|
авторский проект Напалкова Александра Валерьевича |
|
|
Проблемы
развития метизного производства для автомобильной промышленности России Необходимость
повышения качества и технического уровня крепежных деталей и пружин для
обеспечения потребностей автомобильной промышленности сегодня ни у кого не вызывает сомнений. На
автомобильных заводах понимают, что повышение конкурентоспособности
российских автомобилей и их качества, которого ждут все нынешние и
потенциальные автовладельцы, зависит (в том числе) от качества крепежа и
пружин…
Перспективы
внедрения прогрессивного крепежа в автомобильной промышленности России В
настоящее время на сборочных линиях и в цехах Волжского автомобильного завода
используется крепеж, разработанный и изготовленный по нормативной
документации, переданной с технологией FIAT–ВАЗ в середине 60-х годов
прошлого столетия…
Прогрессивный
крепеж – источник снижения затрат на производство и эксплуатацию АТС Покупая
автомобиль, обычно принимают во внимание соотношение его качества и цены, не
упуская из внимания системы безопасности, длительность пробега без
регулировок и ремонта, эксплуатационные расходы. При этом едва ли кого-нибудь
интересует, какие крепежные детали использованы в сборке автомобиля…
Технический контроль
качества автонормалей у производителя, дилера и потребителя Основная
прибыль от продажи автомобильных и автомоторных крепежных деталей зависит от
объемов спроса, заявленной цены, рекламы, ассортимента и товарного качества
продукции…
Разделительные операции в
технологии холодной объемной штамповки деталей Технология
изготовления деталей холодной объемной штамповкой строится на основе
необходимого и достаточного количества…
Факторы, влияющие на
производительность многопозиционного холодновысадочного автомата Производство
крепежных деталей на высокопроизводительных многопозиционных
холодновысадочных автоматах…
Технология производства плоских
шайб с увеличенной высотой методом холодной объемной штамповки Шайбы,
как вспомогательные элементы резьбового соединения, до сих пор находят
широкое применение в узлах и агрегатах автомобильной и автомоторной техники.
В ряде конструкций они составляют
более третьей части от всего применяемого крепежа…
Необходимые условия для
организации производства автонормалей на машиностроительном предприятии Современное
автомобилестроение является ведущей отраслью машиностроения промышленно
развитых стран, влияющей на процессы экономического и социального развития
общества. Широко применяемые в автомобилестроении крепежные изделия,
позволяют создавать высокоэффективные, прочные, надежные и долговечные
соединения…
|
Новые прогрессивные марки сталей для холодновысадочного производства крепежных деталей Бобылев М. В., к.т.н. Уверенное присутствие на
внутреннем рынке производителей высокопрочного крепежа, в условиях жесткой
конкуренции со стороны китайских производителей, может обеспечиваться только
суммарным качественным результатом всех технологических операций, формирующих
конечное товарное качество металлоизделий. В то же время ответственность за
это качество лежит именно на конечном производителе. Ясно, что при
разработке современных конкурентоспособных технологий получения высокопрочных
крепежных изделий (класс прочности 8.8 и более) необходимо подключать
дополнительные резервы повышения качества на всех переделах: · совершенствовать технологию выплавки и внепечной обработки стали; · внедрять у отечественных металлопроизводителей прогрессивные марки
высокопластичных термоулучшаемых сталей для холодной высадки; · разрабатывать ресурсосберегающие технологии подготовки металла к
высадке; · оптимизировать технологию высадки. Остановимся поэтапно на каждой из
вышеперечисленных позиций. Сталь Стремление
к повышению качества высокопрочных сложнопрофильных деталей автомобиля без
дополнительных затрат на их производство выдвигает в число первостепенных
