生产强度（精选8篇）
生产强度 篇1
当今全球的汽车制造业正推动汽车产品朝着绿色、低碳、节能、环保和安全的方向快速发展, 汽车轻量化是实现这一发展方向的关键环节之一。据国际权威部门统计, 汽车燃料约60%消耗于汽车自重, 汽车质量每减轻10%, 可降低油耗6%~8%。对空载而言, 约70%的油耗是用在车身质量上的, 而汽车车身覆盖件和结构件的质量居首位, 约占汽车总质量的30%以上。故汽车车身的轻量化对降低汽车整备质量, 提高燃油经济性从而实现节能环保具有至关重要的意义。
采用热冲压成形集成控制成套装备生产线生产的汽车结构件, 具有超高强度、高硬度、轻量化 (厚度比普通钢板减薄可达35%) 、几乎无回弹 (制造精度高) 等诸多优点, 技术优势十分明显。此外, 冷冲压中需要多套模具多次成形的冲压件可用热成形工艺一次成形, 从而减少模具数量和成形工序。由于该项技术需要在热成形的同时, 给予足够的冷却速度进行淬火, 因而对设备和模具方面都有特定的要求。
2011年, 在国家科技重大专项课题“超高强度汽车结构件热冲压技术和装备生产线”的支持下, 我公司与长春伟孚特汽车零部件有限公司合作开展了超高强度汽车结构件热冲压技术和装备生产线的技术攻关, 并采用国产关键设备自主开发了装备生产线, 打破了国外技术垄断, 填补了我国在热冲压成形生产线成套装备生产线上的空白, 现在生产线已成功得到应用。
本文介绍了国产汽车高强度结构件热冲压生产线, 分析了生产线的构成, 阐述了生产线的关键设备及性能指标, 对生产线的性能与国外同类产品水平进行了比较, 生产线的主要性能指标已达到发达国家先进产品的技术水平, 甚至在某些指标上已超过国外产品。
生产线构成
项目组对超高强度汽车结构件热冲压技术和装备生产线相关技术进行了创新性研究, 解决了有关共性关键技术问题, 研制出了具有自主知识产权的节能型环式转底防氧化加热炉、专用水冷模具和变速可调高速液压机的高速、高效、稳定可靠的中央控制自动化生产线, 如图1所示。整条生产线的开发, 集成了液压机、工业炉、热处理、自动传送设备、冲压模具、汽车冲压工艺、系统自控等多领域的专家与技术, 采用现场总线工业网络控制技术联调各个关键设备, 可按照生产节拍和工艺参数, 实现稳定、可靠的热成形件大批量生产, 产量达60万件/年。生产线具有完全自主知识产权, 并具有低成本优势, 可替代进口热冲压生产线。与国外同类技术和生产线相比, 节能近30%, 可对预成形件进行模内淬火, 解决了许多在高温状态下不能成形的复杂结构件的成形疑难问题, 从而扩大热冲压成形件的应用范围, 可满足汽车及航空航天等行业的市场需求。
关键设备及性能指标
生产线由防氧化连续加热炉、高速传送装置、高速热冲压液压机、水冷热冲压模具等关键设备组成, 其系统架构如图2所示。
1.防氧化加热炉2.高速传送装置3.高速液压机4.水冷热冲压模具
1.节能型环式转底加热炉
加热炉为电气混合环式转底方式加热, 采用膨胀率极低的耐高温特殊材料作为充有防氧化气体高温加热炉的核心主轴。炉体设计过程利用红外温度测试、热电偶温度测试等技术, 分析了加热炉内部的空载温度分布, 确保满载温度分布达到最优。为了保证加热炉的可靠性, 还针对炉内关键耐热部件的耐高温性能、热疲劳性能进行测试和验证, 同时进行加热炉整体运行状态下可靠性试验, 确保了加热炉在大批量生产线上的可靠性。加热炉内部结构如图3所示, 其主要性能指标见表1。
2.高速传送装置
高速传送装置 (见图4) 采用直线往复的复合运动机构, 简单、灵活、可靠, 更便于不同产品的更换。夹持器的控制系统采用高可靠、稳定的PLC设备, 对外关联设备均通过Modbus协议, 使用通信的方式进行控制与连锁。针对不同尺寸、形状和重量的汽车结构件, 设计和制造了耐高温的端拾器。该端拾器与高速智能传送装置相配合, 在满足工艺要求的前提下, 完成高温钢板的抓取和传送工序。为实现可靠的大批量生产, 在中央控制系统下, 建立了高速智能传送装置的控制系统, 以及附带于传送装置上的温度监测装置。此温度监测装置与模具温度监控装置等综合在一起, 形成生产线上的温度采集系统, 用于在生产的同时记录温度工艺参数, 从而便于根据实际生产数据进行工艺优化、钢板性能预测、模具疲劳性能预测等。
