Abstrakcyjny: Podczas próbnego tłoczenia walców stożkowych za pomocą importowanego cztero-stacji-szybkiego sprzętu do spęczania na zimno, pojawiły się typowe defekty, w tym poprzeczne pękanie ciętych półfabrykatów, pęknięcia powierzchniowe na zewnętrznej średnicy walca i fazowaniu, a także zaginanie tłoczne na powierzchniach fazowanych. Analiza przyczyn źródłowych potwierdza, że ​​wszystkie te wady wynikają ze złej jakości surowca. Po optymalizacji technicznej walcówki wyżarzanej sferoidalnie GCr15 przeznaczonej do-szybkiego spęczania na zimno, produkt w pełni spełnia praktyczne wymagania produkcyjne.

Słowa kluczowe: łożysko stożkowe; wałek stożkowy; wysokoobrotowa kombajn-na zimno; stal łożyskowa GCr15; wada; analiza awarii

1 proces obróbki czterostanowiskowej-szybkiej maszyny do spęczania na zimno

Aby poprawić wydajność tłoczenia walców stożkowych o średnicy zewnętrznej powyżej 20 mm, zastosowano importowaną cztero{1}}sekcyjną-szybką kuwarkę na zimno. Sprzęt zapewnia wysoką wydajność przy szybkości tłoczenia do 100 sztuk na minutę i wytwarza-precyzyjne walce bez wypływek po uformowaniu. Niemniej jednak surowcem do tej maszyny musi być walcówka wyżarzana sferoidalnie, podczas gdy krajowi główni producenci stali specjalnej dostarczają wyłącznie stal GCr15 powyżej Φ20 mm w postaci pełnego pręta. Po negocjacjach specjalny dostawca stali dostarcza walcówkę wyżarzaną sferoidalnie dostosowaną do potrzeb tego procesu gnicia na zimno.

Podstawowe wymagania techniczne dla walcówki próbnej są następujące: obróbka poprzez podwójne ciągnienie i podwójne łuszczenie z wykończeniem powierzchni; mikrostruktura wyżarzania sferoidalnego, klasa 2–4 ​​według GB/T18254-2002; twardość kontrolowana na poziomie 170 ~ 185 HB. Podczas wielo-odkształcania na zimno następuje znaczne umocnienie, co utrudnia późniejsze formowanie i stąd stosunkowo niskie wymagania dotyczące twardości. Głębokość odwęglania powierzchni jednostronnej nie powinna przekraczać 0,8% nominalnej średnicy stali; tolerancja wymiarowa średnicy pręta wynosi 0~-0,05 mm, pozostałe dane są zgodne z odpowiednimi umowami technicznymi zakupowymi.

Tłoczenie walców stożkowych na czterostanowiskowej maszynie do spęczania na zimno obejmuje cztery kolejne stanowiska robocze: ścinanie półwyrobów → spęczanie końców → formowanie wstępne- → formowanie końcowe, ze schematem formowania pokazanym na rysunku 1.

Rysunek 1 Schematyczny diagram procesu formowania przez tłoczenie na czterech stacjach

Ścięcie puste: Ścinanie półfabrykatów typu-tulejowego powoduje powstawanie półfabrykatów z niewielkim odkształceniem, a powierzchnie końcowe są w przybliżeniu prostopadłe do linii osiowej półwyrobu.

Koniec z przygnębianiem: Wyrównuje nierówne powierzchnie końcowe półwyrobu prostopadle do osi, ujednolica długość półwyrobu i wyrównuje zewnętrzny okrąg półwyrobu.

Wstępne-formowanie: z grubsza kształtuje zwężający się kontur, zmniejsza mały wymiar końcowy, tworzy wklęsłe wgłębienie na dużej-powierzchni końcowej i zwiększa średnicę zewnętrzną na zewnątrz.

Zakończ formowanie: Kończy wymiary walców z określoną tolerancją.

Duże odkształcenie i niezwykłe umocnienie przez zgniot mają miejsce na dużym-fazie końcowym, średnicy zewnętrznej, powierzchni czołowej zarówno dużego, jak i małego końca oraz na małym-fazie końcowym podczas formowania. Zmiany twardości gotowych rolek w różnych pozycjach przedstawiono w Tabeli 1. W porównaniu z rolkami z pras mechanicznych z pojedynczą-stacjami, produkty tej maszyny charakteryzują się doskonałą dokładnością wymiarową, eliminując-procesy końcowe, takie jak usuwanie wypływek, miękkie szlifowanie średnicy zewnętrznej i miękkie szlifowanie powierzchni czołowej, co znacznie poprawia stopień wykorzystania surowca.

