Công nghệ nền tảng:
Ốc vít cường độ cao Cần xử lý tôi và ram theo yêu cầu kỹ thuật. Xử lý nhiệt, tôi và ram Mục tiêu là cải thiện các tính chất cơ học tổng thể của bu lông để đáp ứng độ bền kéo và tỷ lệ chảy quy định của sản phẩm. Quá trình xử lý nhiệt có tác động quan trọng đến chất lượng bên trong của bu lông cường độ cao, đặc biệt là chất lượng bên trong. Trong quá trình xử lý nhiệt tôi và ram, một lượng khí oxy hóa thường được đưa vào từ bên ngoài lò. Khí oxy hóa sẽ phản ứng với bu lông, gây ra hiện tượng khử cacbon trên bề mặt bu lông. Do cấu trúc bề mặt và bên trong khác nhau, nên hệ số giãn nở cũng khác nhau. Trong quá trình tôi, có thể xảy ra các vết nứt trên bề mặt, làm giảm chất lượng sản phẩm. Quy trình xử lý nhiệt truyền thống bao gồm việc trực tiếp đưa bu lông vào lò tôi để tôi ở nhiệt độ cao. Trong quá trình tôi và ram, các vấn đề như độ cứng không đủ ở trạng thái tôi, độ cứng không đồng đều ở trạng thái tôi, biến dạng tôi quá mức và nứt do tôi dễ xảy ra. Vì vậy, cần phải cải tiến quy trình xử lý nhiệt truyền thống.
Các yếu tố triển khai kỹ thuật:
Để khắc phục những hạn chế của công nghệ hiện có, mục tiêu của phát minh này là cung cấp một quy trình xử lý nhiệt cho bu lông với hiệu quả tôi luyện tốt hơn, chất lượng sản phẩm được cải thiện và tuổi thọ sản phẩm được kéo dài.
Để đạt được các mục tiêu nêu trên, phát minh này áp dụng giải pháp kỹ thuật sau:
Quy trình xử lý nhiệt bu lông bao gồm các bước sau:
S1. Khử phốt pho;
S2. Xử lý sơ bộ: Đặt sản phẩm vào lò nung sơ bộ và liên tục bơm khí nitơ ở nhiệt độ cao vào lò nung sơ bộ. Sau khi nung sơ bộ từ 2,5 đến 3 giờ, lấy sản phẩm ra và đặt vào lò thấm cacbon để xử lý thấm cacbon;
S3. Tôi luyện: Đặt sản phẩm vào lò tôi luyện và liên tục bơm khí nitơ vào lò. Sau khi bơm khí nitơ trong 30-40 phút, từ từ tăng nhiệt độ của lò tôi luyện lên 460-500 ℃ và duy trì trong 15-20 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện đầu tiên; Từ từ tăng nhiệt độ của lò tôi luyện lên 550-700 ℃ và duy trì trong 20-35 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ hai; Từ từ tăng nhiệt độ của lò tôi luyện lên 750-850 ℃ và duy trì trong 30-45 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ ba;
S4. Làm nguội bằng dầu: Lấy sản phẩm đã được làm nguội ra và đặt vào bể dầu làm nguội thứ nhất để làm nguội bằng dầu, khuấy đều mỗi 15 phút và duy trì trong 20-30 phút; Sau khi lấy ra, đặt vào bể dầu làm nguội thứ hai để làm nguội bằng dầu, khuấy đều mỗi 15 phút cho đến khi nhiệt độ sản phẩm giảm xuống 100 ℃;
S5. Loại bỏ dầu: Lấy sản phẩm đã nguội ra và để yên trong 35-45 phút, sau đó dùng khí lạnh thổi bay lớp dầu tôi trên bề mặt sản phẩm;
S6. Tôi luyện: Cho sản phẩm đã tẩy dầu mỡ vào lò tôi luyện để xử lý nhiệt, điều chỉnh nhiệt độ tôi luyện đến 110~180 ℃ và thời gian tôi luyện từ 1,5 đến 3 giờ. Thực hiện giai đoạn tôi luyện đầu tiên; Nâng nhiệt độ lên 370-410 ℃ và tôi luyện trong 3-6 giờ trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ hai; Sau khi xử lý nhiệt, làm nguội sản phẩm bằng không khí đến nhiệt độ phòng.