3.高速热冲压液压机
高速热冲压液压机主机结构利用计算机模拟分析, 对整机、模具和冲压件的之间的耦合刚度进行分析, 使主机能够在强度、刚性、寿命等方面充分满足要求。液压缸密封设计采用“斯特封—Y形圈—导向环”密封组合方式, 确保液压机在高速运转下密封效果, 压力保持平稳。液压系统采用块位置的精确闭环控制、压力闭环比例控制等控制技术, 实现了比例调压、四角比例调压、压边比例滑块四角调压、变压力控制等功能。利用速度比例控制技术, 有效减少了速度转换时的冲击。高速热冲压液压机可实现滑块的运动压力、位移、速度可任意设定, 具有数显、数控功能, 滑块运行的重复控制精度达到±0.1mm。高速热冲压液压机如图5所示, 其主要性能指标见表2, 其中特殊要求为, 送料机构是能够与加热炉料片出炉节拍匹配的高速运动智能控制送料机构。
4.热冲压成形专用水冷模具
依次对冷却速度与模面温度的关系特性, 批量生产中模具表面在冷热交变条件下的疲劳破坏机制, 提高模具使用寿命的制造工艺技术, 水冷模具材料研制以及水冷管系成型新技术进行了研究, 形成了具有内部冷却水道的热成形模具结构。对腔内壁的管路进行了优化设计, 如沿热冲压件形状均匀分布的冷却水道管系等。开发出了冷却管系成形的新技术, 可使管系制造成本降低, 模具寿命提高, 冷却水流通顺畅、温度场分布均匀, 模内淬火马氏体化均匀。热冲压成形模具材料采用导热率高、热稳定性好的材料, 模具型面冷却速度≥100℃/s, 寿命达20万次以上。
生产线水平对比
所开发的设备已在长春伟孚特汽车零部件有限公司进行了试用, 效果良好。与国外同类产品相比, 开发生产线主要性能指标已达到发达国家先进产品的技术水平, 甚至在某些指标上已超出国外产品。表3为本生产线与国外生产线的性能对比。
结语
本生产线可以胜任高强度汽车结构件的热冲压, 具有高效、安全、可靠、节能与环保的优点。生产线的研制打破了国外的技术垄断, 对振兴中国汽车制造业和零部件加工业, 替代进口, 拉动机床和模具行业的生产技能提升有着重要的意义。
生产强度 篇2
上海徐浦标准件
上海徐浦标准件有限公司成立于1994年，是一家专业生产紧固件的民营企业。公司位于上海市浦东新区紧靠外环线徐浦大桥，距世博会展区10分钟路程，距浦东国际机场、虹桥国际机场约25分钟路程，海陆空交通便捷。公司占地面积30000平方米，现有职工500多人。公司拥有国内外先进的加工设备及检测设备，并建有可存放1万吨产品的立体仓库。
公司专业生产钢结构用高强度连接副螺栓、地铁、隧道盾构管片螺栓、金属膨胀螺栓、铁路螺栓、成套风力发电机组用高强度螺栓、外六角螺栓、全螺纹丝杆、双头螺栓、地脚螺栓、化学锚栓、U型螺丝、电梯壁虎、六角螺帽、平垫圈、弹垫等各种国内外标准及非标紧固件产品。本文来自 上海徐浦标准件 q 875401259 诸小姐 欢迎咨询订购。
公司于1999年10月份通过ISO9001国际质量体系认证，多年来，公司一直贯彻“用心做好每一颗螺丝，让未来城市更安全”的理念，强化质量管理，完善质量体系，并不断创新营销方式，由单纯的工业品营销转化为与客户面对面的顾问式营销，主动为客户分析并解决生产、安装等方面的问题。
作为中国土木工程学会、上海土木工程学会地下分会、中国钢结构协会、上海市建筑施工行业协会、上海市建筑材料行业协会、上海市质量协会、中国机械通用零部件工业协会、上海市金属结构行业协会等多家协会的优质会员与理事单位，徐浦公司及其各项产品曾多次被各行业协会评选为推荐品牌和产品，并于2009年荣获“上海市著名商标”的荣誉称号。通过多年努力，产品已遍布全国三十个省市，还远销美国、日本、韩国、中东、欧洲等国家和地区，已得到了专家和用户的认可和赞扬。
