Dalam proses pembentukan pengencang, teknologi cold heading (ekstrusi) merupakan teknologi pemrosesan utama. Pos dingin (ekstrusi) termasuk dalam kategori pemrosesan tekanan logam. Dalam produksi, pada suhu kamar, gaya eksternal diterapkan pada logam untuk membentuknya dalam cetakan yang telah ditentukan. Cara ini biasa disebut cold pos. Faktanya, pembentukan pengikat apa pun tidak hanya dapat dicapai melalui pos dingin sebagai metode deformasi. Pada proses cold pos, selain deformasi menjengkelkan, juga terdapat berbagai metode deformasi seperti ekstrusi maju dan mundur, ekstrusi komposit, punching dan rolling. Oleh karena itu, istilah “cold pos” dalam produksi hanyalah istilah biasa, lebih tepatnya disebut “cold pos (ekstrusi)”. Pos dingin (ekstrusi) memiliki banyak keunggulan dan cocok untuk produksi massal pengencang. Keuntungan utamanya dapat diringkas sebagai berikut:
Tingkat pemanfaatan baja yang tinggi. Pos dingin (ekstrusi) adalah metode pemrosesan yang lebih sedikit pemotongan dan non-pemotongan, seperti pemesinan baut kepala heksagonal dan sekrup segi enam kepala silinder untuk batang. Dengan menggunakan metode pengolahan pemotongan, tingkat pemanfaatan baja hanya 25% hingga 35%. Namun dengan menggunakan metode cold pos (ekstrusi), tingkat pemanfaatannya dapat mencapai hingga 85% hingga 95%, yang hanya merupakan sebagian konsumsi proses material head, material tail, dan pemotongan tepi hexagonal head.
Produktivitas tinggi. Dibandingkan dengan proses pemotongan umum, efisiensi pembentukan cold heading (ekstrusi) beberapa puluh kali lebih tinggi.
C. Performa mekanik yang baik. Bagian yang diproses dengan metode cold pos (ekstrusi) mempunyai kekuatan yang jauh lebih unggul dibandingkan bagian yang diproses dengan cara pemotongan karena serat logamnya tidak terpotong.
D. Cocok untuk produksi otomatis. Pengencang (termasuk beberapa bagian berbentuk khusus) yang cocok untuk produksi pos dingin (ekstrusi) pada dasarnya adalah bagian simetris, cocok untuk produksi menggunakan mesin pos dingin otomatis berkecepatan tinggi, dan juga merupakan metode utama produksi massal.
Singkatnya, metode cold heading (ekstrusi) untuk memproses pengencang dan komponen berbentuk khusus adalah metode pemrosesan yang sangat hemat biaya, yang banyak digunakan dalam industri pengikat dan metode pemrosesan canggih yang banyak digunakan dan dikembangkan di dalam negeri dan internasional. Oleh karena itu, maksud dan tujuan bab ini adalah untuk memanfaatkan dan meningkatkan plastisitas logam secara maksimal, menguasai mekanisme deformasi plastis logam, dan mengembangkan teknologi pemrosesan cold pos (ekstrusi) pengencang yang ilmiah dan masuk akal.
Konsep dasar deformasi logam
1.1 Deformasi
Deformasi mengacu pada perpindahan relatif total partikel-partikel kecil yang membentuk logam ketika terkena gaya eksternal atau internal, dengan tetap mempertahankan integritasnya.
1.1.1 Jenis deformasi
A. Deformasi elastis
Logam mengalami deformasi akibat gaya luar, dan ketika gaya luar dihilangkan, ia mempunyai kemampuan untuk mengembalikan bentuk dan ukuran aslinya. Deformasi ini disebut deformasi elastis.
Kualitas elastisitas diukur dengan batas elastis dan batas proporsional.
B. Deformasi plastis
Logam mengalami deformasi permanen karena gaya luar (mengacu pada deformasi yang tidak dapat dikembalikan ke keadaan semula setelah gaya luar dihilangkan), tetapi keutuhan logam itu sendiri tidak akan rusak, yang disebut deformasi plastis.
Kualitas plastisitas dinyatakan dengan pemanjangan, pengurangan luas, dan batas luluh.
