụng.

2. Công nghệ phủ điện di

Trong những năm gần đây, một số ốc vít của một số công ty ô tô đã sử dụng lớp phủ điện di thay vì thụ động sau khi mạ điện. Nói một cách đơn giản, nguyên lý của lớp phủ điện di là “khác giới hút nhau”, giống như nam châm. Điện di cực dương được phủ bằng bu lông trên cực dương và sơn được tích điện âm; trong khi điện di catốt được phủ bằng bu lông trên cực âm thì sơn được tích điện dương. Như chúng ta đã biết, sơn điện di có tính cơ giới hóa cao, thân thiện với môi trường, màng sơn có khả năng chống ăn mòn rất tốt. Tái chế và tái sử dụng tài nguyên nước để giảm phát thải; tăng cường thu hồi kim loại nặng để giảm phát thải; giảm lượng khí thải VOC (hợp chất hữu cơ dễ bay hơi); giảm tiêu hao năng lượng (nước, điện, nhiên liệu…), đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường nhằm giảm chi phí, nâng cao chất lượng.

Nó đã được áp dụng cho các bộ phận ô tô và ốc vít trong nhiều năm. Quá trình phủ điện di tương đối trưởng thành. Nó là một sản phẩm thay thế mạ điện. Vật liệu phủ điện di đặc biệt của vật liệu phủ điện di đặc biệt PPGElect ropolyseal, điện di cực dương EPll/SST 120～200h, điện di catốt EPlll/SST 200～300h, điện di catốt EPlV/SST 500～1000h, điện di catốt EP V/SST 1000～1500h; và lớp phủ ZiNC Rich lớp phủ hữu cơ giàu kẽm (dẫn điện).

Với sự phát triển của công nghệ, ngoài lớp phủ điện di catốt có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, lớp phủ điện di anốt có khả năng chống chịu thời tiết nhất định và lớp phủ điện di catốt có khả năng chống ăn mòn cạnh cũng đã được ứng dụng thực tế trên dây chuyền sản xuất. Hiện nay, dòng sơn điện di của PPG đã được nhiều công ty sản xuất ô tô phê duyệt, hàng loạt thông số kỹ thuật đã được thay đổi thành tiêu chuẩn thống nhất, S424 được đổi thành S451, như Ford WSS-M21P41-A2, S451; General Motors GM6047 mã G; Chrysler PS-7902 Mcthod C.

Ưu điểm của lớp phủ điện di là có lợi cho việc bảo vệ môi trường. Lớp phủ điện di sử dụng sơn gốc nước và thụ động sử dụng crom hóa trị ba; nâng cao khả năng chống ăn mòn của sản phẩm, độ bám dính tuyệt vời; không có lỗ cắm, không có ren vít, độ dày màng đồng đều, giá trị mô-men xoắn nhất quán; Quá trình mạ điện + thụ động truyền thống, thử nghiệm phun muối đạt khoảng 144h. Sau khi áp dụng quy trình mạ kẽm + sơn lót giàu kẽm + điện di catốt, thử nghiệm phun muối có thể đạt hơn 1000h, nếu áp dụng quy trình mạ điện + sơn điện di catốt, thử nghiệm phun muối có thể đạt hơn 500h

4, kết luận

Trong tương lai, sự phát triển của ốc vít ô tô sẽ được cá nhân hóa hơn, các quy trình xử lý nhiệt sẽ nổi bật hơn về đặc tính dịch vụ và các công nghệ thông minh, xanh và nhẹ đều sẽ đóng một vai trò quan trọng. Sự phát triển của công nghệ và thiết bị là nền tảng cho sự phát triển của ngành sản xuất tiên tiến, còn rất nhiều dư địa để phát triển. Để thu hẹp khoảng cách với trình độ tiên tiến của nước ngoài, nhiệm vụ còn rất khó khăn, nặng nề và lâu dài.

Liên kết đến bài viết này ： Phân tích xu hướng phát triển mới của công nghệ nhiệt luyện ốc vít ô tô

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com

PTJ® là nhà sản xuất tùy chỉnh cung cấp đầy đủ các thanh đồng, các bộ phận bằng đồng và các bộ phận bằng đồng. Các quy trình sản xuất phổ biến bao gồm làm trống, dập nổi, đúc, dịch vụ dây edm, khắc, hình thành và uốn cong, đảo lộn, nóng rèn và ép, đục lỗ và đục lỗ, cuộn chỉ và khía, cắt, gia công nhiều trục chính, đùn và rèn kim loại và dập. Các ứng dụng bao gồm thanh cái, dây dẫn điện, cáp đồng trục, ống dẫn sóng, linh kiện bóng bán dẫn, ống vi sóng, ống khuôn trống, và luyện kim bột bể đùn.

Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Bạn có thể liên hệ trực tiếp với chúng tôi ( sales@pintejin.com ).