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紧固件热处理工艺设计的依据及热处理工艺设计的基本内容

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导读:产业基础薄弱是建设制造强国最大的瓶颈,在当前及今后的一段时间内,产业基础的薄弱环节可聚焦于,基础零部件/元器件(包括高端芯片和传感器)、基础材料、基础检测检验设备和平台、基础制造工艺和装备、基础工业软件。

紧固件属基础零部件,在机械构件中起到联接、定位以及密封等作用,其中螺栓用量最大,材料的选用是保证质量的基础。热处理技术对高强度螺栓尤其是它的内在质量至关重要。

紧固件的热处理很重要,紧固件热处理技术更重要。正确、合理的热处理工艺设计,要依据相关的技术标准和可借鉴的技术资料,能查获的国内外先进热处理技术,以及本单位创新的热处理专有技术等,从企业实际出发结合企业从事热处理的人员素质、管理水平和生产条件、质量保证和检测能力等展开工作。

正确、合理的热处理工艺,不仅要满足能够生产紧固件所要求的各种性能指标和预期的使用寿命;同时要能够降低成本、节约能源和满足安全、环保要求等。

近20多年来,我国紧固件的发展迅速,企业的加工工序设置也有很大变化,无论是否有专门的热处理车间,都有大量的热处理生产,需要材料与热处理工程专业工程师去面对,需要去学习掌握材料热处理工艺原理与技术,今天,螺丝君就和大家聊一聊热处理工艺设计的依据,供同行参考。

一、热处理工艺设计的依据

热处理工艺设计的依据,主要是产品的标准、图样及其技术要求,毛坯图样及技术要求、有关工艺设计的技术标准。热处理前序和后序热处理的技术要求,以及生产现场操作者技术水平和所用装备具体的条件等。下面分别简述这些依据的具体内容和应用。

1、产品零件图样及技术要求

产品的标准、图样应是按规定程序审批的有效版本。零件产品的标准、图样上,应有明确的热处理技术要求。

① 材料牌号(必要时需要提供相应的材料标准)。

② 最终热处理后的硬度值(必要时提出同炉处理的标准试样的,其他力学性能指标)。

③ 对于化学热处理的零件,图样上应标明其化学热处理部位及其尺寸,渗层有效深度及其表面硬度,渗层组织及其相关检测标准。

④ 对于热处理后有特殊检验要求的零件,应标明其检验类型及相关标准等。

2、零件毛坯图样及其技术要求

零件毛坯图样是零件图样派生的冷镦、红打、焊接或其半成品件图样。单件或小批量生产时,毛坯图样一般可在零件图样上用红、蓝色笔勾画出来即可;批量生产时应另行绘制毛坯图样,并按规定程序由相关工序技术负责人会签或审核才可用于生产。毛坯图样中应有明确的技术要求:

a) 材料牌号(必要时需要提供相应的材料标准)。

b) 毛坯的最终硬度值及其检测部位和检测方法。

c) 必要时,应标明毛坯的最终组织状态及执行的相关标准等。

3、工艺技术标准

工艺技术标准(含工艺设计工作质量标准),这是提高工艺设计工作质量和评价工艺设计的重要依据。近年来,不同的级别(国家、行业、团体和企业)的工艺技术标准不断完善和提高,为工艺设计提供了更加可靠的依据,大大提高了各企业工艺设计水平和设计质量。从事工艺设计的工程技术人员,在具体工作中应该认真贯彻、执行工艺技术标准,并不断提升工艺技术标准级别,有利于进一步提高产品质量。

特别指出,所谓“企业标准”有两种情况:一种是由于企业某种原因暂时无法达到行业标准和国家标准要求,或行业标准和国家标准暂时涵盖不了企业特殊产品的内容。这时,需企业自行制定适用于本企业的“企业标准”。另一种是企业为了增强市场竞争力,在某些技术指标超越行业标准或国家标准要求,而制定的“企业内控标准”。

4、企业条件

当所设计的任何有实际意义的热处理工艺,都需要通过相应的生产条件来实践。因此,本企业的或者准备委外加工的热处理条件是工艺设计的基础和主要依据之一。

二、热处理工艺设计的基本内容

热处理工艺的先进性、合理性、可行性、经济性、安全性和可检测性以及贯彻标准化程度等是衡量其设计质量的综合指标。然而,热处理工艺设计是通过若干过程完成的,每一过程的工作质量都会影响设计的最终指标。因此,热处理工艺设计的全过程要体现其正确性、一致性、完整性。

1、热处理件明细表的建立

对于产品定型的企业,工艺设计部门应编制热处理件明细表,作为工艺设计总体策划和工艺管理使用,并有利于工艺设计者对每一种热处理件的基本参数有所概括了解。

表1  热处理件明细表格式(参考)

2、热处理工艺设计的总体策划

对于产品定型的企业,工艺设计部门的热处理主要负责人应对产品的全部热处理件工艺设计任务进行人力资源和物质的准备、工作计划、方针目标和相关措施等统筹安排,并编制“工艺设计总体策划说明书”。同时将具体设计任务以“工艺设计任务书”的方式送达给下属,并对下属,特别是设计新手以各种形式(如口头授权、资料提供、经验交流等)进行指导。

3、热处理工艺设计规程

为了确保热处理工艺设计质量,设计工作应按其一定的规律和程序进行。一般的热处理工艺设计流程,例:清洗→装炉(上料)→加热→升温→保温→淬火→清洗→回火→着色→烘干→上油→出料→包装。

4、热处理工艺规程的要素和内容

在热处理工艺设计总体策划的基础上。设计者首先遇到的是逐一对每种产品的热处理规程的设计,其基本要素和内容如下表。

表2  热处理工艺规程的要素和内容(参考序号)

三、经验与总结

总之,按照高强度紧固件的规格、技术文件及检验标准进行研究分析,制定符合标准的热处理工艺、检测规范。不同种类设备的连续式网带炉生产线、多用途可控气氛加热炉、震底炉、滚筒炉等能力因素,生产安排节拍快慢,结构等都会对热处理产生影响,热处理工艺设计其最大的问题是随意性强,这种粗放型工艺管理,受操作者思想情绪、主观意识等多种因素影响,使其工艺方案、方法和参数等难于定型,因此产品质量忽高忽低,忽好忽坏,而且一旦出现质量问题找不到确切的改进方向。同时,工艺技术水平也往往停留在从热处理手册中查找工艺参数而已,很难做到在全面系统分析的基础上进行工艺设计,更缺少创新和明显提高。

为此,热处理工艺设计的依据,就显得十分重要,可以减少大量工艺试验,提高工艺改进的效率。

来源:螺丝君

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