Abstrak: Selama uji coba pengecapan rol tirus dengan peralatan pos dingin berkecepatan tinggi-kecepatan empat{0}}stasiun yang diimpor, cacat umum muncul termasuk keretakan melintang pada potongan kosong, retakan permukaan pada diameter luar dan talang roller, serta lipatan stempel pada permukaan talang. Analisis akar penyebab memastikan semua cacat ini berasal dari kualitas bahan baku yang buruk. Setelah optimalisasi teknis batang kawat GCr15 anil bulat yang dikhususkan untuk cold heading berkecepatan tinggi, produk ini sepenuhnya memenuhi persyaratan produksi praktis.

Kata-kata kunci: bantalan rol tirus; rol meruncing; mesin pos dingin-berkecepatan tinggi; baja bantalan GCr15; cacat; analisis kegagalan

1 Proses Pemesinan Mesin Cold Heading Berkecepatan Tinggi Empat-Stasiun-

Untuk meningkatkan kapasitas pengecapan pada roller tirus dengan diameter luar lebih dari 20 mm, digunakan mesin pos dingin berkecepatan tinggi empat-stasiun-yang diimpor. Peralatan ini menghasilkan produktivitas tinggi dengan kecepatan stamping hingga 100 lembar per menit dan menghasilkan roller-presisi tinggi yang bebas dari kilap setelah dibentuk. Namun demikian, bahan baku untuk mesin ini harus berupa batang kawat anil spheroidized, sedangkan produsen baja khusus arus utama dalam negeri hanya memasok baja GCr15 di atas Φ20 mm dalam bentuk batangan padat. Setelah negosiasi, pemasok baja khusus menyediakan batang kawat anil berbentuk bola yang disesuaikan untuk proses pos dingin ini.

Persyaratan teknis utama untuk batang kawat percobaan adalah sebagai berikut: diproses melalui gambar ganda & pengelupasan ganda dengan finishing permukaan; struktur mikro anil berbentuk bola dengan peringkat Kelas 2~4 per GB/T18254-2002; kekerasan dikontrol pada 170~185 HB. Pengerasan kerja yang parah terjadi selama deformasi dingin multi-lintasan, yang menghambat pembentukan selanjutnya, sehingga persyaratan kekerasannya relatif rendah. Kedalaman dekarburisasi permukaan satu sisi tidak boleh melebihi 0,8% dari diameter baja nominal; toleransi dimensi diameter batang adalah 0~−0,05 mm, dengan spesifikasi lainnya mematuhi perjanjian teknis pembelian yang relevan.

Pengecapan rol tirus pada mesin pos dingin empat-stasiun mencakup empat stasiun kerja berurutan: pemotongan kosong → pengaturan akhir → pra-pembentukan → pembentukan akhir, dengan skema pembentukan ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar1 Diagram Skema Empat-Proses Pembentukan Stamping Stasiun

Pencukuran kosong: Geser kosong tipe selongsong-menghasilkan blanko dengan sedikit deformasi dan permukaan ujungnya kira-kira tegak lurus terhadap garis aksial blank.

Berakhir mengecewakan: Meratakan permukaan ujung blanko yang tidak rata dan tegak lurus terhadap sumbu, menyatukan panjang blanko dan mengganggu lingkaran luar blanko.

Pra{0}}pembentukan: Secara kasar membentuk kontur yang meruncing, mengecilkan dimensi ujung yang kecil, membentuk rongga cekung pada permukaan ujung yang besar-dan melebarkan diameter luar ke arah luar.

Selesai membentuk: Menyelesaikan dimensi roller ke toleransi yang ditentukan.

Deformasi besar dan pengerasan kerja yang luar biasa terjadi pada talang-ujung besar, diameter luar, permukaan ujung dari ujung besar & kecil, serta talang-ujung kecil di seluruh pembentukan. Variasi kekerasan roller jadi pada berbagai posisi tercantum dalam Tabel 1. Dibandingkan dengan roller dari pengepres mekanis satu stasiun, produk dari mesin ini memiliki akurasi dimensi yang unggul, menghilangkan proses pasca seperti pelepasan flash, penggilingan lembut diameter luar, dan penggilingan lembut permukaan ujung, yang sangat meningkatkan tingkat pemanfaatan bahan mentah.

