ساخت پیچ ماشین سر مربعی

  • ramokdiaco · عضو ·

    عملیات حرارتی پیچ و مهره و بست
    / منابع / عملیات حرارتی پیچ و مهره و بست
    برای تحمل بارهای کششی، برشی یا ترکیبی روی اتصالات پیچی در کاربردهای سخت، به بست‌های با استحکام بالا یا عملیات حرارتی نیاز است. بسیاری از کاربردهای سخت به بست های با استحکام بالا نیاز دارند تا بتوانند تنش های کششی و برشی بالا را که توسط بارهای وارده بر روی اتصالات پیچ شده یا چفت شده ایجاد می شود، تحمل کنند.

    اتصال دهنده های با استحکام بالا یا عملیات حرارتی
    اتصال دهنده های عملیات حرارتینیروگاه‌های نفت و گاز ، پتروشیمی، شیمیایی و نیروگاه‌ها حاوی بویلرها ، مخازن لوله‌کشی تحت فشار، شیرها و تجهیزات فرآیندی هستند که برای حفظ بسته شدن مهر و موم در اتصالات فلنجی، اتصالات و دریچه‌ها به پیچ و مهره با استحکام بالا نیاز دارند. برای مقاومت در برابر تنش های کششی داخل پیچ ها به پیچ های عملیات حرارتی نیاز است. میکسرهای صنعتی اسب بخار بالا و شفت های محرک پمپ اغلب به استحکام برشی بالاتری نیاز دارند که توسط پیچ ها یا پین های عملیات حرارتی ارائه می شود.

    ساختمان و ساخت و ساز لنگر پیچ و مهره مانند J-پیچ و مهره ، L-پیچ و مهره و یا قطره در مجریان گوه ، تجهیزات و یا اعضای سازه متصل به پد بتن و یا پایه های. پیچ های لنگر سازه ای از کربن یا فولاد آلیاژی متوسط ​​​​کاملاً عملیات حرارتی شده ساخته شده اند.

    اتصال دهنده های عملیات حرارتیاتصالات بحرانی لغزشی یا اصطکاکی به نیروی گیره پیچ ها که توسط فشار فشار ایجاد می شود متکی هستند. پیچ و مهره کردن اجزای سازه ای در یک پروژه ساختمانی به بست های ASTM A325 یا ASTM A490 در سازه های با بارهای سنگین مانند ساختمان هایی با اعضای فولادی با مقاومت بالا نیاز دارد. پیچ و مهره های سازه ای فولاد کربنی با استحکام کمتر، بر اساس ASTM A307، می توانند برای بستن سازه های بارگذاری شده استاتیک با اعضای سبک وزن استفاده شوند.

    بست های عملیات حرارتی نیز در کاربردهای موتور، خودرو و هیدرولیک که پیچ و مهره ها و بست ها تحت فشار زیاد هستند ضروری هستند. به عنوان مثال، سر، بلوک و پیچ و مهره با استحکام بالا در موتورهای بزرگ دریایی و کامیون های دیزلی دارای گشتاور شدید یا پیش تنیدگی هستند تا واشرها مهر و موم شوند. اتصالات فلنج هیدرولیک فشار بالا و چهار پیچ (SAE J518) با استفاده از پیچ های سخت شده به هم متصل می شوند. چهار اتصال پیچ در سیستم های هیدرولیک در هواپیما، سکوهای نفتی دریایی، کشتی های بالابر سنگین، واگن های راه آهن، پرس های صنعتی و ماشین های قالب گیری یافت می شود. پیچ و مهره های کاملاً عملیات حرارتی شده را می توان در وسایل نقلیه آفرود سنگین، کامیون های معدن و تریلرهای جنگلی برای اتصال فنرهای برگ یا سایر اجزا پیدا کرد.

