1. L'effetto del processo di trattamento termico sul miglioramento della resistenza a fatica dei bulloni

Per molto tempo, automobilistico fissaggios sono state dominate dalle caratteristiche di base di un'ampia gamma di varietà, tipi e specifiche. La sua selezione e il suo utilizzo coinvolgono l'analisi strutturale, la progettazione delle connessioni, l'analisi dei guasti e della fatica, i requisiti di corrosione e i metodi di assemblaggio, e questi fattori determinano in larga misura la qualità finale e l'affidabilità dei prodotti automobilistici.

La durata a fatica dei bulloni ad alta resistenza per autoveicoli è sempre stata una questione importante. I dati mostrano che la maggior parte dei cedimenti dei bulloni è causata da cedimenti per fatica e non vi è quasi alcun segno di cedimento per fatica del bullone. Pertanto, è probabile che si verifichino incidenti gravi quando si verifica un cedimento per fatica. Il trattamento termico può ottimizzare le proprietà dei materiali di fissaggio e aumentare la loro resistenza alla fatica. In considerazione dei crescenti requisiti di utilizzo dei bulloni ad alta resistenza, è più importante migliorare la resistenza a fatica dei materiali dei bulloni attraverso il trattamento termico.

1. L'inizio di cricche da fatica nei materiali

Il punto in cui inizia per la prima volta l'incrinatura da fatica è chiamato sorgente di fatica. La fonte di fatica è molto sensibile alla microstruttura del bullone e può dare origine a cricche da fatica su scala molto piccola, generalmente entro 3-5 granulometrie. La qualità della superficie del bullone è il problema principale. La fonte della fatica, la maggior parte della fatica inizia dalla superficie o dal sottosuolo del bullone. Un gran numero di dislocazioni, alcuni elementi di lega o impurità nel cristallo del materiale del bullone e la differenza nella resistenza del bordo grano possono portare all'inizio di cricche per fatica. Gli studi hanno dimostrato che le cricche da fatica sono soggette a verificarsi nelle seguenti posizioni: bordi di grano, inclusioni superficiali o particelle di seconda fase e cavità. Queste posizioni sono tutte legate alla microstruttura complessa e mutevole del materiale. Se la microstruttura può essere migliorata dopo il trattamento termico, la resistenza a fatica del materiale del bullone può essere migliorata in una certa misura.

2. L'effetto della decarburazione sulla resistenza alla fatica

La decarburazione della superficie del bullone ridurrà la durezza superficiale e la resistenza all'usura del bullone dopo la tempra e ridurrà significativamente la resistenza alla fatica del bullone. Esiste un test di decarburazione per le prestazioni dei bulloni nello standard GB/T3098.1 e viene specificata la profondità di decarburazione massima. Analizzando le ragioni del fallimento dei bulloni del mozzo 35CrMo, è stato riscontrato che c'era uno strato decarburato alla giunzione tra il filo e l'asta. Fe3C può reagire con O2, H2O e H2 ad alte temperature per ridurre Fe3C nel materiale del bullone, aumentando così la fase di ferrite del materiale del bullone, riducendo la resistenza del materiale del bullone e causando facilmente microcricche. Nel processo di trattamento termico, la temperatura di riscaldamento deve essere controllata bene e, allo stesso tempo, è necessario utilizzare il riscaldamento di protezione dell'atmosfera controllabile per risolvere questo problema.

3. L'effetto del trattamento termico sulla resistenza alla fatica

La concentrazione delle sollecitazioni sulla superficie del bullone ridurrà la sua resistenza superficiale. Quando sottoposto a carichi dinamici alternati, il processo di microdeformazione e recupero continuerà a verificarsi nella parte di concentrazione delle sollecitazioni della tacca e la sollecitazione che riceve è molto maggiore della parte senza concentrazione di sollecitazioni, quindi è facile portare a la generazione di cricche da fatica.

