一種非調質緊固件穩定化處理裝置及其工藝的製作方法

2024-04-13 23:27:05

1.本發明涉及緊固件製造技術領域，具體為一種非調質緊固件穩定化處理裝置及其工藝。


背景技術：

2.氫脆是溶於鋼中的氫，聚合為氫分子，造成應力集中，超過鋼的強度極限，在鋼內部形成細小的裂紋，又稱白點。氫脆只可防，不可治。氫脆一經產生，就消除不了，在材料的冶煉過程和零件的製造與裝配過程，如電鍍、焊接中進入鋼材內部的微量氫在內部殘餘的或外加的應力作用下導致材料脆化甚至開裂。
3.氫脆定義:高強度結構金屬在相當低的的使用應力下，由氫所所誘發的災難性脆性斷裂，發生氫脆斷裂的三個必要條件:金屬必須熱處理到某種相當高的強度水平。般來說，隨著金屬的強度水平的提高，斷裂的時間就減少，金屬必須承受某一高於某種最低值的靜載拉伸應力。這種最小應力值取決於金屬的強度水平，金屬必須含有超過某最低量的氫，而這種氫必須能通過金屬而自由擴散，氫脆的發生，就是氫在應力作用下會向應力集中區遷移。氫以某種方式削弱了金屬的內部鍵合力。當足夠的氫聚集時，裂紋就開始了。高的應力以及氫向裂紋尖端移動，這個過程一直繼續到發生斷裂為止，氫向應力集中部位遷移，氫濃度最大。
4.高強度緊固件生產過程中，會產生大量氫氣，這些氫氣主要源自溼原料、潮溼的熔化工具和空氣中的溼氣，而氫氣極易被熔化的鋁吸附，使得鋁合金在凝固時，氫氣從鋁合金熔液中排出，讓鋁合金固體表面出現收縮孔，造成鋁合金喪失某些力學性能，不僅如此，鋁在鋁合金熔液表面瞬間形成非常穩定的氧化物，而氧化物會在鋁合金熔液中形成縮孔和氣孔，使得鑄件內或表面形成了極易失效的脆弱面，造成鋁合金鑄件力學性能的不均勻。


