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Prozess und technische Anforderungen für die Herstellung hochfester Schrauben
1. Materialauswahl
Kohlenstoffstahl ist hervorragend bearbeitbar, kann ein breites Spektrum an Festigkeitsanforderungen erfüllen und ist im Vergleich zu anderen Befestigungsmaterialien kostengünstiger.
Die mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoffstahl reagieren empfindlich auf den Kohlenstoffgehalt, der üblicherweise unter 1,0 % liegt. Man unterscheidet häufig zwischen niedriggekohltem Stahl (C-Gehalt ≤ 0,25 %) und mittelgekohltem Stahl (C-Gehalt ≤ 0,25 %).
2. Sphäroidisierungsglühen (Erweichung)
(1) Bei der Herstellung von kugelgeglühten Senkkopfschrauben und Sechskantschrauben mittels Kaltumformung beeinflusst die ursprüngliche Stahlstruktur die Umformbarkeit während des Kaltumformprozesses unmittelbar. Dabei kann die plastische Verformung lokal 60–80 % erreichen. Daher ist eine gute Plastizität des Stahls erforderlich.
(2) Für mittelgekohlten Stahl und mittelgekohlten legierten Stahl mit einem großen Anteil an hochfeste VerbindungselementeUm ein gleichmäßiges und feines sphäroidisiertes Perlit zu erhalten und so den praktischen Produktionsanforderungen besser gerecht zu werden, sollte vor dem Kaltstauchen eine Kugelglühung (Erweichung) durchgeführt werden.
3. Drahtzeichnung
Die Scheibe wird gedehnt und mit einer entsprechenden Zugkraft aufgezogen, um den für die Produktion erforderlichen Drahtdurchmesser (d. h. Durchmesser) zu erreichen.
Die Drahtdurchmesser für runde Bleche in Stahlwerken sind in verschiedenen Güteklassen wie M8, M10, M12, M16 usw. festgelegt. Sie eignen sich nicht direkt für die Bolzenherstellung. Beispielsweise muss für einen 10-mm-Vollgewindebolzen der Durchmesser der Scheibe auf 8,78 ± 0,04 mm gezogen werden, während für einen 16-mm-Bolzen ein Drahtdurchmesser von 14,38 ± 0,02 mm erforderlich ist.
4. Kaltumformung
Die Bildung der Sechskantschraube Der Kopf wird im Kaltumformverfahren hergestellt. Im Vergleich zum Schneiden verläuft die Metallfaser (der Metalldraht) durchgehend entlang der Produktform, ohne Unterbrechung in der Mitte. Dies erhöht die Festigkeit und führt zu hervorragenden mechanischen Eigenschaften. Das Kaltumformverfahren umfasst Schneiden und Umformen, einstufiges Kaltumformen mit einem Klick, zweistufiges Kaltumformen und mehrstufiges automatisches Kaltumformen.
6. Thread-Verarbeitung
Gewinde für Schrauben werden üblicherweise durch Kaltumformung hergestellt. Dabei werden Gewinderohlinge innerhalb eines bestimmten Durchmesserbereichs durch eine Gewindeplatte (Walzmatrize) gerieben (gewalzt), und das Gewinde wird durch den Druck der Gewindeplatte (Walzmatrize) geformt. Die plastische Kontur des Gewindeteils wird ohne Schnitt erzielt, was zu erhöhter Festigkeit, hoher Präzision und gleichbleibender Produktqualität führt und daher weit verbreitet ist.
Das gemeinsame Merkmal des Gewindewalzens (Reibgewindewalzens) ist, dass die Walzgeschwindigkeit nicht zu hoch sein muss. Ist sie zu hoch, sinkt die Effizienz, und die Gewindezahnoberfläche neigt zu Ablösungen oder unsauberer Gewindebildung. Ist die Drehzahl hingegen zu niedrig, verliert das Gewinde an Rundheit, und der Anfangsdruck beim Walzen steigt unkontrolliert an, was die Werkzeugstandzeit verkürzt.
7. Wärmebehandlung
Wärmebehandelt hochfeste Verbindungselemente Um die umfassenden mechanischen Eigenschaften der Verbindungselemente zu verbessern und die vorgegebenen Zugfestigkeitswerte und Streckgrenzen des Produkts zu erreichen, müssen sie gemäß den technischen Anforderungen einer Härte- und Anlassbehandlung unterzogen werden.
Aufgrund der hohen Produktionsmenge und des niedrigen Preises von hochfesten Schrauben sowie der relativ filigranen und präzisen Struktur des Gewindeteils müssen die Wärmebehandlungsanlagen eine hohe Produktionskompatibilität, einen hohen Automatisierungsgrad und eine hohe Wärmebehandlungsqualität aufweisen. Für die Herstellung hochwertiger, hochfester Verbindungselemente ist der Einsatz fortschrittlicher Wärmebehandlungstechnologien unerlässlich.