1.1.2 Metode evaluasi plastisitas
Untuk mengevaluasi plastisitas logam, indikator numerik yang biasa digunakan disebut indeks plastisitas. Indeks plastisitas dinyatakan dengan deformasi plastis pada saat sampel baja mulai rusak. Dalam produksi praktis, metode berikut biasanya digunakan:
(1) Uji tarik
Tingkat perpanjangan untuk pengujian tarik δ Dan pengurangan luas ψ Untuk mewakili. Kemampuan deformasi plastis spesimen baja di bawah tegangan uniaksial merupakan indeks plastisitas yang umum digunakan dalam standar material logam. δ dan ψ Nilai ditentukan dengan rumus berikut:
(Rumus 36-1)
(Rumus 36-2)
Dalam rumusnya: L0, Lk - panjang dari panjang pengukur asli dan panjang pengukur setelah keruntuhan benda uji tarik.
F0, Fk - Luas penampang titik asal dan titik patah benda uji tarik.
(2) Tes menjengkelkan, disebut juga tes meratakan
Yaitu membuat benda uji menjadi berbentuk silinder dengan tinggi Ho 1,5 kali diameter asli Do benda uji, kemudian diratakan dengan mesin press hingga muncul retakan pertama yang terlihat pada permukaan benda uji, yaitu derajatnya. kompresi saat ini ε C adalah indeks plastisitas. Nilainya dapat dihitung menggunakan rumus berikut:
(Rumus 36-3)
Dalam rumusnya, Ho adalah tinggi asli benda uji berbentuk silinder. Hk - Ketinggian benda uji ketika retakan pertama yang terlihat muncul pada permukaan samping selama perataan.
(3) Uji torsi
Uji torsi dinyatakan dengan sudut atau jumlah lilitan benda uji ketika dipelintir dan dipatahkan pada mesin puntir. Pengujian yang paling umum digunakan dalam produksi adalah pengujian tarik dan pengujian kesal. Terlepas dari metode pengujiannya, ini relatif terhadap keadaan tegangan dan kondisi deformasi tertentu. Indeks plastisitas yang diperoleh dari sini hanyalah perbandingan relatif, yang menunjukkan plastisitas suatu logam tertentu dalam kondisi deformasi tertentu.
1.1.3 Faktor utama yang mempengaruhi plastisitas logam dan ketahanan deformasi
Konsep plastisitas dan ketahanan logam terhadap deformasi: Plastisitas logam dapat dipahami sebagai kemampuan logam untuk mengubah bentuknya secara stabil di bawah pengaruh gaya luar tanpa memutus ikatan antar partikel. Gaya yang diberikan oleh logam selama deformasi pada gaya luar yang diterapkan dalam cetakan disebut ketahanan deformasi.
Faktor utama yang mempengaruhi plastisitas dan ketahanan deformasi logam meliputi aspek-aspek berikut:
Pengaruh struktur logam dan komposisi kimia terhadap plastisitas dan ketahanan deformasi
Struktur logam ditentukan oleh komposisi kimia logam, jenis kisi unsur utamanya, sifat, kuantitas, dan distribusi pengotor. Semakin sedikit unsur penyusunnya, semakin baik plastisitasnya. Misalnya besi murni yang mempunyai plastisitas tinggi. Karbon sebagai padatan yang meleleh pada besi juga mempunyai plastisitas yang baik, sedangkan sebagai senyawa plastisitasnya menurun. Senyawa Fe3C sebenarnya sangat rapuh. Umumnya peningkatan komposisi unsur lain pada baja juga dapat menurunkan plastisitasnya.
Indeks ketahanan baja meningkat seiring dengan peningkatan kandungan karbon( б B б P б S dan seterusnya semuanya meningkat, sedangkan indeks plastisitas ( ε,ψ Semuanya menurun. Selama deformasi dingin, untuk setiap peningkatan 0.1% dalam kandungan karbon dalam baja, batas kekuatannya б S meningkat sekitar 6-8 kg/mm2.
Belerang ada dalam baja sebagai besi sulfida dan mangan sulfida. Besi sulfida bersifat rapuh, sedangkan mangan sulfida menjadi berserabut dan memanjang selama pemrosesan tekanan, mengakibatkan penurunan indeks mekanik pada arah melintang tegak lurus serat. Jadi belerang merupakan pengotor berbahaya dalam baja, dan semakin rendah kandungannya, semakin baik.