задачу расширения выпуска и применения экономнолегированных, в том числе,
микролегированных бором сталей. Широко используемые отечественными
производителями среднеуглеродистые и легированные стали марок: 35, 40, 40Х, 40ХН2МА, 15ХГНМ, 38ХА, 38ХГНМ
и др. хотя и обладают хорошей закаливаемостью прокаливаемостью, имеют
серьезные ограничения по технологической пластичности и требуют обязательного
сфероидизирующего отжига. В то время как борсодержащие стали, с
значительно меньшим содержанием углерода и легирующих элементов и обладая
близким со среднелегированными сталями уровнем потребительских свойств
готовых изделий, имеют более высокую технологическую пластичность,
благоприятное соотношение прочностных и пластических свойств в отожженном и
термоупрочненном состояниях, высокий уровень характеристик прокаливаемости
при значительно меньшем, чем в легированных сталях, содержании легирующих
элементов и при меньшем, чем в среднеуглеродистых среднелегированных сталях,
уровне закаливаемости стали. В отечественной практике
разработаны и нашли широкое применение борсодержащие сталей следующих систем
легирования - C-Mn-B, C-Mn-Cr-B, C-Mn-Cr-Ni-B. Однако, несмотря на их видимые технологические
преимущества, внедрение в массовое производство сдерживалось рядом чисто
технологических трудностей, к числу которых, прежде всего, следует отнести
необходимость предотвращения связывания бора в нитриды при выплавке стали,
так как на характеристики прокаливаемости оказывает влияние не весь, а только
“эффективный” (не связанный в нитриды) бор. При этом в случае борсодержащих
сталей традиционные термины - такие как общее содержание легирующих элементов
в стали отступают на второй план, уступая место терминам – форма присутствия
элементов в стали, не учет которых приводит к возникновению нестабильности
свойств. Этим, по-видимому, объясняется факт достаточно низкой доли
потребления борсодержащих сталей отечественными заводами нормалей (не более
45%), в то время как на европейских и американских заводах доля потребления
борсодержащих сталей приближается к 100%. Экспериментально установлено, что
максимальное повышение характеристик прокаливаемости стали, достигается в
случае содержания "эффективного" бора на уровне 0.0010%, что
примерно на два порядка меньше количества традиционно применяемых легирующих
элементов. Анализ технологии массового производства
борсодержащих сталей в России и СНГ свидетельствует об относительно высоком
содержании в них азота (в среднем 0.010¸0.012%), что обуславливает низкую
(достигающую уровня 20¸40%) долю "эффективного" бора в
стали. Этот факт объясняет, наблюдаемую в ряде случаев нестабильность свойств
борсодержащих сталей отечественного производства. В этой связи для повышения
эффективности применения борсодержащих сталей необходима гибкая система
управления их качеством (в том числе с использованием методов математического
моделирования) как на стадии выплавки стали, так и на стадии изготовления
конечной металлопродукции. Основы качества борсодержащих сталей закладываются
уже на стадии выплавки, что требует точного соблюдения рациональных режимов
раскисления и микролегирования (в противном случае при требуемом общем
содержании бора в стали, ее свойства могут варьироваться от ожидаемого уровня
свойств борсодержащей стали до уровня свойств безбористой стали). На
следующих же стадиях передела (начиная от проката и вплоть до изготовления
конечной металлопродукции) управление качеством возможно либо за счет
ранжирования типоразмера металлопродукции (с учетом фактической
прокаливаемости), либо за счет корректирования режимов термообработки (с
учетом особенностей борсодержащих сталей - корректировка температуры закалки,
скорости охлаждения и др.). Данный подход позволит исключить встречающиеся в
настоящее время проблемы, возникающие при использовании борсодержащих сталей. Одним
из удачных инструментов экспресс-контроля и управления качеством