Tốt nhất, ở bước s1 nêu trên, dung dịch làm sạch nên bao gồm các thành phần sau theo khối lượng: 20-36 phần butyl axetat, 10-13 phần axit polyglycolic, 16-20 phần axit aminoacetic, 13-22 phần etyl acrylat, 5-9 phần muối triethanolamine của axit oleic, 3-16 phần ethanolamine và 18-26 phần nước, có thể loại bỏ hiệu quả các vết dầu trên bề mặt sản phẩm và không ảnh hưởng đến hiệu quả làm nguội.
Tốt hơn hết, bể khử phốt pho nói trên được trang bị dung dịch khử phốt pho, trong đó lựa chọn dung dịch kali hydroxit có nồng độ 2,2-6,5g/l hoặc dung dịch natri hydroxit có nồng độ 2,8-6,9g/l.
Tốt hơn hết, ở bước s2 đã đề cập ở trên, khí nitơ nhiệt độ cao được đưa vào lò nung sơ bộ chính là khí nitơ trong lò làm nguội ở bước s3, với lưu lượng 2,5-3,5 l/h. Bằng cách nung sơ bộ sản phẩm, dung dịch làm sạch trên bề mặt sản phẩm có thể được làm khô và sự tăng nhiệt độ đột ngột trong lò làm nguội có thể tránh ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Hơn nữa, tốt hơn hết là ở bước s3 nêu trên, tốc độ dòng khí nitơ là 4-5 l/h, có thể loại bỏ không khí khỏi lò nung sơ bộ, tránh phản ứng oxy hóa giữa oxy và sản phẩm, và tránh hiện tượng khử cacbon, có thể gây hỏng các chi tiết ren và rút ngắn tuổi thọ của sản phẩm.
Cụ thể, ở bước s3 nêu trên, tốc độ gia nhiệt của lò tôi trong giai đoạn gia nhiệt đến 460-500 ℃ là 30-40 ℃/phút, tốc độ gia nhiệt trong giai đoạn gia nhiệt đến 550-700 ℃ là 50-60 ℃/phút, và tốc độ gia nhiệt trong giai đoạn gia nhiệt đến 750-850 ℃ là 70-90 ℃/phút. Quá trình tôi luyện gia nhiệt theo từng giai đoạn có thể cải thiện hiệu quả tôi luyện sản phẩm và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Tốt nhất, ở bước s4, nhiệt độ của dầu làm nguội trong bể dầu làm nguội thứ nhất là 250-300 ℃, và nhiệt độ của dầu làm nguội trong bể dầu làm nguội thứ hai là 50-70 ℃.
Tốt hơn hết, ở bước s5 nêu trên, nhiệt độ của không khí lạnh là 30-35 ℃ và tốc độ gió là 20-25 m/s.
Ưu điểm của phát minh này là quy trình xử lý nhiệt bu lông đơn giản, dễ vận hành và có hiệu quả tôi luyện tốt. Bằng cách làm nóng sơ bộ sản phẩm, dung dịch làm sạch trên bề mặt có thể được làm khô, và việc tăng nhiệt độ đột ngột trong lò tôi luyện có thể tránh ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm; Nitơ nhiệt độ cao được sử dụng trong lò làm nóng sơ bộ được lấy từ lò tôi luyện, loại bỏ thiết bị gia nhiệt trong lò làm nóng sơ bộ, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí sản xuất; Việc bơm nitơ vào lò làm nóng sơ bộ và lò tôi luyện có thể loại bỏ không khí bên trong, tránh các phản ứng oxy hóa giữa oxy và sản phẩm, do đó tránh hiện tượng khử cacbon và gây hỏng các chi tiết ren, đồng thời kéo dài tuổi thọ sản phẩm; Xử lý tôi luyện bằng nhiệt theo từng giai đoạn có thể cải thiện hiệu quả tôi luyện của sản phẩm và nâng cao chất lượng; Xử lý làm mát bằng dầu theo từng giai đoạn có thể làm mát hiệu quả các sản phẩm ở nhiệt độ cao mà không làm giảm chất lượng.
Phương pháp triển khai cụ thể
Sau đây là phần giới thiệu cụ thể về phát minh này cùng với các ví dụ cụ thể.
