Pozadina tehnologije:
Pričvršćivači visoke čvrstoćezahtijevaju kaljenje i otpuštanje prema tehničkim zahtjevima.Toplinska obrada kaljenjem i popuštanjemje poboljšanje sveobuhvatnih mehaničkih svojstava pričvršćivača kako bi se zadovoljila specificirana vlačna čvrstoća i omjer tečenja proizvoda. Proces toplinske obrade ima ključan utjecaj na unutarnju kvalitetu pričvršćivača visoke čvrstoće, posebno na njihovu unutarnju kvalitetu. Tijekom procesa toplinske obrade kaljenjem i otpuštanjem, obično se izvan peći dovodi određena količina oksidirajućeg plina. Oksidirajući plin reagirat će s vijkom, uzrokujući dekarburizaciju na površini vijka. Zbog različitih površinskih i unutarnjih struktura, ima različite koeficijente širenja. Tijekom kaljenja mogu se pojaviti površinske pukotine, što smanjuje kvalitetu proizvoda. Tradicionalni proces toplinske obrade uključuje izravno stavljanje vijaka u peć za kaljenje radi kaljenja na visokim temperaturama. Tijekom procesa kaljenja i otpuštanja skloni su pojavi problema poput nedovoljne tvrdoće u kaljenom stanju, neujednačene tvrdoće u kaljenom stanju, prekomjerne deformacije kaljenja i pucanja pri kaljenju. S obzirom na to, potrebno je poboljšati tradicionalni proces toplinske obrade.
Elementi tehničke provedbe:
Kako bi se riješili nedostaci postojeće tehnologije, cilj ovog izuma je osigurati postupak toplinske obrade vijaka s boljim učinkom kaljenja, poboljšanom kvalitetom proizvoda i produljenim vijekom trajanja proizvoda.
Kako bi se postigli gore navedeni ciljevi, predmetni izum usvaja sljedeće tehničko rješenje:
Proces toplinske obrade vijaka uključuje sljedeće korake:
S1. Defosforizacija;
S2. Prethodna obrada: Stavite proizvod u peć za predgrijavanje i kontinuirano ubrizgavajte visokotemperaturni dušik u peć za predgrijavanje. Nakon predgrijavanja od 2,5 do 3 sata, izvadite ga i stavite u peć za cementaciju radi cementacije;
S3. Kaljenje: Stavite proizvod u peć za kaljenje i kontinuirano ubrizgavajte dušik u peć za kaljenje. Nakon ubrizgavanja dušika tijekom 30-40 minuta, polako povisite temperaturu peći za kaljenje na 460-500 ℃ i održavajte je 15-20 minuta prije nego što nastavite s prvom fazom kaljenja; polako povisite temperaturu peći za kaljenje na 550~700 ℃ i održavajte je 20~35 minuta prije nego što nastavite s drugom fazom kaljenja; polako povisite temperaturu peći za kaljenje na 750-850 ℃ i održavajte je 30-45 minuta prije nego što nastavite s trećom fazom kaljenja;
S4. Hlađenje uljem: Izvadite ugašeni proizvod i stavite ga u prvi spremnik ulja za kaljenje radi hlađenja ulja, miješajući svakih 15 minuta i održavajući ga 20-30 minuta; Nakon vađenja, stavite ga u drugi spremnik ulja za kaljenje radi hlađenja ulja, miješajući svakih 15 minuta dok temperatura proizvoda ne padne na 100 ℃;
S5. Uklanjanje ulja: Izvadite ohlađeni proizvod i ostavite ga da odstoji 35-45 minuta, a zatim ispuhnite ulje za gašenje s površine proizvoda hladnim zrakom;
S6. Popuštanje: Stavite odmašćeni proizvod u peć za popuštanje radi popuštanja, podesite temperaturu popuštanja na 110~180 ℃, a vrijeme popuštanja na 1,5~3 sata. Provedite prvu fazu popuštanja; Podignite temperaturu na 370-410 ℃ i popustite 3-6 sati prije nego što nastavite s drugom fazom popuštanja; Nakon popuštanja, ohladite proizvod na zraku do sobne temperature.
