Sveobuhvatna analiza tvrdoće vijaka klase 10.9

Vijci klase 10.9 naširoko su korišteni šesterokutni pričvršćivači visoke čvrstoće. Zahvaljujući njihovoj visokoj čvrstoći i tvrdoći, često se primjenjuju u radnim uvjetima kao što su precizna mehanička oprema i matrice za alate. Koji je standardni raspon tvrdoće za vijke klase 10.9? Ovaj članak pruža analizu temeljenu na referencama industrije za vašu informaciju.

Prvo, pogledajmo pokazatelje tvrdoće vijaka klase 10.9. Prema nacionalnom standardu GB/T 3098.1 za spojne elemente, tvrdoća Vickersove jezgre vijaka klase 10.9 kreće se od HV320‑380, što odgovara tvrdoći po Rockwellu HRC32‑39. Ovaj raspon tvrdoće mora se postići razumnim postupcima kaljenja i toplinske obrade. U stvarnoj proizvodnji, vijci se austenitiziraju i zatim uranjaju u ulje za kaljenje radi kaljenja, nakon čega slijedi kaljenje na visokoj temperaturi. Vrijeme zadržavanja i temperaturni parametri kaljenja i popuštanja igraju odlučujuću ulogu u konačnoj tvrdoći i sveobuhvatnim mehaničkim svojstvima.

Zatim ćemo zaroniti u praktične slučajeve procesa proizvodnje za vijke klase 10.9.

Procesni slučaj 1

Označen kao procesna shema 35CrMo, dok je čelik od legure 40Cr zapravo usvojen za proizvodnju vijaka. Vijak je promjera 22 mm i duljine 114 mm, a koristi se za pričvršćivanje kotača kamiona. Nakon toplinske obrade kaljenja i popuštanja, njegova tvrdoća mora doseći HV320-380 (HRC32-39), s minimalnom vlačnom čvrstoćom od 1040 MPa. Idealna metalografska struktura je kaljeni sorbit.

Procesni slučaj 2

Ispitna shema 1: Vruće kovanje nakon čega slijedi strojna obrada, s toplinskom obradom koja se provodi u peći s mrežastom trakom. Postavke temperature Zone 1-4 za kaljenje su 860-870-870-860 stupnjeva, s ukupnim vremenom zadržavanja kaljenja od približno 90 minuta, nakon čega slijedi kaljenje u ulju za hlađenje. Tvrdoća nakon kaljenja doseže HRC49‑52. Temperatura kaljenja za zonu 1-3 ravnomjerno je postavljena na 510 stupnjeva, a tvrdoća nakon kaljenja iznosi HRC32-35. Rezultati inspekcije pokazuju da vlačna čvrstoća proizvoda u ovom postupku ne zadovoljava zahtjeve klase 10.9, stoga se postupak smatra nekvalificiranim.

Ispitna shema 2: Proizvodni put koji se sastoji od žarenja, fosfatiranja i oblikovanja hladnom ekstruzijom. Temperature gašenja u zoni 1-4 u peći s mrežastom trakom su 860-870-870-860 stupnjeva, vrijeme zadržavanja kaljenja oko 90 minuta, hlađenje kaljenja u ulju; tvrdoća nakon kaljenja HRC49‑52. Uspoređuju se dva skupa parametara kaljenja: Grupa 1: Temperatura kaljenja od 480 stupnjeva za sve Zone 1-3. Tvrdoća nakon kaljenja: HRC34-38, izmjerena vlačna čvrstoća: 1005 MPa. Mala količina neotopljenog ferita uočena je metalografskom kontrolom. Grupa 2: Temperatura kaljenja od 460 stupnjeva za sve Zone 1-3. Tvrdoća nakon kaljenja: HRC36-40, izmjerena vlačna čvrstoća: 960 MPa, što ne zadovoljava minimalne zahtjeve vlačne čvrstoće za klasu 10.9.

Može se vidjeti da čak i ako je tvrdoća unutar ciljanog raspona, proizvodi i dalje nisu sukladni ako vlačna čvrstoća ne ispunjava zahtjeve. Manja količina ferita pogoršat će mehaničku izvedbu vijaka i mora se strogo kontrolirati u radnim uvjetima s visokim zahtjevima za zamor.

Ukratko, kvalificirani raspon tvrdoće jezgre zaVijci razreda 10.9je HV320-380, što odgovara HRC32-39. Opći referentni parametri toplinske obrade: kaljenje na 850 stupnjeva uz zadržavanje od 60 minuta, potencijal ugljika kontroliran na 0,45, izotermno stupnjevano ulje za kaljenje na temperaturi ulja od 100 stupnjeva, držanje za kaljenje 30 minuta; kaljenje na 480 stupnjeva uz 120-minutno držanje. Tijekom proizvodnje samo tvrdoća ne može se uzeti kao jedini kriterij. Vlačna čvrstoća, granica razvlačenja i druga mehanička svojstva moraju biti u skladu s nacionalnim standardima. U metalografskoj strukturi poželjno je da dominira kaljeni sorbit. Neidealne strukture kao što je ferit treba svesti na najmanju moguću mjeru kako bi se izbjeglo pogoršanje nosivosti i učinkovitosti protiv zamora vijaka.