    بارها و تنش های مکانیکی یکی از جنبه های انتخاب بست است. ملاحظات زیست محیطی مانند دما و محیط های خورنده عامل دیگری هستند که بر یک پروژه تأثیر می گذارند. محیط های بسیار خورنده با تنش های کم ممکن است به اتصال دهنده های فولادی ضد زنگ نیاز داشته باشند. سازه هایی که در معرض دماهای پایین قرار دارند ممکن است به پیچ و مهره ASTM A320 نیاز داشته باشند. ASTM A193 مشخصات پیچ و مهره های آلیاژی و فولاد ضد زنگ را برای سرویس در دمای بالا ارائه می دهد.

    فرآیندهای عملیات حرارتی اتصال دهنده
    حدود 90 درصد بست ها بر پایه فولاد هستند و سطح مقاومت مورد نیاز معمولاً در بست های فولادی با استفاده از فرآیندهای کوئنچ و تمپر ایجاد می شود. بر این اساس، اصطلاحات «استحکام بالا» با «عملیات حرارتی شده» یا «سخت شده» اغلب با دنیای اتصال دهنده ها ابهام دارند. با این حال، عملیات حرارتی شامل طیف گسترده ای از فرآیندها است. برخی از عملیات حرارتی مانند بازپخت فلز را نرم می کنند، در حالی که برخی دیگر سخت و تقویت می کنند. عملیات حرارتی بازپخت برای کاهش تنش پسماند، حذف کار سرد و حل کردن عنصر آلیاژی یا جداسازی و ارائه یک ماده همگن تر استفاده می شود.

    مقایسه حداقل استحکام کششی اتصال دهنده های عملیات حرارتی شده و غیر عملیات حرارتی

    سختی پذیری کربن بالا در مقابل کربن کم
    فولادهای کربن بالاتر را می توان سخت کرد، در حالی که فولادهای کم کربن غیر قابل سخت شدن در نظر گرفته می شوند. فولاد موجود در بست های کم استحکام ASTM A307 یا SAE درجه 2 از نوع کم کربن است، مانند AISI 1018 یا 1020. بست های فولادی زنگ نزن آستنیتی درجه 304 یا 316 حاوی کربن کمی هستند و بنابراین نمی توان آنها را با عملیات حرارتی سخت کرد. برخی از گریدهای ضد زنگ مارتنزیتی، مانند ASTM A193 گریدهای B6 و B5، می توانند از طریق عملیات حرارتی کوئنچ و تمپر سخت شوند. گریدهای B5 و B6 در سرویس‌های با دمای بالا و فشار بالا و کاربردهای ویژه استفاده می‌شوند. عملیات حرارتی پیچ های ضد زنگ برای حل کردن ذرات درشت کاربید کروم استفاده می شود که ممکن است مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی را کاهش دهد. درمان محلول کاربید اتصال دهنده های فولادی ضد زنگ می تواند چقرمگی برودتی یا دمای پایین را بهبود بخشد و بخشی از مشخصات ASTM A320 است. بست های ASTM A325، ASTM A490 SAE درجه 5 و SAE درجه 8 از فولادهای ساده یا آلیاژی کربن بالاتر ساخته شده اند که می توانند از طریق فرآیند خاموش کردن و تمپر سخت شوند. پیچ های SAE درجه 8 عملیات حرارتی شده دو برابر پیچ های SAE درجه 2 حداقل استحکام کششی دارند.

    فرآيند سخت شدن خاموش و تمپر
    در فرآیند سخت شدن کوئنچ و تمپر، بست‌های فولادی ابتدا تا دمایی گرم می‌شوند که ساختار آن‌ها به آستنیت تبدیل می‌شود و سپس به سرعت در آب، روغن یا هوا خنک می‌شوند و به ساختارهای کریستالی تبدیل می‌شوند که به مارتنزیت تبدیل می‌شوند. در مرحله بعد، بست های فولادی مارتنزیتی در دمای متوسط ​​گرم می شوند تا مارتنزیت به فریت تبدیل شود، با پراکندگی بسیار ریز سیمانیت. فولادهایی که به آرامی در اثر دمای آستنیته سرد می شوند، و همچنین فولادهای غیر قابل سخت شدن و درجه کربن پایین، ساختار پرلیت نرمتر و درشت تری از فریت و کاربیدهای آهن (سمنتیت) را تشکیل می دهند. سرعت سرد شدن باید به اندازه کافی سریع باشد تا از تشکیل پرلیت جلوگیری شود.

