Panduan Pembuatan Sekrup Cold Heading

Pengantar Proses Cold Heading

Pembentukan dingin, juga dikenal sebagai cold heading, adalah proses manufaktur efisien tinggi yang digunakan untuk memproduksi sekrup dan pengencang lainnya pada suhu ruangan. Metode ini melibatkan deformasi kawat logam melalui serangkaian cetakan untuk membentuk bentuk yang diinginkan, menawarkan keuntungan seperti penghematan material, peningkatan kekuatan karena pengerasan kerja, dan toleransi yang presisi. Sesuai dengan standar seperti GB/T 3098.1 untuk sifat mekanik pengencang, cold heading ideal untuk produksi massal di industri otomotif, konstruksi, dan elektronik.

Proses dimulai dengan batang kawat mentah dan berlanjut melalui proses anil, persiapan permukaan, penarikan, pembentukan, pembuatan ulir, perlakuan panas, dan penyelesaian akhir. Setiap langkah sangat penting untuk memastikan produk akhir memenuhi spesifikasi kekuatan tarik, kekerasan, dan ketahanan korosi. Pelaksanaan yang tepat meminimalkan cacat seperti retak atau ketidakakuratan dimensi, sehingga meningkatkan keandalan dalam aplikasi di mana kegagalan tidak dapat diterima.

Panduan: Pilih material berdasarkan persyaratan penggunaan akhir, seperti baja karbon rendah untuk keuletan atau baja paduan untuk kekuatan tinggi. Pemeriksaan kualitas secara berkala, termasuk pengujian kekerasan sesuai GB/T 230.1, sangat penting selama proses produksi.

Pemanasan

Proses anil melunakkan batang kawat dengan memanaskannya hingga suhu tertentu, menahannya, dan mendinginkannya secara perlahan untuk menyesuaikan struktur kristal, mengurangi kekerasan, dan meningkatkan kemampuan pemesinan pada suhu ruangan. Langkah ini sangat penting untuk material seperti baja 1018, 1022, 10B21, 1039, dan CH38F.

Prosedur: Masukkan hingga 7 gulungan (masing-masing sekitar 1,2 ton) ke dalam tungku, tutup rapat. Panaskan secara bertahap selama 3-4 jam hingga 680-715°C untuk 1018/1022 atau 740-760°C untuk yang lain, tahan selama 4-7,5 jam, kemudian dinginkan perlahan selama 3-4 jam hingga di bawah 550°C, diikuti dengan pendinginan tungku hingga suhu ruangan.

• Kontrol Mutu: Kekerasan pasca-anil harus HV120-170 untuk baja karbon rendah dan HV120-180 untuk baja karbon menengah. Permukaan harus bebas dari lapisan oksida atau dekarburisasi.
• Panduan: Pantau keseragaman suhu untuk mencegah pelunakan yang tidak merata, yang dapat menyebabkan cacat pembentukan. Patuhi standar GB/T 699 untuk baja struktural karbon premium.

Proses ini meningkatkan plastisitas, mengurangi risiko retak selama langkah deformasi dingin selanjutnya.

Pengawetan

Proses pengawetan menghilangkan lapisan oksida dari permukaan kawat dan membentuk lapisan fosfat untuk meminimalkan keausan alat selama proses penarikan dan pembentukan. Perlakuan kimia ini sangat penting untuk kualitas permukaan dan pelumasan.

Prosedur: Rendam dalam tangki asam klorida 20-25% selama beberapa menit untuk menghilangkan oksida, bilas dengan air, beri perlakuan dengan asam oksalat untuk aktivasi logam, aplikasikan larutan fosfat untuk membentuk lapisan Zn2Fe(PO4)2·4H2O, bilas lagi, dan aplikasikan pelumas seperti natrium stearat untuk meningkatkan pelumasan.

• Panduan: Kendalikan waktu perendaman untuk menghindari pengikisan berlebihan, yang dapat melemahkan kawat. Pastikan kepatuhan terhadap peraturan lingkungan dengan mengolah air limbah sesuai peraturan industri.
• Manfaat: Lapisan fosfat mengurangi gesekan, memperpanjang umur pakai cetakan, dan meningkatkan kualitas permukaan.

Proses pengawetan yang tepat memastikan pelapisan yang seragam, yang sangat penting untuk kinerja yang konsisten dalam produksi volume tinggi.

Penarikan Kawat

Proses penarikan kawat mengurangi diameter gulungan hingga ukuran yang dibutuhkan melalui penarikan dingin, seringkali dalam tahap kasar dan halus untuk produk tertentu. Langkah ini mempersiapkan kawat untuk pembentukan dengan mencapai dimensi yang tepat.

Prosedur: Setelah proses pengawetan, tarik gulungan melalui cetakan hingga mencapai diameter yang diinginkan. Untuk sekrup, mur, atau batang berukuran besar, gunakan mesin penarik khusus.

• Panduan: Pertahankan rasio reduksi 10-15% per lintasan untuk menghindari pengerasan kerja yang berlebihan atau retakan. Pelumasan sangat penting untuk mencegah cacat permukaan.
• Standar: Sesuai dengan GB/T 6478 untuk baja pembentukan dingin, memastikan perpanjangan dan sifat tarik memenuhi kebutuhan pembentukan.

Proses penarikan yang efektif meningkatkan kekuatan material melalui deformasi sekaligus mempertahankan keuletan untuk pembentukan kepala dingin.

Pembentukan

Proses pembentukan mengubah kawat menjadi sekrup setengah jadi melalui penempaan dingin atau panas, sehingga menghasilkan geometri dan dimensi yang diinginkan. Langkah inti ini menggunakan mesin multi-stasiun untuk efisiensi.