Tabela 1 Zmiany twardości tłoczonego wałka w różnych pozycjach (jednostka: HB)

2 Analiza defektów tłoczonych rolek stożkowych

Podczas formowania walców stożkowych, jak pokazano na rysunku 1, powtarzające się defekty obejmują poprzeczne pęknięcia ściętych półfabrykatów, pęknięcia powierzchni osiowych na dużej-zewnętrznej średnicy i skosie oraz defekty fałdowania na powierzchniach fazowanych. Po systematycznej kontroli sprzętu, matryc i surowca, jako pierwotną przyczynę stwierdza się złą jakość próbnego drutu stalowego.

2.1 Pękanie poprzeczne ściętych półfabrykatów

Na ścinanych półwyrobach na stanowisku cięcia często pojawiają się pęknięcia poprzeczne, równoległe do płaszczyzny ścinania, powodujące zatrzymanie awaryjne i alarm maszyny spęczającej. Próbki metalograficzne wycięte z pękniętych półwyrobów trawi się 2% roztworem alkoholu azotowego. Obserwacje mikroskopowe ujawniają masywny perlit lamelarny oraz grube cząstki węglika (ryc. 2). Zgodnie z normą GB/T18254-2002 dotyczącą wysokowęglowej chromowej stali łożyskowej, sferoidyzowana mikrostruktura jest przegrzewana i oceniana powyżej klasy 6. Twardość nasypowa pękniętych półfabrykatów mierzona jest przy 187 HB za pomocą twardościomierza Brinella.

Kontrola próbek z główki, środka i końca tej samej cewki drutu ujawnia niespójną mikrostrukturę wyżarzania: współistnieją sferoidalne struktury klasy 4, 5 i 6, o twardości w zakresie od 184 HB do 189 HB. Niewykwalifikowana mikrostruktura sferoidyzowana, zwłaszcza nadmiar perlitu płytkowego, drastycznie zmniejsza ciągliwość stali. Naprężenia rozciągające skupione w pobliżu płaszczyzny ścinania podczas cięcia półfabrykatu inicjują poprzeczne pękanie półwyrobu.

Rysunek 2 Mikrostruktura sferoidyzowanego wyżarzania półfabrykatu pękniętego poprzecznie

2.2 Pęknięcia powierzchniowe na dużych-zewnętrznych średnicach końcowych i skosach rolek

Pęknięcia powierzchni osiowej są powszechnie spotykane na-zewnętrznej średnicy dużego końca i skosie gotowych rolek, a częściowe pęknięcia rozciągają się na powierzchnie czołowe. Kontrola cząstek magnetycznych gotowych części powoduje gromadzenie się dużych ilości proszku magnetycznego w-miejscach dużych fazowań końcowych. Po trawieniu na gorąco (50% stężony przemysłowy kwas solny + 50% woda, moczony w temperaturze 70 stopni przez 30 minut), na powierzchniach fazowanych pojawiają się gęste, drobne mikropęknięcia osiowe. Na małej-fazie końcowej występuje kilka identycznych mikropęknięć.

Rolki z pęknięciami osiowymi-o średnicy zewnętrznej są dzielone prostopadle do kierunku pęknięć na potrzeby analizy metalograficznej. Mikrofotografia pokazuje pęknięcia podzielone na dwie warstwy: zewnętrzną warstwę grubych pęknięć z odwęgleniem powierzchniowym i wewnętrzną warstwę drobnych pęknięć wolną od odwęglenia (Rysunek 3). Kontrola mikrostruktury surowej walcówki identyfikuje ciągłą warstwę odwęglania o głębokości 0,3 ~ 0,4 mm na powierzchni stali (rysunek 4) wraz z rozproszonymi głębokimi pęknięciami osiowymi i licznymi płytkimi zarysowaniami powierzchni.