Gli elementi di fissaggio sono trattati termicamente e temperati per migliorare la microstruttura e hanno eccellenti proprietà meccaniche complete, che possono migliorare la resistenza a fatica del materiale del bullone, controllare ragionevolmente la dimensione del grano per garantire energia d'impatto a bassa temperatura e anche ottenere una maggiore resilienza. Un trattamento termico ragionevole per affinare i grani e accorciare la distanza tra i bordi dei grani può prevenire le cricche da fatica. Se nel materiale è presente una certa quantità di baffi o seconde particelle, queste fasi aggiunte possono impedire in una certa misura lo scivolamento dei residenti. Lo slittamento della cintura impedisce l'inizio e l'espansione di microfessure.

2. Mezzo di tempra e mezzo di lavorazione per il trattamento termico

Gli elementi di fissaggio per autoveicoli ad alta resistenza hanno una serie di caratteristiche tecniche: grado di alta precisione; condizioni di servizio severe, resisterà all'influenza del freddo intenso e della differenza di temperatura estrema tutto l'anno insieme all'ospite e resisterà all'erosione delle alte e basse temperature; carico statico, carico dinamico, sovraccarico, carico pesante e corrosione ambientale, oltre all'effetto del carico di trazione di pre-serraggio assiale, sarà anche soggetto a carichi di trazione alternati aggiuntivi, carichi alternati di taglio trasversale o carichi di flessione combinati durante il lavoro A volte è anche soggetto a carichi d'urto; carichi alternati trasversali aggiuntivi possono causare l'allentamento dei bulloni, i carichi alternati assiali possono causare la rottura per fatica dei bulloni e i carichi di trazione assiale possono causare la rottura ritardata dei bulloni, nonché condizioni di temperatura elevata. Scorrimento di bulloni, ecc.

Un gran numero di bulloni falliti indicava che erano rotti lungo la transizione tra la testa del bullone e il albero durante il servizio; sono stati strappati lungo la giunzione della filettatura del bullone albero e la albero; e c'erano fibbie scorrevoli lungo la parte filettata. Analisi metallografica: c'è più ferrite non disciolta sulla superficie e sul nucleo del bullone e un'austenitizzazione insufficiente durante la tempra, una forza della matrice e una concentrazione di sollecitazione insufficienti sono una delle ragioni importanti del fallimento. Per questo motivo è un anello molto importante per garantire l'indurimento della sezione del bullone e l'uniformità della struttura.

La funzione dell'olio da tempra è quella di asportare rapidamente il calore dei bulloni di metallo incandescente e ridurli alla temperatura di trasformazione della martensite per ottenere una struttura di martensite di elevata durezza e la profondità dello strato indurito. Allo stesso tempo, si deve anche tenere conto della riduzione della deformazione del bullone e della prevenzione delle fessurazioni. Pertanto, la caratteristica di base dell'olio da tempra è la "caratteristica di raffreddamento", che è caratterizzata da una velocità di raffreddamento più rapida nella fase di alta temperatura e una velocità di raffreddamento più lenta nella fase di bassa temperatura. Questa caratteristica è molto adatta per i requisiti di tempra dei bulloni ad alta resistenza in acciaio strutturale legato ≥ 10.9.

L'olio da tempra rapida produce reazioni di decomposizione termica, ossidazione e polimerizzazione durante l'uso, che portano a cambiamenti nelle caratteristiche di raffreddamento. L'umidità in tracce nell'olio influenzerà seriamente le prestazioni di raffreddamento dell'olio, con conseguente diminuzione della luminosità e durezza irregolare degli elementi di fissaggio dopo la tempra. Produce punti deboli o addirittura tendenza a screpolarsi. Gli studi hanno dimostrato che i problemi di deformazione causati dalla tempra dell'olio sono in parte causati dall'acqua nell'olio. Inoltre, il contenuto di acqua nell'olio accelera anche l'emulsione e il deterioramento dell'olio e favorisce il fallimento degli additivi nell'olio. Quando il contenuto di acqua nell'olio è maggiore o uguale allo 0.1%, quando l'olio viene riscaldato, l'acqua raccolta sul fondo del serbatoio dell'olio può espandersi improvvisamente di volume, il che può far traboccare l'olio dal serbatoio di tempra e causare un fuoco.