Ví dụ 1
Quy trình xử lý nhiệt bu lông bao gồm các bước sau:
S1. Khử phốt pho;
Dung dịch làm sạch bao gồm các thành phần sau theo khối lượng: 20 phần butyl axetat, 10 phần axit polyglycolic, 16 phần axit aminoacetic, 13 phần etyl acrylat, 5 phần muối triethanolamin của axit oleic, 3 phần etanolamin và 18 phần nước; Bể khử phốt pho được trang bị dung dịch khử phốt pho, sử dụng dung dịch kali hydroxit có nồng độ 2,2 g/l;
S2. Xử lý sơ bộ: Đặt sản phẩm vào lò nung sơ bộ và liên tục bơm khí nitơ ở nhiệt độ cao vào lò nung sơ bộ. Sau khi nung sơ bộ trong 2,5 giờ, lấy sản phẩm ra và đặt vào lò thấm cacbon để xử lý thấm cacbon;
S3. Tôi luyện: Đặt sản phẩm vào lò tôi luyện và liên tục bơm khí nitơ vào lò. Tốc độ dòng khí nitơ là 4 lít/giờ, sau khi bơm khí nitơ trong 30 phút, từ từ tăng nhiệt độ lò tôi luyện lên 460 ℃ với tốc độ gia nhiệt 30 ℃/phút và duy trì trong 15 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện đầu tiên; Từ từ tăng nhiệt độ lò tôi luyện lên 550 ℃ với tốc độ gia nhiệt 50 ℃/phút và duy trì trong 20 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ hai; Từ từ tăng nhiệt độ lò tôi luyện lên 750 ℃ với tốc độ gia nhiệt 70 ℃/phút và duy trì trong 30 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ ba;
S4. Làm nguội bằng dầu: Lấy sản phẩm đã được tôi ra và đặt vào bể dầu làm nguội thứ nhất. Nhiệt độ dầu làm nguội là 250 ℃, khuấy đều mỗi 15 phút trong 20 phút; Sau khi lấy ra, đặt vào bể dầu làm nguội thứ hai, với nhiệt độ dầu làm nguội là 50 ℃ và khuấy đều mỗi 15 phút cho đến khi nhiệt độ sản phẩm giảm xuống 100 ℃;
S5. Loại bỏ dầu: Lấy sản phẩm đã nguội ra và để yên trong 35 phút. Dùng khí lạnh ở nhiệt độ 30 ℃ và tốc độ gió 20m/s thổi bay lớp dầu tôi trên bề mặt sản phẩm;
S6. Tôi luyện: Cho sản phẩm đã tẩy dầu mỡ vào lò tôi luyện để xử lý tôi luyện, điều chỉnh nhiệt độ tôi luyện đến 110 ℃ và thời gian tôi luyện là 1,5 giờ. Thực hiện giai đoạn tôi luyện đầu tiên; Nâng nhiệt độ lên 370 ℃, tôi luyện trong 3 giờ, và tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ hai; Sau khi xử lý tôi luyện, làm nguội sản phẩm bằng không khí đến nhiệt độ phòng.
Khí nitơ nhiệt độ cao được đưa vào lò nung sơ bộ ở bước s2 của ví dụ này là khí nitơ từ lò làm nguội ở bước s3, và lưu lượng khí nitơ nhiệt độ cao là 2,5 l/h.
Ví dụ 2
Các bước quy trình trong ví dụ này giống với các bước trong Ví dụ 1, ngoại trừ các điều kiện quy trình cụ thể, bao gồm các bước sau:
S1. Khử phốt pho: Cho sản phẩm vào máy làm sạch và đổ dung dịch làm sạch vào cho đến khi sản phẩm ngập hoàn toàn trong dung dịch. Điều chỉnh nhiệt độ làm sạch đến 50 ℃ và khuấy đều mỗi 15 phút. Sau khi làm sạch trong 3 giờ, lấy sản phẩm ra và cho vào bể khử phốt pho để xử lý khử phốt pho;
Dung dịch tẩy rửa bao gồm các thành phần sau theo khối lượng: 36 phần butyl axetat, 13 phần axit polyglycolic, 20 phần axit aminoacetic, 22 phần etyl acrylat, 9 phần muối triethanolamin của axit oleic, 16 phần etanolamin và 26 phần nước; Bể khử phốt pho được trang bị dung dịch khử phốt pho, được lựa chọn là dung dịch kali hydroxit có nồng độ 6,5 g/l hoặc dung dịch natri hydroxit có nồng độ 6,9 g/l;
S2. Xử lý sơ bộ: Đặt sản phẩm vào lò nung sơ bộ và liên tục bơm khí nitơ ở nhiệt độ cao vào lò nung sơ bộ. Sau khi nung sơ bộ trong 3 giờ, lấy sản phẩm ra và đặt vào lò thấm cacbon để xử lý thấm cacbon;
