A seleção de materiais e o processo de tratamento térmico de parafusos de alta resistência são analisados ​​em detalhes.

1. Seleção de materiais: dupla adaptação da performance e da cena.

O núcleo de parafuso de alta resistência O desempenho reside na otimização cooperativa da seleção de materiais e do processo de tratamento térmico. A seguir, apresentamos as principais soluções de seleção de materiais e os pontos técnicos do setor:

1. Aço-liga de médio carbono: a primeira escolha para alta resistência

Grau típico: 42CrMo, 35CrMoA, 40Cr e outros materiais com alta temperabilidade e equilíbrio entre resistência e tenacidade, tornam-se a escolha para parafusos de classe 10.9 e 12.9, especialmente adequados para energia eólica, energia nuclear e outros cenários de carga pesada.

Requisitos de temperabilidade: O material deve garantir que mais de 90% da seção temperada apresente estrutura martensítica, para evitar que a estrutura não martensítica no interior leve a uma diminuição da resistência. Por exemplo, parafusos M48-M64 feitos de aço 42CrMoA podem atingir o índice de desempenho de 10,9 por meio de têmpera a 840-860℃ e revenimento a 540℃.

2. Aço-liga de baixo carbono: resistência e resistência à fratura retardada.

O "o" representa o material: 20MnTiB, 35VB, etc., são adequados para parafusos de classe 10.9 abaixo de M24, e seu baixo teor de fósforo e alta pureza do contorno de grão podem reduzir o risco de fratura tardia.

3. Aço inoxidável: Uma solução para ambientes especiais

O aço inoxidável austenítico (como o 304, 316) com resistência à corrosão, é amplamente utilizado em engenharia naval e equipamentos químicos; O aço inoxidável martensítico (como o 410) é temperado para atingir os elevados requisitos de resistência.

4. Controle de organização de materiais

O pré-tratamento de recozimento de esferoidização: o aço de médio carbono precisa ser submetido a recozimento isotérmico a 700 °C para converter a perlita em flocos em esferas, melhorar a plasticidade de conformação a frio (taxa de deformação de até 60% a 80%) e evitar trincas por conformação a frio.

2. Processo de tratamento térmico: equilíbrio preciso entre resistência e tenacidade.

O tratamento térmico é o elo fundamental para determinar o desempenho de parafusose é necessário alcançar uma melhoria abrangente das propriedades mecânicas através do processo de têmpera + revenido.

1. Processo de recozimento esferoidizante

Parâmetros do processo: o aço de médio carbono é resfriado lentamente após o aquecimento próximo ao ponto crítico (700℃); Aço-liga de médio carbono com recozimento isotérmico de esferoidização (aquecimento AC1+20-30℃, isotérmico a 700℃) para garantir a uniformidade da estrutura.

2. Otimização do processo de têmpera

Controle de temperatura: A faixa de temperatura de têmpera para aços-liga de médio carbono é de 840-870℃, como no caso do aço 42CrMoA, onde o aquecimento entre 850-870℃ pode refinar o grão e aumentar a profundidade da camada de têmpera.

Seleção do meio de resfriamento: o resfriamento em óleo (L-AN10~L-AN32) é a principal solução, levando em consideração a velocidade de resfriamento e o controle da deformação; Parafusos de grandes dimensões (como M30 e superiores) são temperados com solução aquosa de PAG para evitar fissuras de têmpera.

3. Temperando a inovação do processo

o Ajuste de temperatura: a temperatura de revenido do aço 42CrMo deve ser controlada entre 500 e 540 °C, o que não só elimina a tensão de têmpera, como também mantém o equilíbrio entre a resistência à tração (≥950 MPa) e a contração da seção (≥44%).

Prevenção e controle da fragilidade: Para parafusos da classe 12.9, utiliza-se resfriamento a água ou a óleo para ultrapassar rapidamente a zona de fragilidade de revenido (370-560°C) e garantir que a resistência ao impacto atenda aos padrões.

4. Testes e controle de qualidade

Os principais indicadores, como dureza (32-38HRC), resistência à tração (≥1040MPa), alongamento após a fratura (≥8%) e estrutura metalográfica (sorbita revenida + traços de ferrita), precisam ser rigorosamente testados.

Prevenção de defeitos: eliminar a camada de polarização de fósforo (fonte de fragilidade e frio) e a camada de descarbonetação (principal causa da dureza insuficiente), e alcançar uma superfície "zero oxidação" através do controle contínuo da atmosfera de proteção do forno de esteira.

3. Principais dificuldades do setor e avanços na localização

1. Gargalo técnico

Os parafusos da classe 12.9 dependem de importações: devido à pureza insuficiente do material (alto teor de P e S) e ao processo de têmpera instável, os produtos nacionais apresentam uma deficiência em termos de resistência ao impacto e resistência à fratura retardada em comparação com os produtos importados.

2. Progresso da localização

o Grande avanço em parafusos de especificação grande: Ao otimizar a temperatura de têmpera (850-870℃) e os parâmetros de revenimento (500℃×180min) do aço 35CrMoA, empresas como a Shuihui Jiangtianbao Industrial conseguiram produzir em massa parafusos 10.9 de especificação M30-M36.

Atualização do processo: Introduzir uma linha de tratamento térmico contínuo em atmosfera controlada, regular com precisão a profundidade da camada de descarbonetação (≤0,02 mm) e melhorar a consistência do produto.

4. Tendência futura: tração em duas rodas inteligente e de alto desempenho

Com a melhoria dos requisitos de desempenho dos parafusos no setor de equipamentos de novas energias e aeroespacial, a indústria está acelerando sua evolução em duas direções:

• Inteligência de processo: sistema de monitoramento em tempo real dos parâmetros de tratamento térmico baseado na Internet das Coisas para obter um controle preciso da faixa de flutuação de dureza ≤2HRC;

• Materiais de alta qualidade: O desenvolvimento de aço de ultra-alta resistência de baixa liga (como 40CrNiMoA), com o objetivo de trabalho de impacto ≥60J (-40℃), para promover a localização completa de parafusos 12.9.

Conclusão

A seleção de materiais e o tratamento térmico de parafusos de alta resistência É a "tecnologia campeã oculta" no campo da fabricação de precisão, que exige um projeto de processo científico e rigoroso, mas também depende da inovação colaborativa de toda a cadeia de materiais, equipamentos e testes. Com o avanço contínuo das empresas nacionais no processo fundamental, os "parafusos de alta resistência" fabricados na China estão passando de "utilizáveis" para "fáceis de usar" e "duráveis", proporcionando uma sólida garantia para a autonomia de equipamentos de ponta.