СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ПОДКАТА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ Российский патент 1998 года по МПК B21C9/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в метизном производстве при подготовке металла для холодной высадки крепежных деталей.

Известен способ подготовки поверхности подката для холодной высадки, включающий обезжиривание, промывку в горячей воде, травление в серной или соляной кислотах, промывку в холодной воде, активацию, фосфатирование, нейтрализацию, омыливание, (Головин В.А., Амиров М.Г., Митькин Ю.А. Исходные материалы для холодной объемной штамповки и методы их подготовки под штамповку-: М., Машиностроение, 1987, с. 47, табл. 12).

Недостатками данного способа являются высокая себестоимость из-за низкой производительности труда и дорогостоящих химикатов для проведения операций травления, фосфатирования, а также для последующей очистки и нейтрализации отработанных растворов. Процесс фосфатирования является экологически грязным.

При травлении в кислотах и фосфатировании происходит наводораживание поверхности стали и ее пластичность снижается. Кроме того, из-за высоких удельных нагрузок при многопереходных процессах высадки деталей из высокоуглеродистых и легированных сталей происходит разрыв расделительного слоя на основе фосфатного покрытия с омыливанием, что приводит к уменьшению стойкости инструмента.

Наиболее близким техническим решением является способ непрерывного волочения стальной проволоки для холодной высадки в единой технологической линии, который включает удаление окалины со стальной катанки с помощью обдувки дробью. Затем проволоку пропускают через раствор сульфата меди, подогревают, фосфатируют, наносят сухой порошковый слой и волочат (Заявка Япония, 61-273798, B 21 C 9/00).

Недостатками данного способа являются высокие затраты на приобретение дорогостоящих химикатов для фосфатирования и последующей нейтрализации отработанных растворов. Кроме того из-за высоких удельных нагрузок при многопереходных процессах высадки деталей из высокоуглеродистых и легированных сталей происходит разрыв фосфатного покрытия, что приводит к уменьшению стойкости инструмента. Поэтому при высадке применяют технологические смазки с противозадирными присадками, которые компенсируют недостатками разделительного слоя, образованного фосфатным покрытием. Подобные технологические смазки для холодной высадки являются дорогостоящими и дефицитными.

Изобретение решает задачу снижения затрат на подготовку металла, а также повышения качества поверхности подката для холодной высадки.

Технический результат от использования изобретения выражается в исключении операции нанесения фосфатного покрытия и повышении стойкости холодно-высадочного инструмента.

Технический результат от использования изобретения достигается тем, что при подготовке поверхности подката, включающей дробеструйную обработку и волочение, предволочильная пауза между этими операциями не превышает 5, а степень обжатия при волочении выполняют не более 30%.

При дробеструйной обработке удаляют не только окалину, жировые и масляные загрязнения, но и разрушают оксидные пленки, наклепывают металл, увеличивают площадь его поверхности, т.е. активируют металлическую поверхность пластической деформацией.

В зону волочения подают технологическую смазку, обладающую противозадирными, противоизносными, антифрикционными присадками. Содержащиеся в смазке химические соединения серы, хлора и фосфора вступают в реакцию с активированной металлической поверхностью и модифицируют ее с образованием металла заготовки и инструмента при высоких давлениях и температурах.

Опытным путем установлено, что если предволочильная пауза не превышает пяти секунд, то прочность и пластичность разделительной пленки будут наиболее высокими и достаточными для проведения многопереходных процессов холодной высадки деталей из высокоуглеродистых и легированных сталей без разрыва данной пленки.

За счет сочетания технологических параметров дробеструйной обработки и волочения, а именно размеров и твердости дроби, скорости прохождения подката через рабочие камеры дробеструйной установки, степени обжатия при волочении получают микрорельеф поверхности с равномерно расположенными впадинами, имеющими глубину в пределах 0,02 - 0,07 мм.

Технологическая смазка, подаваемая в зону волочения, заполняет впадины и при последующей холодной высадке выжимается из впадин и смазывает контактную поверхность между заготовкой и инструментом.

Если степень обжатия при волочении превысит 30%, то глубина впадин будет меньше, чем требуется для удержания смазки.

Таким образом, полученная разделительная пленка в сочетании с технологической смазкой во впадинах микрорельефа поверхности подката обеспечивает уменьшение износа холодновысадочного инструмента, позволяет применять при холодной высадке более дешевые и недефицитные смазочно-охлаждающие жидкости.

Пример осуществления способа.

Горячекатанный подкат марки 20Г2Р круг 15 мм с окалиной на поверхности толщиной 0,05 мм в бунтах весом 600 кг обрабатывают дробью ДСЛ-0,5. Скорость прохождения подката через дробеструйные камеры составляет 62 м/мин. Затем подкат с предволочильной паузой 1 с волочат со степенью обжатия 16% с подачей в зону волочения технологической смазки. Подготовленный металл используют при холодной высадке болта М14 х 1,5 - 70 на холодновысадочном 4-позиционном автомате 5/8- 5LSBM. При высадке применяют дешевую смазочно-охлаждающую жидкость ИСП-40.

Использование: снижение затрат на подготовку металла, а также повышение качества поверхности подката для холодной высадки. Технический результат от использования изобретения выражается в исключении операции нанесения фосфатного покрытия и повышении стойкости холодновысадочного инструмента. Сущность изобретения: технический результат от использования изобретения достигается тем, что при подготовке поверхности подката, включающей дробеструйную обработку и волочение, предволочильная пауза между этими операциями не превышает пяти секунд, а степень обжатия при волочении составляет не более 30%, при этом на поверхности подката получают микрорельеф с равномерно расположенными впадинами, покрытый разделительной пленкой, а впадины заполняют технологической смазкой.

Способ подготовки поверхности подката для холодной высадки, включающий дробеструйную обработку и волочение, отличающийся тем, что предволочильная пауза не превышает 5 с, а степень обжатия подката при волочении составляет не более 30% при этом на поверхности подката получают микрорельеф с равномерно расположенными впадинами, покрытый разделительной пленкой, а впадины заполняют технологической смазкой.