S3. Tôi luyện: Đặt sản phẩm vào lò tôi luyện và liên tục bơm khí nitơ vào lò. Tốc độ dòng khí nitơ là 5 lít/giờ, sau khi bơm khí nitơ trong 40 phút, từ từ tăng nhiệt độ lò tôi luyện lên 500 ℃ với tốc độ gia nhiệt 40 ℃/phút và duy trì trong 20 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện đầu tiên; Từ từ tăng nhiệt độ lò tôi luyện lên 700 ℃ với tốc độ gia nhiệt 60 ℃/phút và giữ trong 35 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ hai; Từ từ tăng nhiệt độ lò tôi luyện lên 850 ℃ với tốc độ gia nhiệt 90 ℃/phút và giữ trong 45 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ ba;
S4. Làm nguội bằng dầu: Lấy sản phẩm đã được tôi ra và đặt vào bể dầu làm nguội thứ nhất. Nhiệt độ dầu làm nguội là 300 ℃, và khuấy đều mỗi 15 phút trong 30 phút; Sau khi lấy ra, đặt vào bể dầu làm nguội thứ hai, với nhiệt độ dầu làm nguội ở 70 ℃ và khuấy đều mỗi 15 phút cho đến khi nhiệt độ sản phẩm giảm xuống 100 ℃;
S5. Loại bỏ dầu: Lấy sản phẩm đã nguội ra và để yên trong 45 phút. Dùng khí lạnh ở nhiệt độ 35 ℃ và tốc độ gió 25m/s thổi bay lớp dầu tôi trên bề mặt sản phẩm;
S6. Tôi luyện: Cho sản phẩm đã tẩy dầu mỡ vào lò tôi luyện để xử lý tôi luyện, điều chỉnh nhiệt độ tôi luyện đến 180 ℃ và thời gian tôi luyện là 3 giờ. Thực hiện giai đoạn tôi luyện đầu tiên; Nâng nhiệt độ lên 410 ℃, tôi luyện trong 6 giờ, và tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ hai; Sau khi xử lý tôi luyện, làm nguội sản phẩm bằng không khí đến nhiệt độ phòng.
Khí nitơ nhiệt độ cao được đưa vào lò nung sơ bộ ở bước s2 của ví dụ này là khí nitơ từ lò làm nguội ở bước s3, với lưu lượng 3,5 l/h đối với khí nitơ nhiệt độ cao.
Ví dụ 3
Các bước quy trình trong ví dụ này giống với các bước trong Ví dụ 1, ngoại trừ các điều kiện quy trình cụ thể, bao gồm các bước sau:
S1. Khử phốt pho;
Dung dịch tẩy rửa bao gồm các thành phần theo khối lượng như sau: 28 phần butyl axetat, 12 phần axit polyglycolic, 18 phần axit aminoacetic, 18 phần etyl acrylat, 7 phần muối triethanolamin của axit oleic, 10 phần etanolamin và 22 phần nước; Bể khử phốt pho được trang bị dung dịch khử phốt pho, được lựa chọn là dung dịch natri hydroxit có nồng độ 4,5 g/l;
S2. Xử lý sơ bộ: Đặt sản phẩm vào lò nung sơ bộ và liên tục bơm khí nitơ ở nhiệt độ cao vào lò nung sơ bộ. Sau khi nung sơ bộ trong 2,7 giờ, lấy sản phẩm ra và đặt vào lò thấm cacbon để xử lý thấm cacbon;
S3. Tôi luyện: Đặt sản phẩm vào lò tôi luyện và liên tục bơm khí nitơ vào lò. Tốc độ dòng khí nitơ là 4,5 lít/giờ, sau khi bơm khí nitơ trong 35 phút, từ từ tăng nhiệt độ lò tôi luyện lên 480 ℃ với tốc độ gia nhiệt 35 ℃/phút và duy trì trong 18 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện đầu tiên; Từ từ tăng nhiệt độ lò tôi luyện lên 575 ℃ với tốc độ gia nhiệt 55 ℃/phút và duy trì trong 27 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ hai; Từ từ tăng nhiệt độ lò tôi luyện lên 800 ℃ với tốc độ gia nhiệt 80 ℃/phút và duy trì trong 38 phút trước khi tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ ba;
S4. Làm nguội bằng dầu: Lấy sản phẩm đã được tôi ra và đặt vào bể dầu làm nguội thứ nhất. Nhiệt độ dầu làm nguội là 275 ℃, khuấy đều mỗi 15 phút trong 25 phút; Sau khi lấy ra, đặt vào bể dầu làm nguội thứ hai, với nhiệt độ dầu làm nguội là 60 ℃ và khuấy đều mỗi 15 phút cho đến khi nhiệt độ sản phẩm giảm xuống 100 ℃;
S5. Loại bỏ dầu: Lấy sản phẩm đã nguội ra và để yên trong 40 phút. Dùng khí lạnh thổi bay lớp dầu tôi trên bề mặt sản phẩm, với nhiệt độ 33 ℃ và tốc độ gió 22 m/s;
S6. Tôi luyện: Cho sản phẩm đã tẩy dầu mỡ vào lò tôi luyện để xử lý tôi luyện, điều chỉnh nhiệt độ tôi luyện đến 145 ℃ và thời gian tôi luyện là 2,2 giờ. Thực hiện giai đoạn tôi luyện đầu tiên; Nâng nhiệt độ lên 390 ℃, tôi luyện trong 4,5 giờ và tiến hành giai đoạn tôi luyện thứ hai; Sau khi xử lý tôi luyện, làm nguội sản phẩm bằng không khí đến nhiệt độ phòng.