Tabel 1 Variasi Kekerasan Stamped Roller pada Posisi Berbeda (Satuan: HB)

2 Analisis Cacat Roller Tirus yang Dicap

Selama pembentukan roller tirus seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1, cacat yang berulang meliputi retak melintang pada blanko yang dicukur, retak permukaan aksial pada diameter luar ujung besar & talang, dan cacat lipat pada permukaan talang. Setelah pemeriksaan sistematis terhadap peralatan, cetakan, dan bahan mentah, kualitas kawat baja percobaan yang buruk diverifikasi sebagai penyebab utama.

2.1 Retak Melintang pada Blanko yang Dicukur

Retakan melintang yang sejajar dengan bidang geser sering terjadi pada blanko yang dicukur di stasiun pemotongan, sehingga memicu penghentian darurat dan alarm mesin pos dingin. Spesimen metalografi yang dipotong dari blanko yang retak digores dengan larutan alkohol asam nitrat 2%. Pengamatan mikroskopis menunjukkan perlit pipih masif ditambah partikel karbida kasar (Gambar 2). Sesuai standar GB/T18254-2002 untuk baja bantalan kromium karbon tinggi, struktur mikro berbentuk bola menjadi terlalu panas dan dinilai di atas Kelas 6. Kekerasan massal blanko yang retak diukur pada 187 HB melalui alat uji kekerasan Brinell.

Pemeriksaan pengambilan sampel dari kepala, tengah, dan ekor kumparan kawat yang sama menunjukkan struktur mikro anil yang tidak konsisten: Struktur spheroid kelas 4, 5, dan 6 hidup berdampingan, dengan kekerasan berkisar antara 184 HB hingga 189 HB. Struktur mikro spheroidized yang tidak memenuhi syarat, terutama perlit pipih berlebih, secara drastis mengurangi keuletan baja. Tegangan tarik yang terkonsentrasi dekat bidang geser selama pemotongan blanko mengawali retak blanko melintang.

Gambar 2 Struktur Mikro Annealing Spheroidized dari Blanko Retak Melintang

2.2 Retakan Permukaan pada Diameter Luar-Ujung Besar dan Talang Roller

Retakan permukaan aksial biasanya ditemukan pada-diameter luar ujung besar dan talang roller yang sudah jadi, dengan sebagian retakan memanjang hingga permukaan ujung. Pemeriksaan partikel magnetis pada bagian akhir mengakumulasi bubuk magnetis dalam jumlah besar di lokasi talang ujung yang besar. Setelah pengawetan panas (50% asam klorida industri pekat + 50% air, direndam pada suhu 70 derajat selama 30 menit), retakan mikro aksial halus yang padat muncul di permukaan talang. Hanya ada sedikit retakan mikro yang serupa pada-ujung talang kecil.

Roller dengan retakan diameter luar-aksial dipotong tegak lurus terhadap arah retakan untuk analisis metalografi. Mikrograf menunjukkan retakan terbagi menjadi dua lapisan: lapisan retakan kasar bagian luar dengan dekarburisasi permukaan, dan lapisan retakan halus bagian dalam yang bebas dari dekarburisasi (Gambar 3). Pemeriksaan struktur mikro batang kawat mentah mengidentifikasi lapisan dekarburisasi kontinu sedalam 0,3~0,4 mm pada permukaan baja (Gambar4), bersama dengan retakan aksial dalam yang tersebar dan banyak goresan permukaan dangkal.