    درجات سختی پذیری
    حتی در بین فولادهای سخت‌شدنی، درجه سخت‌شدگی با سطح کربن و عناصر آلیاژی مانند کروم، مولیبدن، منگنز، سیلیکون، وانادیم و نیکل متفاوت است که تشکیل فریت را به تاخیر می‌اندازد و دماغه پرلیت را برای شروع تشکیل منحنی به سمت راست تغییر می‌دهد. شکل 4). سختی پذیری تأثیر می گذارد که تغییرات سختی در طول فرآیند عملیات حرارتی تا چه حد در مواد رخ می دهد. آلیاژهای فولادی با کربن و عناصر آلیاژی بالاتر می‌توانند از طریق سخت‌سازی شوند و دگرگونی‌هایی در سرتاسر قطعه حتی در سرعت‌های خنک‌تر پایین‌تر رخ می‌دهد که باعث کاهش تنش و اعوجاج پسماند در طول عملیات حرارتی می‌شود. در آلیاژهای با سختی پایین تر، سخت شدن تنها بخشی از سطح آلیاژ به داخل آلیاژ رخ می دهد.

    فرآیند سخت شدن کیس
    در حالی که عملیات حرارتی سخت شدن، استحکام مواد اتصال دهنده را افزایش می دهد، آلیاژهای سخت شده انعطاف پذیری را کاهش می دهند، به این معنی که در مقایسه با بست های آنیل شده تحت فشارهای کوچکتر یا تغییر شکل شکسته می شوند. سخت شدن کیس فرآیندی برای سخت کردن سطح یا لایه «مورد» فولادهای کم کربن و آلیاژی است. فولاد ابتدا کربوریزه می شود یا کربن نیترید می شود تا محتوای کربن در لایه بیرونی یا SAE درجه 8 افزایش یابد.پیچ ها دو برابر حداقل استحکام کششی پیچ های SAE درجه 2 دارند. در فرآیند سخت شدن کوئنچ و تمپر، بست‌های فولادی ابتدا تا دمایی گرم می‌شوند که ساختار آن‌ها به آستنیت تبدیل می‌شود و سپس به سرعت در آب، روغن یا هوا خنک می‌شوند و به ساختارهای کریستالی تبدیل می‌شوند که به مارتنزیت تبدیل می‌شوند. در مرحله بعد، بست های فولادی مارتنزیتی در دمای متوسط ​​گرم می شوند تا مارتنزیت به فریت تبدیل شود، با پراکندگی بسیار ریز سیمانیت. فولادهایی که به آرامی در اثر دمای آستنیته سرد می شوند، و همچنین فولادهای غیر قابل سخت شدن و درجه کربن پایین، ساختار پرلیت نرمتر و درشت تری از فریت و کاربیدهای آهن (سمنتیت) را تشکیل می دهند. سرعت سرد شدن باید به اندازه کافی سریع باشد تا از تشکیل پرلیت جلوگیری شود. حتی در میان فولادهای سخت شونده، درجه سختی پذیری با سطح کربن و عناصر آلیاژی مانند کروم، مولیبدن، منگنز، سیلیکون، وانادیم و نیکل متفاوت است که تشکیل فریت را به تاخیر می اندازد و دماغه پرلیت را برای شروع تشکیل منحنی به سمت راست تغییر می دهد (شکل 4). سختی پذیری تأثیر می گذارد که تغییرات سختی در طول فرآیند عملیات حرارتی تا چه حد در مواد رخ می دهد. آلیاژهای فولادی با کربن و عناصر آلیاژی بالاتر می‌توانند از طریق سخت‌سازی شوند و دگرگونی‌هایی در سرتاسر قطعه حتی در سرعت‌های خنک‌تر پایین‌تر رخ می‌دهد که باعث کاهش تنش و اعوجاج پسماند در طول عملیات حرارتی می‌شود. در آلیاژهای با سختی پایین تر، سخت شدن تنها بخشی از سطح آلیاژ به داخل آلیاژ رخ می دهد. در حالی که عملیات حرارتی سخت شدن استحکام مواد اتصال دهنده را افزایش می دهد، آلیاژهای سخت شده انعطاف پذیری را کاهش می دهند. به این معنی که در مقایسه با بست های آنیل شده، تحت فشارهای کوچکتر یا تغییر شکل شکسته می شوند. سخت شدن کیس فرآیندی برای سخت کردن سطح یا لایه «مورد» فولادهای کم کربن و آلیاژی است. فولاد ابتدا کربوریزه می شود یا کربن نیترید می شود تا محتوای کربن در لایه یا بدنه بیرونی افزایش یابد.

