Išsami 10.9 klasės varžtų kietumo analizė

10.9 klasės varžtai yra plačiai naudojamos didelio stiprumo šešiakampės tvirtinimo detalės. Dėl didelio stiprumo ir kietumo jie dažnai naudojami darbo sąlygomis, tokiomis kaip tikslioji mechaninė įranga ir įrankių štampai. Koks yra standartinis 10.9 klasės varžtų kietumo diapazonas? Šiame straipsnyje pateikiama analizė, pagrįsta pramonės nuorodomis jūsų informacijai.

Pirmiausia pažvelkime į 10.9 klasės varžtų kietumo rodiklius. Pagal nacionalinį tvirtinimo detalių standartą GB/T 3098.1, 10.9 klasės varžtų šerdies Vickers kietumas svyruoja nuo HV320-380, atitinkančio Rokvelo kietumą HRC32-39. Šis kietumo diapazonas turi būti pasiektas taikant pagrįstus grūdinimo ir grūdinimo terminio apdorojimo procesus. Faktinėje gamyboje varžtai austenitizuojami ir panardinami į gesinimo alyvą, o po to grūdinami aukštoje temperatūroje. Grūdinimo ir grūdinimo laikymo laikas ir temperatūros parametrai turi lemiamą reikšmę galutiniam kietumui ir visapusiškoms mechaninėms savybėms.

Toliau pasineriame į praktinius 10.9 klasės varžtų gamybos proceso atvejus.

Proceso atvejis 1

Pažymėta kaip 35CrMo proceso schema, o 40Cr legiruotasis plienas iš tikrųjų naudojamas varžtų gamybai. Varžtas yra 22 mm skersmens ir 114 mm ilgio, naudojamas sunkvežimio ratams tvirtinti. Po grūdinimo ir terminio apdorojimo jo kietumas turi siekti HV320-380 (HRC32-39), o minimalus tempiamasis stipris yra 1040 MPa. Ideali metalografinė struktūra yra grūdintas sorbitas.

Proceso atvejis 2

1 bandymo schema. Karštas kalimas, po kurio atliekamas mechaninis apdorojimas, termiškai apdorojant tinklinės juostos krosnyje. 1-4 zonos gesinimo temperatūros nustatymai yra atitinkamai 860-870-870-860 laipsniai, bendras gesinimo laikas yra maždaug 90 minučių, o po to aušinamas alyva. Kietumas po gesinimo pasiekia HRC49-52. 1-3 zonos grūdinimo temperatūra yra vienodai nustatyta 510 laipsnių, o kietumas po grūdinimo yra HRC32-35. Patikrinimo rezultatai rodo, kad gaminių atsparumas tempimui pagal šį procesą neatitinka 10.9 klasės reikalavimų, todėl procesas laikomas nekvalifikuotu.

2 bandymo schema. Gamybos būdas, kurį sudaro atkaitinimas, fosfatavimas ir formavimas šaltuoju ekstruziniu būdu. 1–4 zonos gesinimo temperatūra tinklinės juostos krosnyje yra 860–870–870–860 laipsniai, gesinimo laikymo laikas apie 90 minučių, alyvos gesinimo aušinimas; kietumas po gesinimo HRC49-52. Lyginami du grūdinimo parametrų rinkiniai: 1 grupė: 480 laipsnių grūdinimo temperatūra visoms 1-3 zonoms. Kietumas po grūdinimo: HRC34-38, išmatuotas tempiamasis stipris: 1005 MPa. Metalografinės patikros metu pastebimas nedidelis neištirpusio ferito kiekis. 2 grupė: 460 laipsnių grūdinimo temperatūra visoms 1–3 zonoms. Kietumas po grūdinimo: HRC36-40, išmatuotas tempiamasis stipris: 960 MPa, kuris neatitinka 10.9 klasės minimalaus atsparumo tempimui reikalavimo.

Matyti, kad net jei kietumas patenka į tikslinį diapazoną, gaminiai vis tiek neatitinka reikalavimų, jei atsparumas tempimui neatitinka reikalavimų. Nedidelis feritas pablogins varžtų mechanines savybes ir turi būti griežtai kontroliuojamas darbo sąlygomis, kai keliami dideli nuovargio reikalavimai.

Apibendrinant galima pasakyti, kad kvalifikuotas šerdies kietumo diapazonas10.9 klasės varžtaiyra HV320-380, atitinkantis HRC32-39. Bendrieji etaloniniai terminio apdorojimo parametrai: gesinimas 850 laipsnių kampu su 60 minučių palaikymu, anglies potencialas reguliuojamas 0,45, izoterminis gesinimo aliejus 100 laipsnių alyvos temperatūroje, gesinimo palaikymas 30 minučių; grūdinimas 480 laipsnių kampu, laikant 120 minučių. Gamybos metu vien kietumas negali būti laikomas vieninteliu kriterijumi. Atsparumas tempimui, takumo riba ir kitos mechaninės savybės turi atitikti nacionalinius standartus. Pageidautina, kad metalografinėje struktūroje dominuotų grūdintas sorbitas. Neidealių konstrukcijų, pvz., ferito, kiekis turėtų būti sumažintas iki minimumo, kad nepakenktų varžtų laikančiosioms savybėms ir atsparumui nuovargiui.