борсодержащих сталей явилась разработка комплексной модели, которая на базе
термодинамического анализа позволяет оценить количество бора, остающегося в
твердом растворе (эффективный бор) и участвующего в образовании нитридов
(потери бора) в процессе кристаллизации традиционно применяемых в
автомобилестроении борсодержащих сталей при различном исходном содержании
бора, азота, титана и алюминия, а также с высокой прочностью спрогнозировать
характеристики прокаливаемости данного класса сталей. Предложенный подход
базируется на теории образования неметаллических включений при кристаллизации
слитка, получившей экспериментальное подтверждение и апробированной в
заводской практике. С
использованием данного подхода установлены (в зависимости от химического
состава и технологии производства) оптимальные количества раскислителей в борсодержащих
сталях, позволяющие исключить связывание бора в нитриды, что будет
способствовать увеличению прокаливаемости стали; порядок и тип выделения
неметаллических включений при непрерывной разливке. На базе предложенной
модели для большинства борсодержащих сталей, используемых при производстве
высокопрочных крепежных деталей построены номограммы, характеризующие влияние
титана, алюминия азота и бора на количество выделяющихся при кристаллизации
нитридов и оксидов, содержание эффективного бора, а также оценено влияние
эффективного бора на характеристики прокаливаемости. Термодинамический анализ
показывает, что для эффективной защиты бора (обеспечения его содержания в
твердом растворе на уровне 0.0010%) и повышения коэффициента усвоения бора до
50%, в традиционно применяемых в автомобилестроении борсодержащих сталях как
минимум необходимо повысить (при существующем уровне) содержание титана и
алюминия до уровня не ниже соответственно 0.025¸0.030% и 0.050¸0.060%
или снизить содержание азота до величины 0.005¸0.008%. На основании проведенных
исследований определена область
допустимых значений содержания титана и алюминия, обеспечивающих сквозную
прокаливаемость сортового проката сталей типа 12-30Г1Р диаметром
соответственно до 15, 20 и 25 мм. Важным резервом повышения уровня
прокаливаемости микролегированных бором стали является измельчение размера
зерна аустенита, что на практике достигается микролегированием сильными
карбонитридообразующими элементами: Al, Ti, Zr, Nb, V и др. Их введение в сталь,
совместно с микродобавками бора обеспечивает связывание азота и углерода в
стабильные мелкодисперсные карбонитриды типа Ме(СхN1-х),
которые, с одной стороны, способствуют торможению миграции границ, и,
следовательно, сохранению мелкодисперсной зернистой структуры до достаточно
высоких температур, с другой стороны, имея высокое сродство к азоту и
кислороду, связывают их в нитриды и оксиды, обеспечивая тем самым защиту
бора, что позволяет увеличить концентрацию "эффективного" бора и,
как следствие, повысить прокаливаемость стали. Детальный анализ состояния
производства борсодержащих сталей на ведущих отечественных металлургических
комбинатах - ОАО «МЕЧЕЛ» (г. Челябинск), ОАО «СЕВЕРСТАЛЬ» (г. Череповец), ОАО
«БМК» (г. Белорецк), показал, что технология производства борсодержащей
стали, обеспечивает получение стабильного содержания основных легирующих
элементов и примесей, что гарантирует стабильный уровень прокаливаемости и
механических свойств стали. Металлопрокат отличается стабильно высоким
уровнем металлургического качества. Реализация ресурсосберегающей технологии
получения сортового проката для холодновысадочного производства автомобильных
заводов, сфероидизованного непосредственно с прокатного нагрева в условиях
стана 350 ОЭМК позволяет получать прокат с мелкодисперсной
псевдосфероидизированной структурой по уровню механических свойств не
отличающийся от металлопроката, прошедшего традиционный печной
сфероидизирующий отжиг. Значение прочностных и пластических характеристик
(временное сопротивление разрыву и предел текучести) стали 20Г2Р стабильно.
