Introduction au projet
L'extinction est le cœur de la production de boulons et de noix de haute résistance.8, 10.9, ou 12.9Dans cet article, nous répondons à cinq questions essentielles concernant l'extinction des fixations, à savoir:sur la base de notre expérience en atelier, pour vous aider à comprendre ce qui se passe à l'intérieur du four et du réservoir d'extinction.
Qu'est-ce que l'extinction, et pourquoi est-elle nécessaire pour les boulons et les écrous?
Éteindreest le refroidissement rapide de l'acier à une température supérieure à sa plage d'austénitisation (typiquement 830°C pour la plupart des aciers de fixation) dans un milieu liquide ou gazeux.la martensite- une microstructure dure et métastable qui fournit la résistance requise pour les fixations de haute qualité.
Sans séchage, l'acier refroidirait lentement et formerait des structures plus douces comme la perlite ou la bainite, qui ne peuvent pas atteindre des résistances à la traction supérieures à environ 800 MPa (116 ksi).L'extinction est la première étape essentielle de latempérature d'extinction (Q&T)processus qui produit des classes de propriétés 8.8, 10.9, et 12.9.
La séquence de base pour les fixations à haute résistance:
Blanc forgé à froid ou à chaud → austénitisant (chaleur) →éteindre (refroidissement rapide)→ forme de martensite → tempérée (chauffe à nouveau à température plus basse) → martensite tempérée finale à résistance et ténacité spécifiées.
Un cas réel:
Un fabricant de boulons de flanges de qualité 10,9 obtenait des résultats de charge de résistance incohérents.Après stabilisation de la température de l'huile à 50 ± 5 °C et après agitation adéquate, la variation de dureté entre les lots est passée de ±4 HRC à ±1,5 HRC et tous les boulons ont passé l'essai de résistance à la charge.
Quels sont les supports d'extinction courants pour l'extinction des fixations?
Le choix du matériau d'étanchéité dépend des aciersdurcissementLe tableau ci-dessous compare les supports les plus courants:
| Moyen d'extinction |
Sévérité de refroidissement (relative) |
Types d'acier typiques |
Les avantages |
Les défauts |
| L'eau |
Très élevé |
Aciers à faible teneur en carbone (par exemple, 1018, 1022 pour boulons de faible teneur en carbone) |
Très bon marché, agressif |
Risque élevé de fissuration et de distorsion; ne convient pas aux aciers alliés |
| Polymère (PAG) |
Moyen à haut (réglable) |
Aciers à carbone moyen (35K, 40#, 45#) |
Vitesse de refroidissement réglable; moins de fissuration que l'eau |
Requiert un contrôle de la concentration; plus cher que l'eau |
| Huile d'éteinte (rapide) |
Moyenne |
Acier allié (40Cr, SCM435, 42CrMo, 10B21) |
Réchauffement équilibré; faible risque de distorsion; bon pour la production |
inflammable; produit de la fumée; nécessite une maintenance |
| Huile d'éteinte (témperage) |
Faible (lente) |
Pièces sensibles aux distorsions (boulons longs, écrous à paroi mince) |
Réduit au minimum la distorsion et les fissures |
Faible durcissement; peut ne pas durcir complètement les sections épaisses |
| Bains de sel (témperage) |
Faible à moyen |
Fermetures spéciales nécessitant une distorsion minimale |
Température très uniforme; aucune échelle |
Coûteux; dangereux; peu commun pour les fixations standard |
Lignes directrices de sélection des catégories communes de fixations:
-
Grade 8.8 (acier à carbone moyen, par exemple 35K, 40#):Eau ou polymère (polymère recommandé pour un meilleur contrôle)
-
Grade 10.9 (acier allié, par exemple, 40Cr, SCM435):Huile d'extinction rapide (ou polymère si l'huile n'est pas disponible)
-
Grade 12.9 (acier hautement allié, par exemple SCM435, 42CrMo):Huile d'extinction rapide (huile de tempérage pour sections très épaisses)
-
b. équipement de détection de la température et de la température de l'air;Eau ou polymère après carburation
Conseils du monde réel:
Nous avons eu une fois un client qui éteignait des boulons SCM435 M16 dans l'eau parce qu'il voulait un refroidissement plus rapide. Le résultat: 15% de têtes fissurées.fonctionnant à 60°C) éliminé le craquage tout en obtenant une martensite complète.
Quels défauts d'éteinte se produisent dans les boulons et les écrous, et comment les prévenir?
