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1 前面已经提到了约99% 的自攻螺钉采用碳钢,即渗碳钢制造;其中自钻自攻螺钉也可以采用热处理钢制造(实际上生产企业大多采用渗碳钢,目前国内外大多采用C1018,C1022等材料来制造自攻螺钉各类产品1、普通自攻螺钉的机械性能(1)ISO2702、GB/T3098.5 、DIN267T12 表面硬度: 450HV0.3。芯部硬度: ST3.9: 270390HV5 , ST3.9:270390HV10 。渗碳层深度: 。M2.5 0.04 0.12mm M3: 0.05 0.18mm M4M5: 0.100.25mm M6M8: 0.150.28mm 2 、纤维板钉的机械性能(1)表面硬度: 450750HV0.3。(2)芯部硬度: 2.5mm4mm: 320450HV5 ; 4.5mm 6mm: 320450HV10 。(3)渗碳层深度:2.5mm 3mm :0.05 0.18mm ;3.5mm 6mm :0.10 0.23mm 。(4)破坏扭矩: 2.5mm:1.0Nm 3mm:1.5Nm 3.5mm:2.0Nm4mm:3.0Nm 4.5mm:4.3Nm 5mm:6.2Nm6mm:10.8Nm(5)弯折角试验: 15。3 、墙板自攻螺钉机械性能(1)表面硬度: 560HV0.3。(2)渗碳层深度: 0.05 0.10mm 。(3)拧入性 : 拧入转速 :2000 3000r/min ;轴向总推力: 1503 N;板厚:0.6mm ;拧入时间 1s。(4)破坏扭矩3.5(6#) :2.8Nm, 4.2(8#):4.2Nm3.9(7#) :3.4Nm, 4.8(10#):6Nm一 渗碳工艺 (气体渗碳煤油):渗碳钢的碳含量一般在0.12%0.25%之间, 其所含主要合金元素一般是铬、锰、镍、钼、钨、钛等。1 把炉温升到800左右, 断开电源打开炉盖,放入装好工件的工装,关闭炉盖升温到930左右。在升温过程中,打开风扇及煤油阀门,以每分钟160 滴的速度滴入炉内,进行排气,同时打开试样孔和排气管并点燃排气火焰。排气时间一般为6080 分钟(保证温度到渗碳温度还要排气30 分钟左右);在渗碳过程中要随时注意火焰形状,正常的火焰是:火焰呈金黄色,无力不熄灭(断续熄灭,说明水气高了) ,火苗无黑焰和火星,火苗长100150mm ;若火苗出现火星,说明炉内炭黑过度;火苗过长、尖端外缘呈亮白色,说明渗碳剂供量过多;火苗短、外缘呈浅蓝色并有透明,说明渗碳剂供量不足或炉子漏气。渗碳工艺曲线说明如下:赶气:其目的是赶走炉内空气,使炉内空气恢复到工艺规定的碳势气氛。保温:其目的是使炉内工件温度均匀。保温时间一般是40min 到 1h。渗碳温度和渗碳时间:渗碳温度一般为900940 , 渗碳时间应根据要求的渗碳层深度确定,它与渗碳温度、炉内气氛的碳势及工件特征等因素有关。渗碳剂的选择及应用:采用滴注式渗碳时,可根据生产厂条件选择渗碳剂。选用普通煤油作渗碳剂,炉内碳黑较多。选用航空煤油,不易产生碳黑,甲醇作载气,煤油作富化气,炉内碳黑较少。用甲醇作载气,丙酮或醋酸乙醋作富化气,炉内碳黑则更少,可进行气氛的碳势控制。渗碳剂用量根据工件装载量和表面积大小等因素进行调整。2 当火焰为鸡蛋黄颜色时开始强渗了,此时要加大煤油的滴量,按每分钟180200 滴。在强渗时就可用放入试棒(含碳量少的材料,尺寸 8 100mm) ,关闭试样孔, 炉压保持在610格渗层深炉压取高值。渗碳速度一般按0.150.2mm/h来计算,如要渗层深度为0.81.2mm ,则强渗时间为6 小时,提前在强渗设定时间结束前半小时,取出试棒,观察渗层深度(试棒渗层深度一般为工件的一半,这边渗层深度靠操作工的肉眼加经验判断),深度够在强渗结束就可以开始扩散,否则增加强渗时间;3 扩散期温度不变,减少煤油滴量,按每分钟100 滴,一般扩散时间为6090 分钟,作用是均匀工件表层的碳溶度;4 扩散期结束开始降温,此时断开加热器, 降温到 810左右,并在此温度保温1020 分钟。降温期减少煤油滴量,按每分钟60 滴。保温结束时断开加热器,关闭风扇,打开炉盖,用行车吊起工装,垂直进入温度为5070的油中冷却,冷却时上下左右轻轻摇动工装,一般冷却时间为1020 分钟左右,吊起工装时也要注意工件出油的温度。5 冷却好的工件要在半个小时之内(防止工件开裂)进行低温回火,温度一般在160190(由硬度要求而定) ,保温时间2 小时左右出炉空冷。