При этом использование металлопроката ОЭМК на автозаводах позволила сократить
уровень отбраковки с 10-12% до 0.5%. В целом использование
отечественными метизными заводами сортового проката из прогрессивных марок
борсодержащих сталей способствует расширению применения ресурсосберегающей
технологии подготовки металла и производства высокопрочных крепежных деталей,
позволяет повысить качество выпускаемой металлопродукции при одновременном
снижении затрат на ее производство, а соответственно повышает ее
конкурентоспособность. Технология подготовки проката Наиболее распространенная в
настоящее время технология подготовки металла для холодной объемной штамповки
(ХОШ) высокопрочных крепежных изделий (в том числе болтов для автомобильной
промышленности классов прочности 8.8 и выше) приведена на. К недостаткам традиционных
способов подготовки металла для ХОШ следует отнести большие затраты
электроэнергии и газа при отжиге металла в колпаковых печах, а также
термоупрочнении болтов в проходных печах с защитной атмосферой, необходимость
выполнения операций правки и рихтовки длинномерных термоупрочненных болтов,
низкая производительность, высокие затраты на приобретение реактивов и
утилизации отходов, экологическая вредность операций фосфатирования и
травления подката, снижение потребительских свойств травленого подката
вследствие наводораживания металла. Причем, если до последнего
времени, металлопотребители, преимущественно получали металл в калиброванном
и отожженном состоянии, пригодном для непосредственного использования при
высадке на холодновысадочных автоматах, то в настоящее время, в связи с
появлением новых поставщиков, не имеющих опыта производства металла для
высадки, и стремлением метизных заводов максимально снизить собственные
производственные издержки, резко возросла доля металла, поставляемого в
горячекатаном состоянии. На самом деле, хотя это хотя и
позволяет снизить затраты на закупку металла, но часть технологических
операций, традиционно выполняемых на металлургических комбинатах, приходится
выполнять собственными силами на метизных заводах, соответственно возрастает
доля внутризаводских затрат на подготовку металла, при этом стоимость
подготовки металла может достигать 30% от стоимости подката, а в целом в цене
крепежа доля затрат на металл составляет 70%. В такой ситуации именно метизное
предприятие в наибольшей степени заинтересован в поиске новых технологических
решений, разработке и промышленному опробованию новых экологически и
экономически обоснованных производственных процессов подготовки металла и
изготовления, высокопрочных крепежа, соответственно в сферу его
непосредственных интересов попадает и совершенствование технологии по всей
предшествующей технологической цепочке. Пример такого подхода в полной мере демонстрирует Белебеевский завод
“АВТОНОРМАЛЬ”, являющийся основным поставщиком крепежных изделий на Волжский
и Камский автомобильные заводы. Совместно с
нашими специалистами заводом реализован комплекс мероприятий,
охватывающих весь процесс производства высокопрочного крепежа, начиная от
выплавки стали. На стадии подготовки структуры
низкоуглеродистых и низколегированных сталей для ХОШ внедрены в производство
три автоматизированных комплекса (с нагревом ТВЧ) для кратковременного (30¸90
мин) сфероидизирующего и рекристаллизационного отжига углеродистых (сталь 10, 20) и
легированных сталей (20Г2Р, 30Г1Р, 38ХГНМ) при перемотке проволоки из бунта в бунт. Ввод в
действие этих комплексов позволило вывести из эксплуатации 38 колпаковых печей.