Même avec le bon matériau d'extinction, des défauts peuvent survenir. Voici les défauts les plus courants dans l'extinction des fixations, leurs causes et les méthodes de prévention:
| Défaut |
Apparence / détection |
Les causes profondes |
Prévention |
| Éteindre le craquage |
Des fissures visibles, souvent longitudinales sur la tête ou la jambe |
Éteindre trop fortement; angles tranchants; teneur élevée en carbone |
Utiliser une huile d'extinction plus lente; ajouter des rayons à la conception; réduire la température d'austénitisation |
| Les points mous |
Faible dureté localisée (vérifier avec le testeur Rockwell) |
Poches de vapeur lors de l'extinction; agitation inégale; écailles à la surface |
Améliorer la conception du mélangeur; augmenter le débit de l'extincteur; nettoyer les pièces avant chauffage |
| Déformation (flexion) |
Les boulons ne sont pas droits; les fils sont mal alignés |
Refroidissement inégal; mode de chargement des pièces; contraintes résiduelles dues à la conduite à froid |
Utilisez le martempering; accrocher les boulons longs verticalement; normaliser avant Q & T |
| Dureté insuffisante (noyau non entièrement martensitique) |
Dureté du noyau inférieure aux spécifications |
Durcissement du matériau trop faible pour la taille de la section; éteindre trop lentement |
Choisissez de l'acier à durcissement plus élevé (par exemple, SCM440 au lieu de 40Cr); utilisez un matériau d'éteinte plus rapide |
| Décarburation |
Couche de surface douce; durée de vie inférieure à la fatigue |
Une mauvaise atmosphère de four pendant l'austénitisation |
Utiliser une atmosphère contrôlée (gaz endothermique) ou un four à vide |
| Éteindre la coloration / oxydation |
Surface décolorée (bleu, marron) |
Résidu d'eau dans l'huile; les pièces qui entrent dans l'huile sont éteintes trop chaud |
Maintenir la qualité de l'huile; contrôler le temps de transfert du four à l'extinction |
Le cas réel (distorsion):
Un client fabriquant des écrous de roue M20×1.5 (grade 10).9Les noix ont été éteintes dans un panier (dont les noix ont été jetées dans l'huile dans un panier de fil).Nous sommes passés à l'extinction à pièce unique à l'aide d'un convoyeur avec des gouttes de pièces individuelles, et a installé une huile de martempering à 180°C. La distorsion est tombée sous 1%.
Méthodes d'inspection après éteinte:
-
Épreuve de dureté:Dureté typique à l'extinction pour la martensite: 50-55 HRC pour les aciers alliés à carbone moyen.
-
Vérification de la microstructure:Il doit y avoir > 90% de martensite (pas de perlite ou de ferrite) dans le noyau pour une durcissement totale.
-
Détection des fissures:Inspection par particules magnétiques (MPI) ou test de pénétrant de colorant pour les pièces critiques.
-
Le droit:L'indicateur à rouleaux ou la mesure optique.
Comment l'éteinture est-elle liée à la trempe?
Ne sautez jamais le tempérage.La martensite éteinte est extrêmement dure, mais aussi très fragile. Un boulon dans l'état éteint se casserait sous impact ou même sous un couple de serrage élevé.
La relation:
| Procédure |
Objectif |
Température typique |
Structure résultante |
Propriétés mécaniques |
| Éteindre |
Forme de martensite |
Refroidissement rapide à partir de 830°C à 880°C |
Martensite éteinte |
Très dur (50 ̊55 HRC), zéro ductilité, forte contrainte interne |
| Tempérant |
Réduire la fragilité, soulager le stress, ajuster la résistance |
400°C à 650°C (selon le degré cible) |
Martensite tempérée |
Dureté 28 ̊38 HRC (grade 8,8), 32 ̊39 HRC (10,9), 39 ̊44 HRC (12,9) + bonne ténacité |
Températures de trempage typiques pour les types de fixations courants (après éteinte complète):
| Catégorie de biens |
Acier typique |
Température de chauffage (°C) |
Dureté résultante (HRC) |
| 8.8 |
35K, 40#, SCM435 |
550 ¢ 600 |
28 ¢ 34 |
| 10.9 |
40Cr, SCM435 |
500 ¢ 550 |
32 ¢ 39 |
| 12.9 |
SCM435, 42CrMo |
420 ¥480 |
39 ¢ 44 |
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