Per l'olio da tempra rapido utilizzato nel forno a nastro a maglia continua, sulla base dei dati sulle caratteristiche di tempra accumulati nel test a intervalli di 3 mesi, è possibile stabilire la stabilità e le caratteristiche di tempra dell'olio, determinare la durata di servizio appropriata della tempra olio e prevedere le prestazioni dell'olio da tempra. Problemi relativi al cambiamento, riducendo così la rilavorazione o la perdita di scarto causata dai cambiamenti nelle proprietà dell'olio di tempra, rendendolo un metodo di controllo convenzionale per la produzione. La profondità di indurimento influisce direttamente sulla qualità del bullone dopo il trattamento termico. Quando la temprabilità del materiale è scarsa, la velocità di raffreddamento del mezzo di raffreddamento è lenta e la dimensione del bullone è grande, il nucleo del bullone non può essere completamente raffreddato in martensite durante la tempra. L'organizzazione riduce il livello di forza dell'area del cuore, in particolare la resistenza allo snervamento. Ciò è ovviamente molto svantaggioso per bulloni che sopportano sollecitazioni di trazione uniformemente distribuite lungo l'intera sezione trasversale. Temprabilità insufficiente riduce la resistenza. L'esame metallografico ha rilevato la presenza di ferrite proeutettoide e strutture di ferrite reticolata nel nucleo, indicando che la temprabilità del bullone deve essere rafforzata. Come tutti sappiamo, ci sono due modi per aumentare la temprabilità per aumentare la temperatura di tempra; aumentare la temprabilità del mezzo di tempra, che può aumentare efficacemente la profondità di indurimento del bullone.

Houghto-Quench ha sviluppato un olio da tempra rapido appositamente sviluppato basato sull'olio originale da tempra a media velocità, Houghto-Quench G. Houghto-Quench K2000 ha ulteriormente migliorato la sua capacità di indurimento ed è particolarmente adatto per l'uso nella tempra e nel raffreddamento dei dispositivi di fissaggio. Profondità di indurimento soddisfacente.

Lo stadio del film di vapore dell'olio da tempra rapida è breve, ovvero lo stadio ad alta temperatura dell'olio si raffredda rapidamente. Questa caratteristica favorisce l'ottenimento di uno strato di tempra più profondo per i bulloni in acciaio 10B33 e 45 ≤ M20 e i dadi M42, mentre per gli acciai SWRCH35K e 10B28 si riduce Solo quando lo spessore è inferiore o uguale ai bulloni M12 e ai dadi M30 la durezza può del nucleo e la durezza superficiale hanno una piccola differenza. Dall'analisi della distribuzione della velocità di raffreddamento, oltre al rapido raffreddamento richiesto nelle fasi di media e alta temperatura, la velocità di raffreddamento a bassa temperatura dell'olio ha un effetto maggiore sulla profondità dello strato indurito. Maggiore è la velocità di raffreddamento a bassa temperatura, più profondo è lo strato indurito. Ciò è molto vantaggioso per gli elementi di fissaggio ad alta resistenza per sopportare il carico uniformemente su tutta la sezione, ed è necessario ottenere circa il 90% della struttura della martensite prima del rinvenimento allo stato temprato. Gli indicatori di valutazione includono quasi 20 indicatori come punto di infiammabilità, viscosità, indice di acidità, resistenza all'ossidazione, carbonio residuo, ceneri, fanghi, velocità di raffreddamento di spegnimento e luminosità di spegnimento.

Per bulloni di dimensioni maggiori, l'agente di spegnimento PAG è la soluzione principale, che soddisfa i requisiti di tempra della maggior parte dei prodotti. L'agente di spegnimento PAG è in fase di ebollizione nella zona di trasformazione della martensite, la velocità di raffreddamento è elevata e il rischio è maggiore. Può essere regolato dalla concentrazione. La velocità di raffreddamento all'indice chiave è di circa 300 . Minore è la velocità di raffreddamento a questo punto di temperatura, maggiore è la capacità di prevenire le crepe da tempra e le qualità di acciaio più adatte. La stabilità della velocità di raffreddamento per convezione durante l'uso è il fattore più importante per garantire la qualità della tempra.