По уровню прочности и пластичности стали, отожженные в колпаковой печи и на
установке с нагревом ТВЧ значимо не различаются. Использование индукционного
нагрева позволяет (в сравнении с колпаковым отжигом) сократить в 10 раз
продолжительность термообработки, исключить образование обезуглероженного
слоя, получить металл с мелкодисперсной структурой и минимальным разбросом
прочностных и пластических характеристик по длине бунта. Еще одним из перспективных
направлений является разработка технологий, обеспечивающих получение
высокопрочных стержневых крепежных изделий из предварительно упрочненного
металлопроката только за счет деформационного упрочнения, что позволяет
исключить завершающую термообработку готовых изделий, а соответственно,
устранить возникающие в этом случае дефекты резьбы, исключить рихтовку
длинномерных изделий. Наиболее перспективным представляется использование
микролегированных сталей прошедших термомеханическую обработку, что позволяет
повысить характеристики деформационного упрочнения без существенного снижения
запаса пластичности стали Поскольку термоупрочнение
металлопроката у производителя стали, при экономической привлекательности,
имеет ряд существенных недостатков, к числу которых относится, прежде всего,
необходимость расширения марочного и размерного сортамента металлопроката с
учетом конкретных (а порой весьма специфичных) требований метизных заводов,
на ОАО “Автонормаль” разработан и изготовлен автоматизированный комплекс для
закалки низкоуглеродистых сталей на двухфазную структуру. Опробована
возможность получения готовых высокопрочных крепежных изделий (шпильки
М8х1.25, болты М14х1.5, уровень прочности sв³800
МПа) из низкоуглеродистых сталей 10 и 20 (сталь 12Г1Р в случае болтов). Таким образом, предложен и
обеспечен нормативно технической документацией комплекс технологических
мероприятий в металлургическом и машиностроительном производствах,
обеспечивающих требуемый уровень технологических и механических свойств
подката и автокрепежа посредством комплексного контроля качества на всех
стадиях металлургического передела - при выплавке стали, при горячей
пластической деформации и предварительной термической обработке подката, при
подготовке поверхности подката и оптимальной микроструктуры стали, при
холодной пластической деформации металлопродукции и при оптимизации режимов
окончательного термоупрочнения готовых изделий. В целом
реализация предложенных подходов при разработке ресурсосберегающей технологии
подготовки металла и производства высокопрочных крепежных деталей позволяет
повысить качество выпускаемой металлопродукции при одновременном снижении
затрат на ее производство, а соответственно повышает ее
конкурентоспособность. По
материалам Третьей всероссийской конференции метизников «Современные
метизные производства. Новые
изделия, технология, материалы» Москва, 26-27 октября 2006 года |
Главы из
монографии Губкин С.И. «ПЛАСТИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ МЕТАЛЛОВ» ГЛАВА 1. Часть 4. Упрочнение (Наклеп) Интенсивность увеличения сопротивления деформированию с
увеличением степени деформации отображает эффект наклепа. Интенсивность наклепа
зависит от особенностей пластического процесса при данных условиях деформации…
Бернштейн
М.Л. Структура Деформированных металлов. – М.: Металлургия, 1977. – 431 с.
Главы из
книги И. Биллигман «ВЫСАДКА И ДРУГИЕ МЕТОДЫ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ» Значение инструмента
весьма возросло в связи с развитием методов штамповки, развитием
пресс-автоматов, а также в связи с расширением области применения штамповки.
Высокую производительность…
|
|
|
|
|
|
|
Опубликованные и неопубликованные рукописи автора: |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Маркировка крепежа |
Контроль качества |
Разделительные операции |
Обзор развития ХОШ |
Стопорящиеся гайки |
Низкие гайки |
Фаска на деталях |
Плоские шайбы |
|
новости :: рейтинг производителей
метизов :: проекты ::
рукописи ::
журналы :: наука :: технологии :: оборудование :: производство |
|
|
|
|
|
Научно
- Техническая Библиотека Напалкова Александра Валерьевича :: Эксклюзивные
публикации :: Инженерные
программы Болты
:: Гайки :: Детали :: Металл
:: таблицы Fiat-ВАЗ :: ОСТы серии
37.001… :: ГОСТы
:: DIN 3220 Fiat-ВАЗ деталей –
Электронная таблица (315 kb)
:: ИЗБРАННОЕ из RUnet по
метизам :: Wold Fasteners 10
ведущих мировых производителей автомобилей :: Крупнейшие
дилеры метизов :: Крупнейшие
дилеры автокрепежа Реклама:
Крепеж, пружины, автонормали – Шаблоны Создай
свой ОСТРОВ СОКРОВИЩ !!! (новый
формат) |
|
|
При использовании
материалов сайта обязательна ссылка на сайт и автора следующим образом: © Напалков
Александр Валерьевич : Рукописи : на www.nav.t-k.ru |
Последнее обновление24-04-2008 |