Poželjno je da se u koraku s1 iznad otopina za čišćenje sastoji od sljedećih masenih komponenti: 20-36 dijelova butil acetata, 10-13 dijelova poliglikolne kiseline, 16-20 dijelova aminooctene kiseline, 13-22 dijela etil akrilata, 5-9 dijelova trietanolaminske soli oleinske kiseline, 3-16 dijelova etanolamina i 18-26 dijelova vode, što može učinkovito ukloniti mrlje od ulja s površine proizvoda i izbjeći utjecaj na učinak gašenja.
Poželjnije je da prethodno spomenuti spremnik za defosforizaciju bude opremljen otopinom za defosforizaciju, koja odabire otopinu kalijevog hidroksida s koncentracijom od 2,2-6,5 g/l ili otopinu natrijevog hidroksida s koncentracijom od 2,8-6,9 g/l.
Poželjnije je da u prethodno spomenutom koraku s2 visokotemperaturni dušik uvede u peć za predgrijavanje bude dušik u peći za kaljenje u koraku s3, s protokom od 2,5-3,5 l/h. Predgrijavanjem proizvoda, otopina za čišćenje na njegovoj površini može se osušiti, a nagli porast temperature u peći za kaljenje može spriječiti utjecaj na kvalitetu proizvoda.
Nadalje, poželjno je da u koraku s3 iznad brzina protoka dušika bude 4-5 l/h, što može ukloniti zrak iz peći za predgrijavanje, izbjeći oksidacijsku reakciju između kisika i proizvoda te izbjeći dekarburizaciju, koja može uzrokovati kvar navojnih spojeva i skratiti vijek trajanja proizvoda.
Točnije, u koraku s3 gore, brzina zagrijavanja peći za kaljenje tijekom razdoblja zagrijavanja na 460-500 ℃ iznosi 30-40 ℃/min, brzina zagrijavanja tijekom razdoblja zagrijavanja na 550-700 ℃ iznosi 50-60 ℃/min, a brzina zagrijavanja tijekom razdoblja zagrijavanja na 750-850 ℃ iznosi 70-90 ℃/min. Postupno zagrijavanje i kaljenje mogu poboljšati učinak kaljenja proizvoda i poboljšati kvalitetu proizvoda.
Poželjno je da u koraku s4 temperatura ulja za kaljenje u prvom spremniku ulja za kaljenje bude 250-300 ℃, a temperatura ulja za kaljenje u drugom spremniku ulja za kaljenje bude 50-70 ℃.
Poželjnije je da u koraku s5 iznad temperatura hladnog zraka bude 30-35 ℃, a brzina vjetra 20-25 m/s.
Prednosti ovog izuma su da je proces toplinske obrade vijka jednostavan, lagan za rukovanje i ima dobar učinak kaljenja. Predgrijavanjem proizvoda, otopina za čišćenje na njegovoj površini može se osušiti, a nagli porast temperature u peći za kaljenje može izbjeći utjecaj na kvalitetu proizvoda; Visokotemperaturni dušik koji se koristi u peći za predgrijavanje dolazi iz peći za kaljenje, čime se eliminira uređaj za grijanje u peći za predgrijavanje, što može uštedjeti potrošnju energije i smanjiti troškove proizvodnje; Ubrizgavanje dušika u peći za predgrijavanje i kaljenje može ukloniti zrak unutra, izbjegavajući oksidacijske reakcije između kisika i proizvoda, čime se izbjegava dekarburizacija i uzrokuje kvar navojnih spojeva te produžuje vijek trajanja proizvoda; Postupno zagrijavanje i kaljenje mogu poboljšati učinak kaljenja proizvoda i poboljšati njegovu kvalitetu; Postupno hlađenje uljem može učinkovito hladiti proizvode na visokim temperaturama bez oštećenja njihove kvalitete.
Specifična metoda implementacije
Slijedi specifičan uvod u ovaj izum u kombinaciji sa specifičnim izvedbama.