Khí nitơ nhiệt độ cao được đưa vào lò nung sơ bộ ở bước s2 của ví dụ này chính là khí nitơ trong lò làm nguội ở bước s3, với lưu lượng 3 l/h.
Kiểm tra hiệu suất cơ học
Theo kết quả thử nghiệm, có thể thấy rằng độ bền của các bu lông được xử lý bằng quy trình xử lý nhiệt theo phát minh này đạt trên 10,5, đáp ứng yêu cầu chất lượng.
Quy trình xử lý nhiệt của bu lông trong phát minh này đơn giản, dễ vận hành và có hiệu quả tôi luyện tốt. Bằng cách làm nóng sơ bộ sản phẩm, dung dịch làm sạch trên bề mặt có thể được làm khô, và việc tăng nhiệt độ đột ngột trong lò tôi luyện có thể tránh ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm; Khí nitơ nhiệt độ cao được sử dụng trong lò làm nóng sơ bộ được lấy từ lò tôi luyện, loại bỏ thiết bị gia nhiệt trong lò làm nóng sơ bộ, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí sản xuất; Việc bơm nitơ vào lò làm nóng sơ bộ và lò tôi luyện có thể loại bỏ không khí bên trong, tránh các phản ứng oxy hóa giữa oxy và sản phẩm, do đó tránh hiện tượng khử cacbon và gây hỏng các chi tiết ren, đồng thời kéo dài tuổi thọ của sản phẩm; Xử lý tôi luyện bằng nhiệt theo từng giai đoạn có thể cải thiện hiệu quả tôi luyện của sản phẩm và nâng cao chất lượng; Xử lý làm mát bằng dầu theo từng giai đoạn có thể làm mát hiệu quả các sản phẩm ở nhiệt độ cao mà không làm giảm chất lượng.
Trong phần mô tả của bản đặc tả này, việc đề cập đến các thuật ngữ như “một hình thức thực hiện”, “một số hình thức thực hiện”, “ví dụ”, “ví dụ cụ thể” hoặc “một số ví dụ” có nghĩa là các đặc điểm, cấu trúc, vật liệu hoặc tính năng cụ thể được mô tả cùng với hình thức thực hiện hoặc ví dụ đó được bao gồm trong ít nhất một hình thức thực hiện hoặc ví dụ của phát minh này. Trong bản đặc tả này, các cách diễn đạt sơ lược của các thuật ngữ trên không nhất thiết phải đề cập đến cùng một hình thức thực hiện hoặc ví dụ. Hơn nữa, các đặc điểm, cấu trúc, vật liệu hoặc tính năng cụ thể được mô tả có thể được kết hợp một cách thích hợp trong bất kỳ một hoặc nhiều hình thức thực hiện hoặc ví dụ nào.
Những điều nêu trên trình bày và mô tả các nguyên tắc cơ bản, các đặc điểm chính và ưu điểm của phát minh này. Các kỹ thuật viên trong ngành này cần hiểu rằng các ví dụ nêu trên không giới hạn phát minh này dưới bất kỳ hình thức nào, và bất kỳ giải pháp kỹ thuật nào thu được thông qua việc thay thế tương đương hoặc chuyển đổi tương đương đều nằm trong phạm vi bảo hộ của phát minh này.
Thời gian đăng bài: 04/04/2023