Nei campioni dei bulloni a cedimento precoce, si può notare che ci sono difetti di cricca sulle filettature dei bulloni rotti vicino alla frattura. Il motivo principale è che i bulloni sono arrotolati in modo errato. Causato dalla piegatura; microcricche di diversa profondità si possono vedere anche nella parte inferiore del filetto e il tumore accumulato dalla lavorazione forma un'area di concentrazione dello stress. Lo standard GB/T5770.3-2000 "Requisiti speciali per bulloni, viti e prigionieri con difetti di superficie sugli elementi di fissaggio" stabilisce che le pieghe che non superano di un quarto l'altezza del profilo della filettatura al di sopra del diametro primitivo dei bulloni sottoposti a sollecitazione sono ammessi La piegatura e l'accumulo del fondo del filo non sono difetti ammessi e la piegatura è una delle ragioni principali della rottura del bullone. L'uso del lubrificante per pressioni estreme di Houghton per la lavorazione della filettatura del bullone può prevenire efficacemente il tagliente di riporto e ridurre la concentrazione delle sollecitazioni, contribuendo così a migliorare la durata a fatica del bullone.

3. Protezione superficiale e sviluppo tecnologico dei dispositivi di fissaggio per autoveicoli

Gli elementi di fissaggio sulle automobili, in particolare i bulloni di fissaggio, i morsetti per tubi, i morsetti elastici, ecc., Si trovano in ambienti estremamente difficili durante l'uso e di solito sono gravemente corrosi e persino difficili da smontare a causa della ruggine. Pertanto, gli elementi di fissaggio devono avere buone proprietà anticorrosive. I metodi più comuni attualmente utilizzati sono l'elettrozincatura, le leghe di zinco-nichel, i trattamenti di fosfatazione, annerimento e dacromet sulla superficie. A causa della restrizione sul contenuto di cromo esavalente nel rivestimento superficiale degli elementi di fissaggio per autoveicoli, non soddisfa gli standard delle direttive sulla protezione ambientale e i prodotti contenenti sostanze nocive non possono entrare nel mercato, il che pone un livello senza precedenti nell'innovazione capacità di fissaggio automobilistico trattamento della superficie Requisiti ambientali standard.

1. Rivestimento all'acqua di zinco-alluminio Geomet

Nuova tecnologia di rivestimento ecologica-rivestimento in zinco-alluminio a scaglie Geomet, Enoufu Group ha sviluppato una tecnologia completa basata su oltre 30 anni di esperienza nella tecnologia antiruggine superficiale DACROMET e dopo anni di ricerca e sviluppo. La nuova tecnologia del trattamento superficiale al cromo --- GEOMET.

Meccanismo antiruggine, anche la struttura del film trattato da Gummet è la stessa del film trattato da Dacromet. Le lamiere vengono sovrapposte a strati per formare un film unito ad un adesivo a base siliconica per ricoprire il supporto.

Vantaggi di Geomet: la conduttività, la lamiera ad alta resistenza rende i bulloni di Geomet conduttivi. Adattabilità della vernice, Geomet può essere utilizzato come primer per la maggior parte delle vernici, inclusa la galvanica. Protezione dell'ambiente, soluzione a base d'acqua, non contiene cromo, non vengono prodotte acque reflue e non vengono scaricate sostanze nocive nell'aria. Eccellente resistenza alla corrosione, solo 6-8 μm di spessore del film, può raggiungere il test in nebbia salina per più di 1000 ore. Resistenza al calore, film inorganico e il film non contiene umidità. Processo di infragilimento senza idrogeno, processo di rivestimento senza acidi ed elettrolitico, evita l'infragilimento da idrogeno come il normale processo di galvanica.

La stabilità del coefficiente di attrito è molto importante per l'assemblaggio di elementi di fissaggio per autoveicoli. Il rivestimento a scaglie di zinco-alluminio a base d'acqua è una soluzione al coefficiente di attrito. Sulla base del rivestimento in zinco-alluminio, viene applicato un rivestimento superficiale inorganico a base d'acqua con funzione lubrificante ---PLUS.