Ekspansi radial besar ke arah luar terjadi pada diameter luar-ujung besar dan chamfer selama pembentukan dingin, disertai dengan pengerasan kerja yang intens dan penurunan keuletan. Cacat permukaan yang sudah ada sebelumnya (retakan/goresan) di dalam lapisan dekarburisasi dengan perlit pipih menyebar ke retakan makroskopis di bawah tekanan pembentuk; daerah yang mengalami dekarburasi di sekitar retakan mewarisi cacat permukaan asli dari bahan mentah, sedangkan bagian retakan yang tidak didekarburasi berkembang dari perambatan retakan pada proses stamping. Sebaliknya, pembentukan ujung kecil terjadi melalui deformasi penyusutan ke dalam yang menghambat perluasan retakan.

Gambar3 Morfologi Penampang-Retak Aksial pada Diameter Luar Roller yang Dicap

Gambar4 Permukaan Lapisan Baja Mentah Dekarburisasi dengan Microcracks Oksida Intergranular di Permukaan Atas

Retakan dan goresan dangkal pada permukaan luar roller dapat dihilangkan pada operasi penggilingan berikutnya, sedangkan permukaan chamfer tetap tidak digerinda dan mempertahankan cacat kecil, yang mengakibatkan akumulasi bubuk magnetik selama pemeriksaan akhir MPI.

2.3 Cacat Lipatan Stamping pada Roller Chamfer

Inspeksi visual pada roller yang terbentuk mendeteksi cacat lipatan yang terdistribusi secara simetris di sepanjang sumbu tengah pada talang-ujung besar dan-ujung kecil. Kerusakan mati dikesampingkan setelah pemecahan masalah; pelipatan berasal dari "logam berlebih" tambahan pada ujung kosong lokal yang dihasilkan dalam prosedur geser.

Penampang-yang retak dari potongan kosong menampilkan perkiraan kontur elips, dengan gaya geser yang sejajar sepanjang sumbu kecil elips. Zona logam berlebih-terkoyak selebar 1~2 mm terdapat pada kedua ujung sumbu utama, berbeda dari permukaan geser rapi di tempat lain (Gambar5). Data statistik menunjukkan tidak terjadi pelipatan talang ketika kekerasan bahan mentah berada di sekitar 192 HB; pelipatan muncul secara konsisten untuk bahan baku di bawah 190 HB karena keuletan yang berlebihan menyebabkan duri robek/logam berlebih pada ujung kosong selama pemotongan. Oleh karena itu, kekerasan dasar yang rendah pada baja mentah menyebabkan tepi sobek yang tidak teratur dan lipatan talang setelah pembentukan.

3 Uji Verifikasi dan Peningkatan Mutu Bahan Baku

Penelusuran cacat menyimpulkan empat kelemahan penting batang kawat percobaan awal: (1) Struktur mikro anil spheroidized yang tidak rata dan tidak rata; (2) Lapisan dekarburisasi permukaan tidak valid yang terlalu tebal; (3) Retak dan goresan permukaan acak pada baja; (4) Kekerasan anil spheroidized berukuran kecil.

Gambar5 Skema Kelebihan Robek-Zona Logam pada Permukaan Rekahan yang Dicukur

Revisi spesifikasi teknis untuk wire rod yang memenuhi syarat dirumuskan sebagai berikut:

Struktur mikro anil spheroidized dikontrol dalam Kelas 2 ~ 4 dengan struktur seragam di seluruh kumparan kawat tunggal;

Dekarburisasi permukaan nol pada baja jadi;

Tidak boleh ada retakan permukaan atau goresan mekanis;

Kekerasan anil spheroidized diatur dari 195 HB hingga 207 HB; item teknis lainnya tidak berubah.

Pemasok memasok kembali kabel uji sesuai dengan spesifikasi yang diperbarui: struktur berbentuk bola dengan tingkat Kelas 2, kekerasan massal 203 HB, permukaan bebas dekarburisasi penuh-tanpa retak atau tergores. Uji stamping batch dengan bahan baku yang ditingkatkan menghilangkan semua cacat pembentukan di atas, dan mesin pos dingin berkecepatan tinggi-empat stasiun melanjutkan produksi normal yang stabil.

2026 1 Juni PekanWBM PRekomendasi 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