【竞争优势】规模生产、机械化的流程、成熟的生产工艺、人员及技术
【核心产品】钢结构用高强度螺栓（大六角、扭剪型）、各类材质型号的地脚螺栓（GB799、7字、9字、L型、焊接、锚爪等）、各类双头螺栓等紧固件产品以及非标定做产品。
【公司理念】用心做好每一颗螺栓，让未来城市更安全
含钒高强度汽车用钢棒材生产技术 篇3
集团成功实施了属全省50个重大产业项目之一的钒钛资源综合利用及配套项目, 实现了由传统钢铁向以钒钛资源综合利用为主的钒钛钢铁转型, 形成了年产钢600万t、铁550万t生产能力, 在全省民营钢铁企业中产业基础更好、产能规模更大、产品结构更优、综合实力更强。同时川威钢材是上海期货交易所的交易交割品牌和渤海商品交易所的现货连续交易交割品牌, 在期货交易及现货连连续交易交割领域走在了全省民营企业的前列。
集团率先在区域市场内实施了产权制度改革, 于1998年构建起了股东会、董事会、监事会、经理层责权清晰、分工明确的法人治理结构, 增添了企业发展的动力和活力。管理上特色: (1) 加强风险控制, 控制好对外担保风险、合同管理风险, 实施绩效及风险审计。 (2) 通过ISO9001国际贯标体系, 实施全面预算管理, 实行流程信息化管理, 实行分级授权管理, 狠抓执行力。 (3) 加强财务控制实行财务总监派驻制, 强化财务核算制度, 强化预算及执行监控。
市场前景预测:积极推广使用HRB400钢筋可使我国长材消费减少1 200~2 100万t。并可减少钢材运输费用, 降低工程总造价, 使用高强度钢筋, 能够有效节约资源, 降低成本, 对建设节约型社会具有重要作用。节约1 000万t钢材, 相当于节约1 800万t铁矿石, 节约650万t标准煤, 同时可减少大量废气和粉尘排放。
高强度钢在轿车车轮生产中的应用 篇4
(1)与传统钢制车轮相比,高强度钢车轮实现了车轮轻量化,其质量与铝车轮相当。
以大众德系车轮为例,高强度钢车轮与传统钢制车轮的比较如表1。
mm
从表1可计算出,高强度钢车轮轮辋减轻质量25%,轮辐减轻质量15.4%。
高强度钢车轮与整车匹配的铝车轮的质量比较如表2。
kg
从表2看出,高强度钢车轮质量与铝车轮相当,体现高强度钢车轮安全方面的优越性能,且满足整车设计要求。
钢制车轮与装饰罩匹配,可实现外观多样化。
(2)提高产品的疲劳性能。
高强度钢车轮与传统钢制车轮疲劳性能比较如表3,从中可看出高强度钢车轮提高了产品的疲劳性能。
高强度钢车轮的应用普及,是钢车轮领域制造技术的一次质的飞跃,为高端产品的研发、创新明确了方向。
2 高强度钢的特点
兼顾产品性能高标准和可加工工艺性能,轮辐采用双相钢,一是良好的工艺性,二是低温烘烤效应。高强度钢与普通钢材相比具有独特的性能,如表4。
为提高材料的抗拉强度,保证材料良好的冲压工艺性能,冶炼过程中通过成分和过程参数的调整,控制屈服极限值的增加,使材料σs/σb在0.60~0.75,RS600钢的屈强比在0.67。
3 高强度钢车轮加工工艺性
轿车轮辐是典型的冲压件,涵盖冲裁、拉深、成形、翻孔、翻边等工艺。从产品设计的角度来讲,通过建立数学模型,进行有限元分析,实现产品匹配的最佳。从工艺来讲,实现零件变形最大化,设备、模具满足轮辐生产的要求。
高强度钢的抗拉强度明显增大,生产普通钢制车轮的设备无法满足高强度钢车轮生产的要求,所以关键设备选型时必须考虑这一因素。在拉深工序选用630 t液压机,这样设备工作时的速度可根据金属变形速度适当调整。在成形工序,由于辐底部位圆角R值小,同时外环基准面局部要实现挤压变形,所以选用1 000 t以上的机械压力机。为保证金属变形充分、尺寸精度稳定,高强度钢轮辐的生产要选用大型压力机。