技術實現要素：

5.本發明的目的在於提供一種非調質緊固件穩定化處理裝置及其工藝，以解決上述背景技術中提出的問題。
6.為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種非調質緊固件穩定化處理裝置及其工藝，包括基座，所述基座頂部設有固定連接的工作板，所述工作板上設有固定連接的工件放置架，所述工件放置架中心處設有固定連接的測試工位板，所述測試工位板因此而設有安裝於工作板上的氫脆試驗組件，所述氫脆試驗組件包括安裝於工作板上的支撐架，分別設置於支撐架底部與頂部的第一安裝板、第二安裝板，位於第一安裝板上的下液壓裝置，位於第二安裝板上的上液壓裝置，所述下液壓裝置與上液壓裝置的液壓杆上設有固定連接的驅動延長杆，兩側所述驅動延長杆上設有固定連接的第一檢測板、第二檢測板，所述第一檢測板與第二檢測板上分別設有第一檢測杆、第二檢測杆，所述第一檢測杆上設有螺紋連接的第一緊固板，所述第二檢測杆上設有螺紋連接的第二緊固板；所述測試工位板表面兩側設有固定連接的擋板，兩側所述擋板內壁上設有滑槽，兩側所述滑槽內設有滑動連
接的移動板，所述測試工位板上設有推動氣缸，所述推動氣缸上的活塞杆與移動板固定連接，所述移動板上設有限位槽；所述測試工位板一側設有傾斜向下的下料板，所述下料板一側設有安裝於工作板上的加熱強化處理組件。
7.通過採用上述技術方案，首先將需要進行表面氫脆測試的緊固件產品放置於工件測試架的測試工位板上，表面的限位槽能夠限制緊固件的工位，接著推動氣缸帶動移動板上的緊固件移動達到指定的檢測工位後停止，然後通過一側的支撐架上下兩端的上液壓裝置與下液壓裝置同步工作，帶動液壓杆上的驅動延長杆向中心處的緊固件產品靠近，然後當第一檢測板與第二檢測板接近緊固件後，通過第一檢測杆與第二檢測杆穿過緊固件兩側的擋板，再然後依靠轉動螺紋連接的第一緊固板與第二緊固板將緊固件整體從上下兩端牢牢限制固定住，通過外接電源控制液壓缸工作，液壓杆對緊固件施加穩定的拉力，使得液壓杆拉動第一檢測板與第二檢測板進行氫脆檢測，通過大量測試說明，嚴重的氫脆會在幾分鐘至幾小時之內斷裂，有時十幾小時或幾十小時也有斷裂的，說明有氫脆，但較輕，一般幾十小時或百小時後，基本上不會斷，低氫脆性就是合格的，結構緊湊，使用便捷，便於完成拉伸試驗，簡化工件固定步驟，提高裝置穩定性，滿足人員的使用需求。
8.優選的，所述加熱強化處理組件包括設置於下料板輸出口的去氫爐，設置於去氫爐表面的溫度控制器及時間控制器，所述去氫爐表面還設有出料口，所述出料口一側連接有冷卻機構。
9.優選的，所述冷卻機構包括冷卻位於出料口上的冷卻工位板，位於冷卻工位板一側的安裝於工作板上的冷卻機箱，設置於冷卻機箱內的壓縮機，位於壓縮機一側的控制閥，位於控制閥一側的冷凝器及嵌於冷卻機箱表面的蒸發器，所述壓縮機、控制閥、冷凝器、及蒸發器依次通過導管連接，所述蒸發器表面連接有第一冷卻管、第二冷卻管，所述第一冷卻管與第二冷卻管朝向冷卻工位板。
10.優選的，所述第一緊固板及第二緊固板表面設有固定連接的防護墊片。
11.優選的，所述驅動延長杆與第一檢測板、第二檢測板通過緩衝減震彈簧連接。
12.優選的，所述工作板上設有與氫脆試驗組件、去氫爐及冷卻機構控制連接的開關組。
13.與現有技術相比，本發明的有益效果是：1、該非調質緊固件穩定化處理裝置及其工藝，能夠對金屬緊固件產品起到安全高效的拉力測試，使用便捷，便於完成拉伸試驗，簡化工件固定步驟，提高裝置穩定性，滿足人員的使用需求。
14.2、該非調質緊固件穩定化處理裝置及其工藝，通過採用去氫爐高溫熱處理，該種穩定化處理工藝，分別按照300℃，350℃，400℃，450℃，保溫時間30min，45min，60mim幾種試驗方案，根據試驗結果，400℃，保溫時間30min效果最為顯著，非調質高強度緊固件，通過穩定化處理，可消除緊固件內部的氫脆現象，提高力學性能，其抗拉強度≥900mpa，斷面收縮率≥50%，設計科學、結構簡單、操作簡便、去氫效率高、利用加熱產生高溫，加熱到設定溫度時，工件表面的油、液等雜質生成氣化脫離工件表面，清除效果好， 避免了客戶在後續加熱加工中產生的問題，提升產品質量。
15.3、該非調質緊固件穩定化處理裝置及其工藝，冷卻機構的採用壓縮機持續工作配合冷凝器、蒸發器循環製冷原理，能夠對加熱完成的緊固件產品實現快速穩定的降溫冷卻
處理，大大提高了整個緊固件產品的力學性能。
附圖說明
16.圖1為本發明整體結構示意圖。
17.圖2為本發明正面結構示意圖。
18.圖3為本發明背面結構示意圖。
19.圖4為本發明頂部結構示意圖。
20.圖5為本發明a部結構示意圖。
21.圖中，1、基座；2、工作板；3、工件放置架；4、測試工位板；5、氫脆試驗組件；51、支撐架；52、第一安裝板；53、第二安裝板；54、下液壓裝置；55、下液壓裝置；56、第一檢測板；57、第二檢測板；58、第一檢測杆；59、第二檢測杆；510、第一緊固板；511、第二緊固板；6、加熱強化處理組件；61、去氫爐；62、溫度控制器；63、時間控制器；7、冷卻機構；71、冷卻工位板；72、冷卻機箱；73、壓縮機；74、控制閥；75、冷凝器；76、蒸發器；8、第一冷卻管；9、第二冷卻管；10、防護墊片；11、緩衝減震彈簧；12、擋板；13、移動板；14、推動氣缸；15、下料板；16、開關組。
具體實施方式
22.下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