Fosfor dalam baja meningkatkan ketahanan terhadap deformasi dan mengurangi plastisitas. Baja dengan kandungan fosfor lebih tinggi dari {{0}},1% hingga 0,2% memiliki kerapuhan dingin. Kandungan fosfor pada baja umum dikendalikan sedikit di atas nol persen.
Distribusi pengotor dengan titik leleh rendah dalam matriks logam mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap plastisitas.
Singkatnya, semakin kompleks dan melimpah komposisi kimia baja, semakin besar dampaknya terhadap ketahanan dan plastisitasnya. Inilah sebabnya mengapa beberapa baja paduan tinggi sulit untuk melakukan pemrosesan cold pos (pengepresan).
B. Pengaruh kecepatan deformasi terhadap plastisitas dan ketahanan deformasi
Kecepatan deformasi adalah volume perpindahan relatif per satuan waktu:
(Rumus 36-4)
Kecepatan deformasi tidak sama dengan kecepatan pergerakan alat deformasi, dan juga harus dibedakan secara konseptual dari kecepatan pergerakan partikel dalam benda deformasi.
Secara umum, dengan meningkatnya laju deformasi, ketahanan deformasi meningkat dan plastisitas menurun. Pada deformasi dingin, pengaruh kecepatan deformasi tidak sebesar pada deformasi panas, karena tidak adanya proses eliminasi pengerasan. Namun bila kecepatan deformasi sangat tinggi, panas yang dihasilkan oleh deformasi plastis (yaitu efek termal) tidak boleh hilang. Peningkatan suhu itu sendiri akan meningkatkan plastisitas dan mengurangi ketahanan terhadap deformasi.
C. Pengaruh keadaan tegangan terhadap plastisitas dan ketahanan deformasi
Di bawah gaya eksternal, gaya internal dihasilkan di dalam logam, dan kekuatan per satuan luas disebut tegangan. Logam yang mengalami tekanan berada dalam keadaan stres.
Sebuah kubus primitif kecil dipisahkan dari benda yang mengalami deformasi, dan tegangan yang besarnya tidak diketahui tetapi arahnya diketahui diterapkan pada kubus yang dipilih. Diagram yang menggambarkan jumlah tegangan utama dan simbol-simbolnya pada suatu titik disebut diagram tegangan utama. Ada sembilan jenis diagram tegangan utama yang merepresentasikan keadaan tegangan logam, empat di antaranya merupakan diagram tegangan utama tiga dimensi, tiga diagram tegangan utama planar, dan dua diagram tegangan utama searah, seperti ditunjukkan pada Gambar {{1} }.
Tegangan utama akibat tegangan tarik bertanda positif, sedangkan tegangan utama akibat tegangan tekan bertanda negatif.
Dalam pengolahan tekanan logam, yang paling sering ditemui adalah diagram tegangan utama tiga arah dengan angka yang sama dan berbeda. Dalam diagram tegangan utama tiga dimensi dengan tanda berbeda, yang paling umum adalah diagram tegangan utama dengan dua tegangan tekan dan satu tegangan tarik.
Ketika tegangan tekan ke segala arah sama pada diagram tegangan tekan tiga arah dengan bilangan yang sama( б 1= б 2= б 3) Selain itu, dengan syarat tidak ada kelonggaran atau cacat lain di dalam logam , secara teori deformasi plastis tidak dapat terjadi, hanya deformasi elastis yang dapat terjadi.
Proses deformasi yang termasuk dalam diagram tegangan triaksial tidak sama meliputi penempaan volume, gangguan, pelubangan tertutup, ekstrusi maju dan mundur, penggulungan pelat dan profil, dll.
Dalam produksi praktis, jarang sekali kita beralih ke diagram tegangan tarik triaksial. Hanya pada uji tarik, pada saat terjadi necking, garis tegangan pada titik necking merupakan diagram tegangan utama tegangan triaksial.
Pada saat kesal karena pengaruh gesekan juga disajikan diagram tegangan tekan tiga dimensi.