Untuk baut segi enam (proses empat atau tiga cetakan): Pemotongan bahan baku, penempaan awal, pembentukan sekunder, pemangkasan segi enam. Untuk sekrup: Pemotongan, pembentukan kepala awal, pembentukan akhir. Pembentukan panas dipanaskan selama 7-15 detik untuk ukuran yang lebih besar, diikuti dengan pengurangan batang.

Pembentukan kacang: Pemotongan, pembentukan awal dengan beberapa penekan, penusukan akhir.

• Panduan: Gunakan die dengan kekasaran permukaan Ra ≤0,2 μm untuk presisi. Pasang perangkat pencegah kemacetan. Kendalikan sudut putar untuk bentuk yang kompleks.
• Standar: Sesuai ISO 898, pastikan kontinuitas aliran serat untuk kekuatan.

Proses ini memaksimalkan pemanfaatan material, menghasilkan komponen dengan sifat mekanik yang lebih unggul dibandingkan dengan alternatif yang dibuat dengan mesin.

Menyusun benang

Proses pembuatan ulir dilakukan pada bagian setengah jadi melalui pengguliran atau pengetapan, sehingga menciptakan profil sekrup yang fungsional. Hal ini meningkatkan kekuatan melalui deformasi plastis.

Prosedur: Gulirkan ulir menggunakan pelat tetap dan bergerak untuk baut; buat ulir untuk mur; gulirkan untuk batang. Optimalkan putaran untuk menghindari cacat seperti retak atau ketidakbulatan.

• Panduan: Sesuaikan diameter blanko untuk akurasi, dengan mempertimbangkan efek pelapisan. Periksa adanya retakan permukaan sesuai GB/T 3098.1.
• Cacat Umum: Retak, ulir acak, bentuk tidak bulat—dikendalikan melalui parameter proses.

Pengguliran ulir mempertahankan struktur butiran, meningkatkan ketahanan lelah dalam aplikasi yang menahan beban.

Perlakuan Panas

Perlakuan panas mengoptimalkan sifat mekanik melalui pendinginan dan penemperan, yang disesuaikan dengan material dan tujuan: penemperan suhu tinggi untuk baja yang dipadamkan (500-650°C), suhu sedang untuk pegas (420-520°C), suhu rendah untuk baja yang dikarburisasi (150-250°C).

Prosedur untuk baja struktural: Normalisasi, pendinginan cepat pada suhu 850°C, temper pada suhu 400-500°C atau 200°C untuk kekuatan tinggi. Untuk pegas: Pendinginan cepat dengan oli pada suhu 830-870°C, temper pada suhu 420-520°C. Untuk baja karburisasi: Karburisasi, pendinginan cepat, temper rendah.

• Panduan: Gunakan tungku kontinu dengan kontrol atmosfer untuk mencegah dekarburisasi sesuai GB/T 3098.1. Pantau kekerasan yang seragam dan hindari keretakan.
• Cacat: Kekerasan tidak memadai, permukaan tidak rata, deformasi, retak—diatasi melalui kontrol yang tepat.

Peralatan canggih memastikan kualitas yang konsisten, yang sangat penting untuk pengencang berkekuatan tinggi.

Perawatan Permukaan

Perlakuan permukaan memberikan ketahanan terhadap korosi dan nilai estetika: pelapisan listrik (seng, nikel, dll.), galvanisasi celup panas, pelapisan mekanis.

Kontrol Mutu: Penampilan bebas dari cacat; ketebalan 4-12 μm untuk pelapisan listrik, 43-54 μm untuk pelapisan celup panas; distribusi seragam; mitigasi kerapuhan hidrogen melalui pemanggangan pada suhu 176-190°C selama 3-24 jam; pengujian adhesi.

• Panduan: Panggang komponen dengan kekerasan tinggi dengan segera untuk menghindari kerapuhan. Patuhi ISO 4042 untuk lapisan hasil pelapisan listrik.

Perlakuan ini memperpanjang masa pakai di lingkungan korosif.

Spesifikasi Baut Berkekuatan Tinggi

Proses pembuatan baut berkekuatan tinggi meliputi: Kawat canai panas – penarikan – anil sferoidisasi – penghilangan kerak mekanis – pengawetan – penarikan – penempaan dingin – pembuatan ulir – perlakuan panas – inspeksi.

Desain Material: C 0,25-0,55%, Mn 0,45-0,80%, Si ≤0,30%, P/S ≤0,030/0,035%, B ≤0,005% sesuai GB/T 6478 dan JIS G3507.

Proses sferoidisasi: Panaskan hingga Ac1 +20-30°C, dinginkan secara isotermal hingga ~700°C, lalu dinginkan hingga 500°C. Untuk baja 35/45: 715-735°C; SCM435: 740-770°C, isotermal 680-700°C.

Penghilangan kerak: Mekanis (pembengkokan/penyemprotan) + pengawetan untuk grade >8.8.

Gambar: Pengurangan 10-15% per lintasan untuk meminimalkan pengerasan.

Pembentukan: Cetakan presisi multi-stasiun.

Penyusunan benang: Pengguliran untuk kekuatan.

Perlakuan Panas: Jalur otomatis untuk kualitas.

• Panduan: Lakukan penyesuaian untuk grade 8.8/9.8 untuk menyeimbangkan kekuatan dan daktilitas sesuai ISO 898-1.

Diagram dan Visualisasi Manufaktur

Alat bantu visual mengilustrasikan tahapan pembentukan utama:

Tahapan-tahapan ini, yang sering divisualisasikan dalam animasi, menunjukkan deformasi progresif. Video menunjukkan pembentukan dan penyambungan secara real-time, menyoroti ketelitian dan kecepatan.