轮辐的翻边工序较为复杂,要保证轮辐中心孔与外圆的同轴度、辐底的平面度、螺栓孔锥面位置度等多项功能。回弹是冲压生产中常见现象,可通过改变模具间隙或设加强筋来减少高强钢回弹量。目前,模具关键件所用材料多为合金钢,模具寿命1万~2万件,要进行一次处理,难以适应高强度钢大批量生产要求,而生产过程中轮辐出现的外观问题主要是中心孔和外圆的表面划伤。为此,针对模具应采取以下措施(参见图1)。
(1)模具关键件的表面进行TD处理,降低工作件表面的粗糙度,减少摩擦。
(2)适当增加拉延液,金属变形量大的部位实现良好润滑。
(3)在结构允许的情况下,加大圆角。
(4)选择导热性好的新材料,或粉末冶金材料,使模具表面不产生粘结现象。
(5)调整工艺,改善模具结构。
(6)形状简单零件选用硬质合金,改善效果十分明显。
生产强度 篇5
投产以来熟料3d、28d强度都不高, 3d强度26MPa左右, 28d强度55MPa左右, 给水泥熟料的销售带来较大困难。随市场竞争加剧以及国家宏观调控的影响, 客户对熟料的质量提出了更高的要求。
1 影响熟料强度的原因分析
1.1 窑内煅烧强度不够
由于我厂燃煤品质偏差, 火焰疲软无力, 煤粉燃尽时间长, 温度不够集中, 烟室温度较高, 结皮严重, 黄心料多。燃烧器对火焰的调节难于满足生产的需要。
1.2 熟料率值的影响
我公司二线配料方案为KH=0.890±0.020, SM=2.60±0.10, AM=1.60±0.10, 通过数据观察, 熟料中C3S的含量较少。众所周知, 熟料强度主要来源于硅酸盐矿物, 而C3S的多少对熟料3d、28d强度的高低起决定性的作用。
1.3 硫碱对熟料强度的影响
据相关资料介绍, 含碱熟料早期强度高, 后期强度增进率降低。碱含量在一定范围内, 早期强度与碱含量之间为正的相关关系, 后期强度与碱含量为负的相关关系。当碱含量过高时, 早期和后期强度均下降。少量的碱对熟料形成过程具有一定的矿化作用, 对熟料强度无较大影响。但在1450℃时碱的存在使CaO吸收缓慢, R2O浓度越大, 延缓程度越严重。过量的碱会阻碍f CaO的吸收, 甚至会破坏硅酸盐矿物的稳定性, 使其分解形成KC23S12及大量f CaO, 这种二次f CaO一般很难再被硅酸钙所吸收, 使硅酸盐矿物含量减少。并且随碱含量的提高, 烧成范围变窄, 极易起大块形成黄心料, 严重影响熟料的强度。
从图1可以看出, 随熟料中硫含量的降低, 熟料28d强度增加非常明显。少量的SO3含量, 降低了液相形成温度和液相粘度, 主导作用有利于熟料矿物的形成;但当SO3含量超过一定含量后, 虽然在一定程度上降低了液相形成温度, 改善了熟料矿物的结晶形态, 但整体作用上不利于C3S的形成。一方面原因是, SO3使液相粘度降低, 晶核形成速率减小, 而晶体生长速率较高, 使为数不多的晶核长成大晶体, 总数量减少。另一方面, SO3在C3S中固溶量是受到严格限制的, 即小于1%。当SO3浓度略高于极限浓度时, 导致含SO3的C3S固溶体晶格强烈畸变、破坏并产生新相, 致使熟料中C3S减少、C2S增加, 熟料质量下降[1]。
1.4 冷却制度对强度的影响
熟料慢冷会使生成的C3S分解, 降低熟料的强度;在500℃时β-C2S转化为γ-C2S, 使物料粉化, 由于γ-C2S水硬性较小, 因而降低了水泥熟料的强度。我厂冷却机各风室冷却篦板的风量自动调节阀始终处于常开状态, 不能根据各点阻力自动平衡冷却风量;随产量的提高冷却机风量严重不足, 并伴随风机时常空载情况, 熟料温度达到200℃以上, 严重影响熟料质量及输送设备安全。
2 采取的措施
2.1 降低石灰石中K2O和煤中SO3的含量
(1) 矿山要按计划开采, 分采点按K2O高低搭配进行均化, 降低生料中K2O的含量, 保证熟料中K2O含量低于0.70%。
(2) 严格控制进厂煤硫的含量, 确保原煤均化后SO3的含量小于或等于0.7%, 加强煤均化的管理。