2. Tecnologia di rivestimento elettroforetico

Negli ultimi anni, alcuni elementi di fissaggio di alcune case automobilistiche hanno utilizzato il rivestimento elettroforetico invece della passivazione dopo la galvanica. In parole povere, il principio del rivestimento elettroforetico è "il sesso opposto si attrae", che è come un magnete. L'elettroforesi anodica è rivestita con bulloni sull'anodo e la vernice è caricata negativamente; mentre l'elettroforesi catodica è rivestita con bulloni sul catodo, la vernice è caricata positivamente. Come tutti sappiamo, il rivestimento elettroforetico è altamente meccanizzato, ecologico e il film di vernice ha un'eccellente resistenza alla corrosione. Riciclare e riutilizzare le risorse idriche per ridurre le emissioni; rafforzare il recupero dei metalli pesanti per ridurre le emissioni; ridurre le emissioni di VOC (composti organici volatili); ridurre il consumo di energia (acqua, elettricità, carburante, ecc.) e soddisfare i requisiti di protezione ambientale per ridurre i costi e migliorare la qualità.

È stato applicato a ricambi auto e dispositivi di fissaggio per diversi anni. Il processo di rivestimento elettroforetico è relativamente maturo. È un prodotto che sostituisce la galvanica. PPGElect materiale di rivestimento elettroforetico speciale per fissaggio ropolyseal, elettroforesi anodica EPll/SST 120～200h, elettroforesi catodica EPll/SST 200～300h, elettroforesi catodica EPlV/SST 500～1000h, elettroforesi catodica EP V/SST 1000～1500h; e rivestimento ZiNC Rich rivestimento organico ricco di zinco (conduttivo).

Con lo sviluppo della tecnologia, oltre al rivestimento elettroforetico catodico con eccellente resistenza alla corrosione, sulla linea di produzione sono stati praticamente applicati anche il rivestimento elettroforetico anodico con una certa resistenza agli agenti atmosferici e il rivestimento elettroforetico catodico con resistenza alla corrosione dei bordi. Al momento, le serie di rivestimenti elettroforetici di PPG sono state approvate da molte aziende produttrici di automobili e una serie di specifiche è stata modificata in uno standard unificato, S424 è cambiato in S451, come Ford WSS-M21P41-A2, S451; General Motors GM6047 codice G; Chrysler PS-7902 Mcthod C.

I vantaggi del rivestimento elettroforetico sono favorevoli alla protezione dell'ambiente. Il rivestimento elettroforetico adotta la vernice a base d'acqua e la passivazione adotta il cromo trivalente; migliorare la resistenza alla corrosione del prodotto, ottima adesione; nessun foro per tappo, nessuna filettatura, spessore del film uniforme, valore di coppia costante; Processo galvanico tradizionale + passivazione, la prova in nebbia salina raggiunge circa 144h. Dopo aver adottato la fosfatazione allo zinco + primer ricco di zinco + processo di rivestimento elettroforetico catodico, il test in nebbia salina può raggiungere più di 1000 ore, se si adotta il processo di elettrodeposizione + rivestimento elettroforetico catodico, il test in nebbia salina può raggiungere più di 500 ore

4, la conclusione

In futuro, lo sviluppo di elementi di fissaggio per autoveicoli sarà più personalizzato, i processi di trattamento termico saranno più importanti nelle caratteristiche del servizio e le tecnologie intelligenti, ecologiche e leggere svolgeranno tutte un ruolo importante. Lo sviluppo della tecnologia e delle attrezzature è la base per lo sviluppo della produzione avanzata e c'è ancora molto spazio per lo sviluppo. Per restringere il divario con il livello avanzato dei paesi stranieri, il compito è ancora molto arduo, e il compito è lungo e pesante.

Link a questo articolo： Analisi sul nuovo trend di sviluppo della tecnologia di trattamento termico per la bulloneria automobilistica

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