在渗碳过程中要随时注意火焰形状,正常的火焰是:火焰呈金黄色,无力不熄灭(断续熄灭,说明水气高了) ,火苗无黑焰和火星,火苗长100150mm ;若火苗出现火星,说明炉内炭黑过度;火苗过长、尖端外缘呈亮白色,说明渗碳剂供量过多;火苗短、外缘呈浅蓝色并有透明,说明渗碳剂供量不足或炉子漏气。渗碳过程:煤油滴量管罐内U 型管排气管2 当液滴直径分别为3、 3.5 及 4mm, 滴速皆为200 滴/分钟, 计算结果表明其流量分别为2.82、4.5 及 6.72 毫升 /分, 相当于 1: 1.6: 2.4。 一般以每100 平方厘米的渗碳面积滴入1.01.2cm3/h的渗碳剂为宜。气体渗碳工艺:1,加氨渗碳,在渗碳气体中通入一部分氨气,可以收到良好的效果。一方面由于通入氨可以减少碳黑的形成,另一方面由于NH3 分解产生的氮可以加快碳原子的吸收和扩散,缩短渗碳时间。一般是在井式气体渗碳炉的滴管上装一分管,通入2.55%的氨即可;2,煤油(或丙醇) +甲醇的分段渗碳,根据渗碳过程中不同阶段及不同渗剂的性能特点,联合使用煤油(或丙醇)+甲醇进行分段渗碳,在渗碳的不同阶段采用不同的渗剂和滴量。由于甲醇裂解温度低,产气量大以及不易形成碳黑,所以在排气阶段的前期(900以下),单独滴入甲醇,以尽快排除炉内的空气。在炉温高于900后,煤油已能充分热解,在正常滴量下也不致形成大量的碳黑,为了更快的恢复炉气活性,改滴煤油,继续排气。 保温期可以减少煤油滴量(分解吸收平衡及避免形成碳黑),扩散过程总是慢于吸收过程的特点以及为了降低表层碳浓度,再进一步减少煤油滴量。到降温期预冷时,只要维持炉内还原气氛即可,因此又停滴煤油,改滴少量甲醇。此工艺渗剂耗量小,生产周期短,而且表面含碳量也比较理想( 0.8%1.1%)和渗层中碳浓度分布也较均匀。3,滴注式可控气氛渗碳,是利用有机液体直接滴入炉罐而进行碳势控制的渗碳工艺,它同时向炉内滴入两种不同的有机液体。一种产生稀释气体, 起到冲淡作用; 另一种产生富化气,起渗碳作用。通常选用甲醇(CH3OH)产生稀释气体。甲醇在800时就能充分分解,为了防止零件氧化,在650时就可用向炉内滴注。作用是渗碳初期排气,渗碳阶段维持炉内正压,并构成恒定的炉气成分。一般采用醇(甲醇、乙醇)类或酯(乙酸乙酯、醋酸乙酯)作为渗碳剂。国内一些单位用丙酮或煤油作为渗碳剂进行滴控也取得满意的效果。滴注式可控气体渗碳可以获得高质量的渗碳层,表面光洁, 碳势可控, 又具有井式炉气体渗碳法的经济性和简便性。二 渗氮工艺过程(气体渗氮液氨):炉罐用 1Cr18Ni9Ti 等不锈耐热钢做的,这种渗氮罐使用一段时间后,其表面往往会对氨的分解起到催化作用,加大氨的分解率,甚至发展到无法控制。因此在使用一段时期后,把渗氮罐加热到 800以上保温34 小时或 650保温 6 小时进行退氮处理,处理后又可恢复正常使用。 1) ,渗氮前的设备准备及检查 1,清理氮化管, 2,清理管道 , 2) ,渗氮工件的准备1,非渗氮面的防护,镀层或涂料,镀层一般是镀锡,涂料是水玻璃和石墨粉的混合物,2,工件表面的清洗,先用棉布擦干净,再用汽油洗,最后用棉布把工件擦干净; 3,工夹具的准备,也要干净、无油垢和铁锈,铁丝也要去除表面的镀锡层 4,工件的装炉,洗好的工件在 2 小时内装炉,工件的高度不能超过排气管的高度,试样也要一起放进去5,升温,封炉盖进行升温,有风扇的开风扇并同氨气。氨气流量控制在0.20.3m3/ 小时或0.40.5m3/ 小时,使进气压力保持在2040mm 油柱。然后炉温升到200250 度,保温13小时进行排气,用氨气将罐内和管道中的空气排除干净。当罐内空气小于5%或氨气分解率为零时, 才允许继续升温。这时可以降低氨气流量,保持罐内正压, 使工件不被氧化即可;当炉温升到450 度左右时,控制升温速度,不要过快,以免造成保温初期的超温。同时加大氨气流量, 使氨气分解率控制在工艺规定的下限。这样到达温度后,氨气分解率就会保持在要求分为内,可以加快渗氮速度。在到温前510 度或到温初期,校正温度。渗氮温度以罐内温度为准; 6,保温,渗氮罐内到达温度后,进入保温阶段。这时根据工艺规范要求调节氨流量,并保持温度和氨气分解率的正确和稳定。保温初期当测得分解率在要求范围内时,记下此时的进气和排气压力,并在整个过程中尽量保持压力不变。同时每隔半小时或一小时测量氨气分解率一次;此外还要经常观察炉温控制系统和风扇运转是否正常,进气及排气压力是否稳定。
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