2.2 调整配料方案
根据我厂石灰石和原煤情况, 8月1日将熟料三率值由KH=0.890±0.020, SM=2.6±0.1, AM=1.6±0.1, 调整为KH=0.900±0.020, SM=2.6±0.1, AM=1.5±0.1。
2.3 控制煤粉细度和水分
煤粉细度由80μm筛筛余8%调整为4%, 水分≤6%。
2.4 更换大推力喷煤管
由天津院根据我公司燃煤情况设计大推力喷煤管, 加速煤粉燃烧速度, 加强火焰强度, 提高煅烧温度;并对原有喷煤管进行改造。
2.5 优化煅烧操作
2.5.1 采用薄料快烧的方法
适当提高窑速, 采取薄料快烧的方法, 以利于窑内物料填充率的降低, 增加物料在窑内的翻滚次数以及减小在窑内过渡带的停留时间, 加强物料的煅烧。
2.5.2 提高入窑二次风温
篦冷机采取厚料层操作, 料层厚度保持在500～750mm, 保证入窑二次风温在1020℃以上, 提高煤粉燃烧速度和烧成带温度, 降低烟室温度, 防止液相提前出现形成黄心料。
2.5.3 分解炉温度的控制
根据风煤料, 合理分配窑和炉的风量, 控制分解炉温度在880℃左右, 保证入窑分解率在90%以上, 防止炉内燃料燃烧不完全, 出现分解炉出口温度与五级下料管温度倒挂。
2.5.4 增强熟料的冷却效果
对冷却机各风室风阀进行测量, 更换满足要求的拉簧, 保证风阀能够根据熟料的厚度、结粒大小自动平衡各自区域的风量, 避免部分区域风量过剩或过少影响冷却效果。对风机叶轮进行加长改造, 增加风机风量, 提高熟料冷却效果。
通过采取以上措施, 自8月起熟料3d、28d强度得到较大提高, 熟料强度分别大于30MPa、60MPa (见表1、表2) 。
3 结论
通过以上措施的实施, 熟料3d、28d强度得到较大提高。我们的体会是, 要保持强度的稳定, 必须加强熟料煅烧, 增强熟料冷却效果, 严格控制熟料中硫碱的含量, 统一操作思路。
参考文献
生产强度 篇6
在一次质量检查中发现, 部分生产桥的个别盖梁、墩柱砼强度达不到设计强度等级 (C25) , 回弹与钻芯抽样检测, 表明存在问题的盖梁、墩柱实际强度等级最小值为C15。
鉴于生产桥数量多, 仅部分桥梁的个别盖梁、墩柱存在强度不足的问题。且桥梁已经全部施工完成即将投入使用, 既要保证结构安全, 满足使用功能要求, 又能经济、便捷、快速进行处理, 同时又不对桥梁外观产生大的影响, 经研究决定采用粘贴碳纤维布方案进行加固。
一、加固设计
(一) 墩柱加固
1.墩柱原设计基本参数:砼强度等级 C25, φ800, 内配孔 12φ16, φ10@200螺旋箍, 最不利墩柱高度 L=2300mm。
2. 加 固 方 案 : 横 向 粘 贴 两 层 碳 纤 维 布 ( 厚 度 0.167mm , 抗 拉 强度 设 计 值2300N/mm2) 。
3.加固设计计算
1) 原墩柱抗压承载能力:
因螺旋箍未发生变化, 作用相同。故其对柱抗压承载能力的作用在加固前后计算中均不列入。
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002有:
2) 加固墩柱抗压承载能力计算:
粘贴两层半碳纤维布 (300型, 厚度0.167mm) , 抗拉设计强度2300N/mm2。
根据《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006, 有
加固后构件抗压承载能力与原构件抗压承载能力误差-0.45%, 鉴于实际砼强度等级较C15高, 可以认为达到原桥墩抗压承载能力。
3) 加固墩柱斜截面承载能力计算:
加固前后箍筋量相同。由其提供的抗剪能力不变, 则因混凝土强度不足引起的抗剪承载力差值为:
而加固后的抗剪承载力:
故粘贴二层碳纤维布即能达到原桥墩的抗剪承载能力
4) 结论:上述设计计算表明, 采用粘贴碳纤维布能够确保原墩柱的承载能力。