23.實施例1一種非調質緊固件穩定化處理裝置及其工藝，包括基座1，基座1頂部設有固定連接的工作板2，工作板2上設有固定連接的工件放置架3，工件放置架3中心處設有固定連接的測試工位板4，測試工位板4一側設有安裝於工作板2上的氫脆試驗組件5，所述氫脆試驗組件5包括安裝於工作板2上的支撐架51，分別設置於支撐架51底部與頂部的第一安裝板52、第二安裝板53，位於第一安裝板52上的下液壓裝置54，位於第二安裝板53上的上液壓裝置55，下液壓裝置54與上液壓裝置55的液壓杆上設有固定連接的驅動延長杆，驅動延長杆與第一檢測板56、第二檢測板57通過緩衝減震彈簧11連接。兩側所述驅動延長杆上設有固定連接的第一檢測板56、第二檢測板57，第一檢測板56與第二檢測板57上分別設有第一檢測杆58、第二檢測杆59，所述第一檢測杆58上設有螺紋連接的第一緊固板510，第二檢測杆59上設有螺紋連接的第二緊固板511；測試工位板4表面兩側設有固定連接的擋板12，兩側擋板12內壁上設有滑槽，兩側滑槽內設有滑動連接的移動板13，所述工位板上設有推動氣缸14，所述推動氣缸14上的活塞杆與移動板13固定連接，移動板13上設有限位槽。測試工位板4一側設有傾斜向下的下料板15。
24.本實施例中如圖1-5所示，當需要對非調質緊固件穩定化處理時，首先將需要進行表面氫脆測試的緊固件產品放置於工件測試架3的測試工位板4上，表面的限位槽能夠限制緊固件的工位，接著推動氣缸14帶動移動板13上的緊固件移動達到指定的檢測工位後停
止，然後通過一側的支撐架51上下兩端的上液壓裝置55與下液壓裝置54同步工作，帶動液壓杆上的驅動延長杆向中心處的緊固件產品靠近，然後當第一檢測板56與第二檢測板57接近緊固件後，通過第一檢測杆58與第二檢測杆59穿過緊固件兩側的擋板12，再然後依靠轉動螺紋連接的第一緊固板510與第二緊固板511穿過緊固件表面兩個側的將緊固件整體從上下兩端牢牢限制固定住，通過外接電源控制液壓缸工作，液壓杆對緊固件施加穩定的拉力，使得液壓杆拉動第一檢測板56與第二檢測板57進行氫脆檢測，通過大量測試說明，嚴重的氫脆會在幾分鐘至幾小時之內斷裂，有時十幾小時或幾十小時也有斷裂的，說明有氫脆，但較輕，一般幾十小時或百小時後，基本上不會斷，低氫脆性就是合格的，結構緊湊，使用便捷，便於完成拉伸試驗，簡化工件固定步驟，提高裝置穩定性，滿足人員的使用需求。
25.實施例2下料板15一側設有安裝於工作板2上的加熱強化處理組件6，加熱強化處理組件6包括設置於下料板15輸出口的去氫爐61，設置於去氫爐61表面的溫度控制器62及時間控制器63，去氫爐61表面還設有出料口，出料口一側連接有冷卻機構7。
26.本實施例中如圖1和圖5所示，通過採用去氫爐61高溫熱處理，該種穩定化處理工藝，分別按照300℃，350℃，400℃，450℃，保溫時間30min，45min，60mim幾種試驗方案，根據試驗結果，400℃，保溫時間30min效果最為顯著，非調質高強度緊固件，通過穩定化處理，可消除緊固件內部的氫脆現象，提高力學性能，其抗拉強度≥900mpa，斷面收縮率≥50%，設計科學、結構簡單、操作簡便、去氫效率高、利用加熱產生高溫，加熱到設定溫度時，工件表面的油、液等雜質生成氣化脫離工件表面，清除效果好， 避免了客戶在後續加熱加工中產生的問題，提升產品質量。
27.實施例3冷卻機構7包括冷卻位於出料口上的冷卻工位板71，位於冷卻工位板71一側的安裝於工作板2上的冷卻機箱72，設置於冷卻機箱72內的壓縮機73，位於壓縮機73一側的控制閥74，位於控制閥74一側的冷凝器75及嵌於冷卻機箱72表面的蒸發器76，壓縮機73、控制閥74、冷凝器75、及蒸發器76依次通過導管連接，蒸發器76表面連接有第一冷卻管8、第二冷卻管9，第一冷卻管8與第二冷卻管9朝向冷卻工位板71。
28.本實施例中如圖1-5所示，通過冷卻機構7對高溫加熱完的緊固件產品進行快速的降溫冷卻處理，冷卻機構7工作，壓縮機吸73入蒸發器76中的低溫低壓製冷劑氣體壓縮成高溫高壓的製冷劑氣體，然後通過導管經過控制閥74的指定通孔送到冷凝器75，散熱後成為中溫中壓的液態製冷劑，然後經過節流裝置使液態製冷劑壓力減小，液態製冷劑進入蒸發器76，空間突然增大，壓力減小，液態的製冷劑就會汽化，吸收大量的熱量，此時箱內的溫度就會下降，然後製冷劑回到壓縮機73繼續壓縮，繼續循環，冷凝器通過第一冷卻管8與第二冷卻管9將冷氣持續朝向緊固件產品釋放，達到快速高效降溫的效果，保證了緊固件產品的力學性能。
29.實施例4第一緊固板510及第二緊固板511表面設有固定連接的防護墊片10，驅動延長杆與第一檢測板56、第二檢測板57通過緩衝減震彈簧11連接工作板2上設有與氫脆測試組件、去氫爐61及冷卻機構7控制連接的開關組16。
30.本實施例中如圖1-5所示，設置於第一緊固板510與第二緊固板511表面的防護墊
片10能夠極大程度的保護緊固件產品的表面結構，避免巨大的液壓衝擊力導致產品表面損害，設置於第一檢測板56與第二檢測板57上的緩衝減震彈簧11能夠極大程度減少液壓裝置的衝擊力，從而起到保護緊固件產品的表面結構的作用，工作板2上設有與氫脆試驗組件5、去氫爐及冷卻機構控制連接的開關組16，工作人員可通過開關組16靈活控制整個氫脆測試組件5、去氫爐及冷卻機構，方便實用，最後採用壓縮機73持續工作配合冷凝器75、蒸發器76循環製冷原理，能夠對加熱完成的緊固件產品實現快速穩定的降溫冷卻處理，大大提高了整個緊固件產品的力學性能。
31.在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
32.儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。