Ringkasnya, pada keadaan tegangan logam yang mengalami tekanan, tegangan tekan bermanfaat untuk meningkatkan plastisitas, sedangkan tegangan tarik akan menurunkan plastisitas logam.
D. Pengaruh pengerasan deformasi dingin terhadap plastisitas dan ketahanan deformasi logam
Logam mengalami deformasi plastis dingin sehingga menyebabkan perubahan sifat mekanik, fisika, dan kimia. Dengan meningkatnya derajat deformasi, semua indikator kekuatan (batas elastis, batas proporsional, batas aliran, dan batas kekuatan) meningkat, dan kekerasan juga meningkat; Indikator plastisitas (perpanjangan, pengurangan luas, dan ketangguhan dampak) telah menurun sampai batas tertentu; Peningkatan resistensi; Ketahanan korosi dan konduktivitas termal menurun, dan sifat magnetik logam berubah. Dalam deformasi plastis, penjumlahan dari perubahan sifat-sifat logam ini disebut pengerasan deformasi dingin, disingkat pengerasan.
e. Pengaruh tegangan tambahan dan tegangan sisa
Distribusi tegangan pada logam yang mengalami deformasi tidak merata, dan deformasi yang lebih besar diinginkan pada area dengan distribusi tegangan yang lebih tinggi, sedangkan deformasi yang lebih kecil diinginkan pada area dengan distribusi tegangan yang lebih rendah. Karena integritas logam yang terdeformasi itu sendiri, gaya internal yang saling seimbang dihasilkan di dalamnya, yang dikenal sebagai tegangan tambahan. Setelah deformasi berakhir, tegangan seimbang ini ada di dalam badan deformasi, membentuk tegangan sisa yang mempengaruhi plastisitas dan ketahanan deformasi logam yang mengalami deformasi pada proses deformasi selanjutnya.
1.1.4 Tindakan Proses untuk Meningkatkan Plastisitas Logam dan Mengurangi Ketahanan Terhadap Deformasi
Menanggapi faktor-faktor utama yang mempengaruhi plastisitas dan ketahanan deformasi logam, dikombinasikan dengan praktik produksi, langkah-langkah proses yang efektif dapat diambil untuk meningkatkan plastisitas logam dan mengurangi ketahanan deformasi. Langkah-langkah proses yang umum diadopsi dalam produksi meliputi:
A. Kondisi bahan baku
Untuk bahan baku pos dingin, selain memerlukan komposisi dan struktur kimia yang seragam tanpa inklusi logam, perlakuan pelunakan dan anil umumnya diperlukan untuk menghilangkan tegangan sisa di dalam logam selama penggulungan, membuat struktur seragam, dan mengurangi kekerasan. HRB kekerasan logam sebelum pos dingin harus kurang dari atau sama dengan 80. Untuk baja karbon sedang dan baja paduan, anil spheroidizing umumnya diterapkan untuk meningkatkan plastisitas deformasi dingin logam selain menghilangkan tegangan dan menyeragamkan struktur mikro. .
B. Meningkatkan kehalusan cetakan dan memperbaiki kondisi pelumasan permukaan logam
Kedua tindakan ini bertujuan untuk mengurangi gesekan antara benda yang mengalami deformasi dan permukaan kerja cetakan, serta meminimalkan tegangan tarik akibat gesekan selama deformasi.
C. Pilih spesifikasi deformasi yang sesuai
Pada proses cold pos (ekstrusi), sangat sedikit produk yang terbentuk dalam satu kali penempaan, dan umumnya memerlukan dua atau lebih proses penempaan. Oleh karena itu, perlu untuk mencapai alokasi jumlah deformasi yang wajar setiap saat, yang tidak hanya kondusif untuk memanfaatkan sepenuhnya plastisitas deformasi dingin logam, tetapi juga kondusif untuk pembentukan logam. Misalnya, dalam produksi, pos dingin, pembentukan komposit ekstrusi dingin, reduksi ganda baut, dan deformasi kecil mur digunakan.
2023 Desembertanggal 5Pekan WBMPRekomendasi produk:
Bergulir Mati:
Sebagai salah satu produsen alat profesional, menyediakan rolling die dengan kekerasan tinggi, pengiriman cepat, dan pelayanan yang baik.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