Podczas formowania na zimno przy dużym{0}}końcu średnicy zewnętrznej i fazowaniu występuje duże promieniowe rozszerzanie się na zewnątrz, czemu towarzyszy intensywne utwardzanie przez zgniot i pogorszona plastyczność. Istniejące-istniejące defekty powierzchni (pęknięcia/zarysowania) wewnątrz odwęglonej warstwy perlitu płytkowego rozprzestrzeniają się w makroskopowe pęknięcia pod wpływem naprężeń formujących; odwęglony obszar wokół pęknięć dziedziczy pierwotne defekty powierzchniowe z surowca, podczas gdy-odwęglone sekcje pęknięć powstają w wyniku propagacji pęknięć podczas tłoczenia. Natomiast formowanie małych-końcówek odbywa się poprzez odkształcenie skurczowe do wewnątrz, które ogranicza rozszerzanie się pęknięć.

Rysunek 3-Morfologia przekroju poprzecznego pęknięcia osiowego na zewnętrznej średnicy tłoczonego wałka

Rysunek 4 Powierzchniowa odwęglona warstwa surowej stali z międzykrystalicznymi mikropęknięciami tlenkowymi na górnej powierzchni

Płytkie pęknięcia i zadrapania na zewnętrznej powierzchni walca są usuwane w późniejszej operacji szlifowania, podczas gdy powierzchnie fazowane pozostają nieszlifowane i zachowują drobne wady, co powoduje gromadzenie się proszku magnetycznego podczas końcowej kontroli MPI.

2.3 Wada składania stempla na fazowaniu rolki

Kontrola wzrokowa uformowanych rolek pozwala wykryć defekty fałdowania rozmieszczone symetrycznie wzdłuż osi środkowej zarówno na dużym, jak i małym-końcowym skosowaniu. Uszkodzenie matrycy jest wykluczone po rozwiązaniu problemu; fałdowanie wynika z dodatkowego „nadmiaru metalu” na lokalnym, pustym końcu, powstałego w procesie ścinania.

Pęknięty przekrój poprzeczny-ściętego półwyrobu przedstawia w przybliżeniu kontur elipsy, z siłą ścinającą ustawioną wzdłuż mniejszej osi elipsy. Na obu końcach głównej osi występuje nadwyżka-metalowej strefy o szerokości 1–2 mm, która różni się od gładkiej powierzchni ścinania w innych miejscach (Rysunek 5). Dane statystyczne wskazują, że przy twardości surowca wynoszącej około 192 HB nie występuje fałdowanie fazowe; fałdowanie występuje stale w przypadku surowca poniżej 190 HB z powodu nadmiernej ciągliwości prowadzącej do rozdarcia zadziorów/nadmiaru metalu na półfabrykacie podczas cięcia. Dlatego niska twardość podstawowa surowej stali powoduje nieregularne rozdzieranie krawędzi i późniejsze fałdowanie faz po formowaniu.

3 Test poprawy i weryfikacji jakości surowca

Śledzenie defektów pozwala stwierdzić cztery krytyczne wady walcówki podczas wstępnej próby: (1)-niezgodna mikrostruktura wyżarzania sferoidalnego; (2) Zbyt-gruba, nieprawidłowa warstwa odwęglona powierzchniowo; (3) Przypadkowe pęknięcia i zadrapania powierzchni stali; (4) Niewymiarowa twardość wyżarzania sferoidalnego.

Rysunek 5 Schemat rozdartych nadmiarów-stref metalu na powierzchni pęknięcia ścinanego

Zmienione specyfikacje techniczne kwalifikowanej walcówki są sformułowane w następujący sposób:

Sferoidalna mikrostruktura wyżarzania kontrolowana w stopniu 2 ~ 4 z jednolitą strukturą w całej cewce z pojedynczego drutu;

Zerowe odwęglanie powierzchniowe gotowej stali;

Niedopuszczalne są pęknięcia powierzchni i zarysowania mechaniczne;

Twardość wyżarzana sferoidyzowana regulowana w zakresie od 195 HB do 207 HB; pozostałe elementy techniczne bez zmian.

Dostawca dostarcza drut próbny zgodny ze zaktualizowanymi specyfikacjami: struktura sferoidalna, stopień 2, twardość nasypowa 203 HB, powierzchnia całkowicie wolna od odwęglenia-bez pęknięć i zadrapań. Próba tłoczenia wsadowego z ulepszonym surowcem eliminuje wszystkie powyższe wady formowania, a czterostanowiskowa-szybka maszyna do spęczania na zimno-wznawia stabilną, normalną produkcję.

2026 1 czerwca TydzieńWBM PZalecenie produktu

Toczenie kostek:

Jako jeden z profesjonalnych producentów narzędzi zapewnia matrycę walcowniczą o wysokiej twardości, szybką dostawę i dobrą obsługę.

https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html