Производство болтов

Технологический процесс изготовления болтов методом холодной деформации

Технология производства болтов методом холодной высадки (штамповки) имеет ряд требований к свойствам и характеристикам металлической заготовки (подката), такие как однородный химический состав, равномерные механические свойства и высокую пластичность. На применяемой заготовке должны отсутствовать внутренние и наружные дефекты, чаще всего они проявляются в виде: пористости; газовых образованиях; неметаллических примесях; рисках, закатах и пленах на поверхности металла.

Процесс изготовления болтов требует тщательной очистки механическим способом или огневой методикой всех поверхностных дефектов, дополнительно для очистки от жировых отложений и окалины применяют метод травления. Данный метод предполагает погружение металла в концентрированную соляную кислоту или процентный раствор серной кислоты. После травления заготовки происходит промывка металлопроката в горячей и холодной воде, что позволяет максимально удалить остатки кислот и травильного шлама с поверхности металла. Далее заготовка проходит процесс фосфатирования в растворе (чаще всего 3%) - фосфорнокислой цинковой соли.

Последний шаг по подготовке исходной металлической заготовки к запуску в производство, является волочение. Операция волочения позволяет увеличить точность геометрических параметров металлопроката и увеличить качество поверхности.

Основным элементом автоматической линии для производства болтов является – холодновысадочный агрегат. Он выполняет операцию по формированию стержня болта и высадки его головки. Данные агрегаты оснащены:

• правильными, подающими и задающими роликами;
• отрезными ножницами;
• чистовыми и черновыми пуансонами;
• отрезными и высадочными матрицами;
• выталкивателями.

Резьба на изделии нарезается на отдельном станке – резьбонакатное устройство.

Изготовление болтов методом холодной высадки происходит в автоматическом режиме в несколько этапов:

• Подача проволоки для обрезания и формирования металлического стержня;
• Создание промежуточной формы навершия (головки) изделия;
• Окончательное оформление навершия и формирование металлического стрежня (тела болта);
• Выполнение фаски;
• Накатка резьбы.

Процесс производства болтов методом пластической холодной деформации снижает сужение и удлинение заготовки, увеличивает коэффициент их текучести и прочности, а так же повышает твердость металла. При сложении всех этих факторов следует вывод о качественном механическом упрочнении изделия.

Достоинства изготовления крепежа ,методом холодной высадки (штамповки):

• высокая прочность готового изделия;
• точность геометрических параметров;
• высокая скорость производства;
• экономичный расход металла.

Класс прочности болтов

ГОСТ 175.4-89 «Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний» определяет 11 классов прочности для болтов: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Класс прочности болтов зависит:

• Марки стали;
• Метод производства;
• Термообработки.

Маркировка класса прочности, состоящая из двух цифр, несет в себе информацию о пределах прочности и текучести болта, а точнее данные, при превышении которых произойдет нарушение целостности болтового соединения.

Первая цифра указывает на предельную нагрузку, под силами которой болт разорвется, т.е. этот параметр называется – предел прочности на растяжение.

Для определения показателя предела прочности на растяжение в МПа и Н/мм², первую цифру умножают на 100 (1/100 часть номинального временного сопротивления).

Вторая цифра – предел текучести, она отражает максимальную нагрузку, под силами которой болт изменит свои геометрические параметры за счет деформации или изгиба.

Данный предел определяется отношением 1/10 части предела текучести к пределу прочности.

Пример: Болт класса прочности 10.9

• Предел прочности на растяжение
  10 х 100 = 1000 МПа или Н/мм²
• Предел текучести
  9 х 10 = 90% (от предела прочности на растяжение) или (10 х 100) х 90% = 900 МПа или Н/мм²

При выборе болтового соединение во избежание его разрушения нужно учитывать двукратное или трехкратное увеличение запаса на показатель предела прочности.

Пределы прочности и текучести для стандартных марок сталей

Класс прочности	Марка стали	Граница прочности, МПа	Граница текучести, МПа
4.6	Ст5кп, Ст.10	400	240
4.8	Ст.10, Ст.10кп	400 - 420	320 - 340
5.6	Ст.35	500	300
5.8	Ст.10, Ст.10кп, Ст.20, Ст.20кп	500 - 520	400 - 420
6.6	Ст.35, Ст.45	600	360
6.8	Ст.20, Ст.20кп, Ст.35	600	480
8.8	Ст.35, Ст.35Х, Ст.38ХА, Ст.40Х, Ст.20Г2Р	800 - 830	640 - 660
9.8*	Ст.35, Ст.35Х, Ст.45, Ст.38ХА, Ст.40Х, Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.20Г2Р	900	720
10.9	Ст.35Х, Ст.38ХА, С.45, Ст.45Г, Ст.40Г2, Ст.40Х, Ст.40Х Селект, Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА,	1000 - 1040	900 - 940
12.9	Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА, Ст.40ХНМА	1200 - 1220	1080 - 1100