Primjer 1
Proces toplinske obrade vijaka uključuje sljedeće korake:
S1. Defosforizacija;
Otopina za čišćenje sastoji se od sljedećih komponenti po masenom udjelu: 20 dijelova butil acetata, 10 dijelova poliglikolne kiseline, 16 dijelova aminooctene kiseline, 13 dijelova etil akrilata, 5 dijelova trietanolaminske soli oleinske kiseline, 3 dijela etanolamina i 18 dijelova vode; Spremnik za defosforizaciju opremljen je otopinom za defosforizaciju koja koristi otopinu kalijevog hidroksida koncentracije 2,2 g/l;
S2. Prethodna obrada: Stavite proizvod u peć za predgrijavanje i kontinuirano ubrizgavajte dušik visoke temperature u peć za predgrijavanje. Nakon predgrijavanja od 2,5 sata, izvadite ga i stavite u peć za cementaciju radi cementacije;
S3. Kaljenje: Stavite proizvod u peć za kaljenje i kontinuirano ubrizgavajte dušik u peć za kaljenje. Brzina protoka dušika je 4 l/h, a nakon ubrizgavanja dušika tijekom 30 minuta, polako povećajte temperaturu peći za kaljenje na 460 ℃, s brzinom zagrijavanja od 30 ℃/min, i održavajte je 15 minuta prije nego što nastavite s prvom fazom kaljenja; polako povećajte temperaturu peći za kaljenje na 550 ℃, s brzinom zagrijavanja od 50 ℃/min, i održavajte je 20 minuta prije nego što nastavite s drugom fazom kaljenja; polako povećajte temperaturu peći za kaljenje na 750 ℃, s brzinom zagrijavanja od 70 ℃/min, i održavajte je 30 minuta prije nego što nastavite s trećom fazom kaljenja;
S4. Hlađenje uljem: Izvadite kaljeni proizvod i stavite ga u prvi spremnik ulja za kaljenje radi hlađenja ulja. Temperatura ulja za kaljenje je 250 ℃ i miješajte svakih 15 minuta tijekom 20 minuta; Nakon vađenja, stavite ga u drugi spremnik ulja za kaljenje radi hlađenja ulja, s temperaturom ulja za kaljenje od 50 ℃ i miješajte svakih 15 minuta dok temperatura proizvoda ne padne na 100 ℃;
S5. Uklanjanje ulja: Izvadite ohlađeni proizvod i ostavite ga da odstoji 35 minuta. Ulje za gašenje s površine proizvoda otpuhnite hladnim zrakom temperature 30 ℃ i brzine vjetra 20 m/s;
S6. Popuštanje: Stavite odmašćeni proizvod u peć za popuštanje radi popuštanja, podesite temperaturu popuštanja na 110 ℃, a vrijeme popuštanja na 1,5 sat. Provedite prvu fazu popuštanja; Podignite temperaturu na 370 ℃, popustite 3 sata i nastavite s drugom fazom popuštanja; Nakon popuštanja, ohladite proizvod na zraku do sobne temperature.
Visokotemperaturni dušikov plin uveden u peć za predgrijavanje u koraku s2 ovog utjelovljenja je dušikov plin iz peći za gašenje u koraku s3, a brzina protoka visokotemperaturnog dušikovog plina je 2,5 l/h.
Primjer 2
Koraci postupka u ovom utjelovljenju isti su kao oni u Primjeru 1, osim specifičnih uvjeta postupka, koji uključuju sljedeće korake:
S1. Defosforizacija: stavite proizvod u stroj za čišćenje i ulijte otopinu za čišćenje dok proizvod potpuno ne bude uronjen u otopinu za čišćenje. Podesite temperaturu čišćenja na 50 ℃ i miješajte svakih 15 minuta. Nakon čišćenja od 3 sata, izvadite proizvod i stavite ga u spremnik za defosforizaciju radi tretmana defosforizacije;
Otopina za čišćenje sastoji se od sljedećih komponenti po masi: 36 dijelova butil acetata, 13 dijelova poliglikolne kiseline, 20 dijelova aminooctene kiseline, 22 dijela etil akrilata, 9 dijelova trietanolaminske soli oleinske kiseline, 16 dijelova etanolamina i 26 dijelova vode; Spremnik za defosforizaciju opremljen je otopinom za defosforizaciju, koja je odabrana kao otopina kalijevog hidroksida s koncentracijom 6,5 g/l ili otopina natrijevog hidroksida s koncentracijom 6,9 g/l;