    بست فولادی کربن دار سخت شده

    سپس پین یا بست فولادی کربوریزه شده به طور معمول با فرآیند کوئنچ و تمپر سخت می شود. بست به دست آمده دارای یک هسته داخلی فولادی نرم، سخت و کم کربن با سطح خارجی فولادی با کربن بالا است. سطح سخت شده در برابر سایش، سایش یا برش مقاومت می کند. هسته داخلی نرم و محکم از چفت شدن یا بریده شدن بست ها جلوگیری می کند. پین ها و پیچ های فلزی اغلب از سطوح سخت شده استفاده می کنند. پیچ و مهره، غل و سایر سخت افزارها برای قفل ها اغلب سخت می شوند زیرا به راحتی برش اره نمی شوند و مقاومت در برابر شکستگی ناشی از ضربه چکش را دارند.

    استفاده و نگهداری صحیح از بست های فولادی سخت شده
    در حالی که اتصال دهنده های فولادی با استحکام بالا یک عنصر حیاتی و توانمند در بسیاری از ساختارهای پیشرفته و طراحی های مکانیکی با تکنولوژی بالا هستند، باید در استفاده از بست های فولادی سخت شده دقت شود. بست های با استحکام بالا با سختی Rockwell C بالاتر از 35 در برابر شکنندگی هیدروژن حساس هستند. شکنندگی هیدروژن باعث از دست دادن یا از دست دادن جزئی شکل‌پذیری در فولاد سخت شده می‌شود که می‌تواند منجر به خرابی ناگهانی، فاجعه‌بار و زودرس بست در مزرعه شود. از قرار گرفتن در معرض هیدروژن در حین فرآوری یا کاربرد در مزرعه باید اجتناب شود. هیدروژن اتمی را می توان در طول فرآیندهای فسفاته کردن، ترشی کردن (تمیز کردن اسید یا رسوب زدایی)، آبکاری و الکتروگالوانیزه کردن به اتصال دهنده های فولادی جذب کرد. در حالی که پوشش های محافظ جایگزین توصیه می شود، می توان از عملیات حرارتی پخت هیدروژنی برای حذف هیدروژن باقی مانده پس از آبکاری یا فرآیندهای الکتروشیمیایی استفاده کرد. مشخصات استاندارد ASTM F1941 برای پوشش‌های رسوب‌داده‌شده بر روی اتصال دهنده‌های مکانیکی، اینچ و متریک، به پخت هیدروژنی نیاز دارد. پخت هیدروژنی باید چند ساعت پس از آبکاری انجام شود، معمولاً در دمای 350 درجه تا 450 درجه فارنهایت به مدت دو تا 24 ساعت. قرار گرفتن در معرض محیط زیست با گاز ترش (هیدروژن) سولفید، شرایط خوردگی گالوانیکی و حتی بخار فشار بالا در میدان می‌تواند باعث «تردی هیدروژنی خارجی یا محیطی» شود. به حداقل رساندن مقدار اولیه هیدروژن در فولاد می تواند به جلوگیری از این مشکلات کمک کند. از خوردگی گالوانیکی ناشی از جریان‌های تحت تأثیر یا جفت‌های مواد غیرمشابه (مثلاً فولادی که برای پیچ‌شدن آلیاژهای آلومینیوم یا مس/برنج استفاده می‌شود) می‌توان با جدا کردن بست‌ها با واشرها یا آستین‌های غیر رسانا جلوگیری کرد.

