高速鋼絲錐、板牙是廣泛用于瑪鋼管件、不銹鋼管件、閥門(mén)、石油機(jī)械、壓力容器等各種機(jī)械零件內(nèi)外縲紋加工的高效加工工具。由于被加工件強(qiáng)度高或被加工件質(zhì)量不穩(wěn)定,再加上絲錐、板牙制造過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題,往往導(dǎo)致機(jī)用絲錐、板牙的早期失效。機(jī)用絲錐、板牙的主要失效形式包括斷裂、崩刃、磨損等。由于以這三種方式失效的絲錐、板牙都遠(yuǎn)未達(dá)到正常的使用壽命,因此造成較大的經(jīng)濟(jì)損失?,F(xiàn)分別進(jìn)行分析。
1.?dāng)嗔?/strong>
斷裂主要發(fā)生在絲錐上(板牙較少發(fā)生斷裂),一般是沿絲錐整個(gè)橫截面裂開(kāi)。筆者通過(guò)對(duì)大量絲錐斷裂失效案例的分析,認(rèn)為絲錐斷裂的主要原因有以下幾個(gè)方面。
?。?)焊接不良
為節(jié)省昂貴的高速鋼,絲錐柄、刃分別采用45鋼與高速鋼經(jīng)摩擦對(duì)焊而成。大量的絲錐斷裂是由于焊接不牢造成的。絲錐的焊接質(zhì)量主要由焊接摩擦壓力、摩擦?xí)r間、頂鍛壓力及頂鍛時(shí)間決定。摩擦階段要使45鋼和高速鋼接觸面上的低熔點(diǎn)化合物等有害雜質(zhì)都被擠出,最后在適當(dāng)?shù)捻斿憠毫ο聰D壓在一起。
焊接時(shí),由于45鋼在高溫下強(qiáng)度很底,在摩擦壓力下會(huì)產(chǎn)生很大的壓縮變形,形成很大的翻邊;而高速鋼由于有足夠強(qiáng)度使翻邊很小,這就使待焊表面高速鋼一側(cè)的低熔點(diǎn)化合物未被完全擠出,焊后容易產(chǎn)生裂紋,在絲錐使用過(guò)程中裂紋擴(kuò)展造成斷裂。
此外,絲錐焊接后如果消除應(yīng)力不及時(shí),也很容易在熱影響區(qū)產(chǎn)生斷裂。
因此,在生產(chǎn)中我們采用在45鋼一端加保護(hù)套的方法解決上述問(wèn)題。由于保護(hù)套限制了45鋼被過(guò)量壓縮,保證了焊接時(shí)摩擦壓力傳遞到高速鋼一側(cè),使其翻邊增大,接觸面上的有害雜質(zhì)被擠出來(lái),焊接很牢固。同時(shí)焊接后要立即將絲錐投入到保溫爐中退火,以消除焊接應(yīng)力。
(2)結(jié)構(gòu)不合理
若絲錐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理也會(huì)造成斷裂。
①絲錐有效截面積過(guò)小,導(dǎo)致單位截面積承載力過(guò)大,超過(guò)絲錐強(qiáng)度極限時(shí)發(fā)行的斷裂。
?、诮z錐截面過(guò)渡處尺寸差別太大或沒(méi)有設(shè)計(jì)過(guò)渡圓角導(dǎo)致應(yīng)力集中,使用時(shí)易在應(yīng)力集中處發(fā)生斷裂。柄、刃交界處的截面過(guò)渡處離焊口距離太近,導(dǎo)致復(fù)雜的焊接應(yīng)力與截面過(guò)渡處的應(yīng)力集中相迭加,產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中,導(dǎo)致絲錐在使用中斷裂。
(3)熱處理工藝不當(dāng)
絲錐熱處理時(shí),若淬火加熱前不經(jīng)預(yù)熱、淬火過(guò)熱或過(guò)燒、不及時(shí)回火及清洗過(guò)早都有可能導(dǎo)致絲錐產(chǎn)生裂紋。
(4)使用不當(dāng)
絲錐在使用中遇到高硬工件、尺寸不規(guī)范工件或加工時(shí)絲錐與被加工件不同心,導(dǎo)致扭力過(guò)大,也可能導(dǎo)致絲錐折斷。