S2. Prethodna obrada: Stavite proizvod u peć za predgrijavanje i kontinuirano ubrizgavajte visokotemperaturni dušik u peć za predgrijavanje. Nakon predgrijavanja od 3 sata, izvadite ga i stavite u peć za cementaciju radi cementacije;
S3. Kaljenje: Stavite proizvod u peć za kaljenje i kontinuirano ubrizgavajte dušik u peć za kaljenje. Brzina protoka dušika je 5 l/h, i nakon ubrizgavanja dušika tijekom 40 minuta, polako povećajte temperaturu peći za kaljenje na 500 ℃, s brzinom zagrijavanja od 40 ℃/min, i održavajte je 20 minuta prije nego što nastavite s prvom fazom kaljenja; polako povećajte temperaturu peći za kaljenje na 700 ℃, s brzinom zagrijavanja od 60 ℃/min, i držite je 35 minuta prije nego što nastavite s drugom fazom kaljenja; polako povećajte temperaturu peći za kaljenje na 850 ℃, s brzinom zagrijavanja od 90 ℃/min, i držite je 45 minuta prije nego što nastavite s trećom fazom kaljenja;
S4. Hlađenje uljem: Izvadite kaljeni proizvod i stavite ga u prvi spremnik ulja za kaljenje radi hlađenja ulja. Temperatura ulja za kaljenje je 300 ℃ i miješajte svakih 15 minuta tijekom 30 minuta; Nakon vađenja, stavite ga u drugi spremnik ulja za kaljenje radi hlađenja ulja, s temperaturom ulja za kaljenje od 70 ℃ i miješajte svakih 15 minuta dok temperatura proizvoda ne padne na 100 ℃;
S5. Uklanjanje ulja: Izvadite ohlađeni proizvod i ostavite ga da odstoji 45 minuta. Ulje za gašenje s površine proizvoda otpuhnite hladnim zrakom temperature 35 ℃ i brzine vjetra 25 m/s;
S6. Popuštanje: Stavite odmašćeni proizvod u peć za popuštanje radi popuštanja, podesite temperaturu popuštanja na 180 ℃, a vrijeme popuštanja na 3 sata. Provedite prvu fazu popuštanja; Podignite temperaturu na 410 ℃, popustite 6 sati i nastavite s drugom fazom popuštanja; Nakon popuštanja, ohladite proizvod na zraku do sobne temperature.
Visokotemperaturni dušik uveden u peć za predgrijavanje u koraku s2 ovog utjelovljenja je dušik iz peći za gašenje u koraku s3, s protokom od 3,5 l/h za visokotemperaturni dušik.
Primjer 3
Koraci postupka u ovom utjelovljenju isti su kao oni u Primjeru 1, osim specifičnih uvjeta postupka, koji uključuju sljedeće korake:
S1. Defosforizacija;
Otopina za čišćenje sastoji se od sljedećih komponenti po masenom udjelu: 28 dijelova butil acetata, 12 dijelova poliglikolne kiseline, 18 dijelova aminooctene kiseline, 18 dijelova etil akrilata, 7 dijelova trietanolaminske soli oleinske kiseline, 10 dijelova etanolamina i 22 dijela vode; Spremnik za defosforizaciju opremljen je otopinom za defosforizaciju, koja je odabrana kao otopina natrijevog hidroksida s koncentracijom od 4,5 g/l;
S2. Prethodna obrada: Stavite proizvod u peć za predgrijavanje i kontinuirano ubrizgavajte visokotemperaturni dušik u peć za predgrijavanje. Nakon predgrijavanja od 2,7 sati, izvadite ga i stavite u peć za cementaciju radi cementacije;
S3. Kaljenje: Stavite proizvod u peć za kaljenje i kontinuirano ubrizgavajte dušik u peć za kaljenje. Brzina protoka dušika je 4,5 l/h, i nakon ubrizgavanja dušika tijekom 35 minuta, polako povećajte temperaturu peći za kaljenje na 480 ℃, s brzinom zagrijavanja od 35 ℃/min, i održavajte je 18 minuta prije nego što nastavite s prvom fazom kaljenja; polako povećajte temperaturu peći za kaljenje na 575 ℃, s brzinom zagrijavanja od 55 ℃/min, i održavajte je 27 minuta prije nego što nastavite s drugom fazom kaljenja; polako povećajte temperaturu peći za kaljenje na 800 ℃, s brzinom zagrijavanja od 80 ℃/min, i održavajte je 38 minuta prije nego što nastavite s trećom fazom kaljenja;