    اتصال دهنده های فولادی بیش از حد گرم
    گرمای بیش از حد در حین پردازش (حمام های گالوانیزه با دمای بالا)، نصب (جوشکاری چسبناک، لحیم کاری) و کاربرد میدانی (راکتور، کوره، و غیره)، در صورتی که دما و زمان در دما بیش از حد باشد، می تواند منجر به بازپخت یا نرم شدن یک بست سخت شده شود. . در صورتی که فرآیند گالوانیزه در دماهایی بیش از دمای اعتدال آلیاژ فولاد رخ دهد، ASTM F2329 نیاز به آزمایش خواص مکانیکی دارد. یک مثال شناخته شده از تأثیر دما بر استحکام پیچ، مقایسه بین پیچ و مهره های فولاد بور کم کربن SAE J429 درجه 8.2 با پیچ و مهره های فولاد آلیاژ کربن متوسط ​​​​گرید 8 است. هر دو گرید هنگامی که در دمای اتاق آزمایش می شوند، خواص مشابهی دارند. درجه حرارت پایین تر (650 درجه فارنهایت) فولاد بور استفاده از پیچ و مهره های درجه 8.2 را در دماهای بالاتر ممنوع می کند.
    استفاده نادرست از اتصال دهنده ها
    پیچ های عملیات حرارتی قوی تر هستند، اما تخریب ناپذیر نیستند. استفاده نادرست از اتصال دهنده ها می تواند منجر به شکستگی و حتی خرابی کل مجموعه، تجهیزات یا ساختار شود. سفت کردن بیش از حد پیچ ​​های سخت شده بالاتر از قدرت پیچشی آنها می تواند منجر به شکست شود. بست های کم سفت می توانند منجر به از کار افتادن زودهنگام به دلیل خراشیدگی، خستگی فرتینگ یا تغییر در بارگذاری و فشارهای داخلی بر روی بست ها شوند. مانند هر سیستم اتصال رزوه ای، سطح گشتاور مناسب باید اعمال شود تا از سطوح استحکام پیچ استفاده کامل شود. اگر یک مهره نرم و بدون حرارت با پیچ سخت شده استفاده شود، احتمالاً خرابی زودرس در مهره رخ می دهد. در کاربردهای پیچ و مهره با استحکام بالا سنگین درجه ASTM A563 یا ASTM A194 باید با سطوح استحکام قابل مقایسه یا سازگار با پیچ های با استحکام بالا انتخاب شده استفاده شوند (شکل 5). پیچ‌های عملیات حرارتی برای استفاده در سوراخ‌های رزوه‌دار طراحی نشده‌اند، زیرا صفحات فولادی یا اعضای ساختاری معمولاً فولاد کربنی نرم یا فولاد آلیاژی سخت‌نشده هستند. در کاربردهای گل میخ رزوه‌ای، مواد دارای سوراخ رزوه‌شده باید دارای سطوح استحکام سازگار با اتصال دهنده‌های عملیات حرارتی باشند. واشرها باید دارای مشخصات ASTM F436 برای واشرهای فولادی سخت شده نیز باشند.

    The blog I need help with is: (visible only to logged in users)

  • The topic ‘ساخت پیچ ماشین سر مربعی’ is closed to new replies.