S4. Hlađenje uljem: Izvadite kaljeni proizvod i stavite ga u prvi spremnik ulja za kaljenje radi hlađenja ulja. Temperatura ulja za kaljenje je 275 ℃ i miješajte svakih 15 minuta tijekom 25 minuta; Nakon vađenja, stavite ga u drugi spremnik ulja za kaljenje radi hlađenja ulja, s temperaturom ulja za kaljenje od 60 ℃ i miješajte svakih 15 minuta dok temperatura proizvoda ne padne na 100 ℃;
S5. Uklanjanje ulja: Izvadite ohlađeni proizvod i ostavite ga da odstoji 40 minuta. Ulje za gašenje s površine proizvoda ispuhnite hladnim zrakom, temperature 33 ℃ i brzine vjetra 22 m/s;
S6. Popuštanje: Stavite odmašćeni proizvod u peć za popuštanje radi popuštanja, podesite temperaturu popuštanja na 145 ℃, a vrijeme popuštanja na 2,2 sata. Provedite prvu fazu popuštanja; Podignite temperaturu na 390 ℃, popustite 4,5 sata i nastavite s drugom fazom popuštanja; Nakon popuštanja, ohladite proizvod na zraku do sobne temperature.
Visokotemperaturni dušik uveden u peć za predgrijavanje u koraku s2 ovog utjelovljenja je dušik u peći za gašenje u koraku s3, s protokom od 3 l/h.
Ispitivanje mehaničkih performansi
Prema rezultatima ispitivanja, može se vidjeti da je razina čvrstoće vijaka obrađenih postupkom toplinske obrade prema ovom izumu iznad 10,5, što zadovoljava zahtjeve kvalitete.
Postupak toplinske obrade vijka prema ovom izumu je jednostavan, lagan za rukovanje i ima dobar učinak kaljenja. Predgrijavanjem proizvoda, otopina za čišćenje na njegovoj površini može se osušiti, a nagli porast temperature u peći za kaljenje može izbjeći utjecaj na kvalitetu proizvoda; Visokotemperaturni dušik koji se koristi u peći za predgrijavanje dolazi iz peći za kaljenje, čime se eliminira uređaj za grijanje u peći za predgrijavanje, što može uštedjeti potrošnju energije i smanjiti troškove proizvodnje; Ubrizgavanje dušika u peći za predgrijavanje i kaljenje može ukloniti zrak unutra, izbjegavajući oksidacijske reakcije između kisika i proizvoda, čime se izbjegava dekarburizacija i uzrokuje kvar navojnih spojeva te produžuje vijek trajanja proizvoda; Postupno zagrijavanje i kaljenje mogu poboljšati učinak kaljenja proizvoda i poboljšati njegovu kvalitetu; Postupno hlađenje uljem može učinkovito hladiti proizvode na visokim temperaturama bez oštećenja njihove kvalitete.
U opisu ove specifikacije, pozivanje na pojmove kao što su „jedno utjelovljenje“, „neka utjelovljenja“, „primjeri“, „specifični primjeri“ ili „neki primjeri“ znači da su specifične značajke, strukture, materijali ili značajke opisane u vezi s utjelovljenjem ili primjerom uključene u barem jedno utjelovljenje ili primjer ovog izuma. U ovoj specifikaciji, shematski izrazi gore navedenih pojmova ne odnose se nužno na ista utjelovljenja ili primjere. Štoviše, opisana specifična svojstva, strukture, materijali ili značajke mogu se kombinirati na odgovarajući način u bilo kojem ili više utjelovljenja ili primjera.
Gore navedeno prikazuje i opisuje osnovne principe, glavne značajke i prednosti ovog izuma. Tehničari u ovoj industriji trebali bi razumjeti da gore navedeni primjeri izvedbe ni na koji način ne ograničavaju ovaj izum i da sva tehnička rješenja dobivena ekvivalentnom zamjenom ili ekvivalentnom transformacijom spadaju u opseg zaštite ovog izuma.
Vrijeme objave: 04.04.2023.