(二) 盖梁加固
盖梁按C15进行强度验算, 其抗弯承载能力仍能满足安全使用要求, 故不进行抗弯加固。抗剪承载能力不足, 需要对斜截面抗剪进行加固
1、盖梁原设计参数:砼强度等级 C25, b×h=1000mm×565mm, Asv=78:5×4mm2 fyv=210N/mm2
2、加固方案
梁侧粘贴两层30型碳纤维布 (原设0.167mm, 抗拉强度设计值2300N/mm2) 。
3、加固后的盖梁抗剪承载能力计算:
1) 盖梁原设计抗剪承载力
混凝土强度等级C25, ft=1.27N/mm2
2) 加固后的盖梁抗剪承载能力计算
混凝土强度等级C15, ft=0.91N/mm2
加固方法:梁侧粘贴两层30型碳纤维布 (厚度0.167mm)
根据GB50367-2006规范公式, 梁斜截面抗剪承载能力由加固前的斜截面抗剪承载能力Vb0和粘贴碳纤维条带后增加的斜截面抗剪承载能力两部分组成Vbf。
加固后的构件抗剪承载能力
3) 结论
梁侧粘贴两层30型碳纤维布的方法能够使被加固构件抗剪承载能力达到原构件的设计承载能力。
二、加固施工
本工程采用的是日本进口东丽公司生产的碳纤维布, 小西公司的配套浸渍树脂。
施工工艺流程:放线→基层打磨处理→涂刷底胶→裁剪、粘贴碳纤维布→固化→表面涂装→验收。
三、建议与结论
本工程采用上述加固后, 桥梁使用至今已近10年, 未发现任何质量问题。
通过本工程加固应用案例说明:
1) 采用碳纤维布进行加固的方案是可行的, 现行规范为加固设计提供了依据。
2) 采用碳纤维布进行加固经济、便捷, 施工周期短, 对结构外观无影响。
3) 加固应进行必要的加固验算与设计, 切忌经验主义。
摘要：本文通过对采用粘巾碳纤维布处理某生产桥墩柱、盖梁砼强度达不到设计要求的工程实例总结, 为同类型工程提供借鉴。
生产强度 篇7
在新的方法中, 研究人员采用双层壁碳纳米管来生成稳定的碳链, 其长度也创下新的记录。1885年, 德国化学家阿道夫·冯·拜尔 (Adolf von Baeyer) 首次提出了碳炔的概念, 他描述了线性炔碳——或者说无限长度的碳链——的存在, 并将其称为“carbyne”。不过, 他同时指出该材料会非常难以获得, 因为它极其不稳定。
在托马斯·皮希勒 (Thomas Pichler) 的领导下, 来自维也纳大学的研究团队开发出了一种新方法, 能批量生产出由超过6400个碳原子组成的碳链。在此之前, 一条碳链的长度记录只有约100个碳原子。
为了达到这一新的长度, 研究者制造了双层壁纳米管, 由两层石墨烯环绕组成。这些纳米管提供了稳定的环境, 使超长碳链得以生成, 长度比此前碳链长50倍以上。论文第一作者石磊说:“密闭条件下超长线性碳链——比目前已知的最长碳链提高了两个数量级——的直接实验证据, 是最终揭开真正一维的碳同素异形物奥秘的一大跨越。”
碳炔比钻石的强度高40倍, 是石墨烯强度的两倍, 比其他所有碳材料都要强韧。研究者称, 这样一种材料在未来超高强度设备的发展中将有很重要的用途。
“这项工作还提供了一个很好的例子, 为了揭开并控制低维度碳基材料的电学和机械特性, 在实验和理论之间可以进行非常高效和成果丰富的合作, ”研究者安杰尔·卢比奥 (Angel Rubi) 说, “该方法将合成出迄今为止最长的碳链, 并对其进行定性。对于涉及密闭几何体内的电子相关和量子力学相转变等试验性研究, 这些发现提供了试验的基础。”
生产强度 篇8
关键词：圆环链,焊接,缺陷
0 引言
矿用高强度圆环链是煤矿井下工作面刮板运输机、滚筒采煤机和巷道掘进机的重要传动部件, 承载能力大、使用率高。但煤矿井下地质条件复杂、环境恶劣, 运输物料常伴有矸石、废弃金属构件等多种物质, 加之矿用圆环链在运行过程中与槽帮、槽底、链轮等多个金属构件频繁接触, 故经常出现断链事故, 直接影响煤矿井下安全及正常生产。而解决圆环链生产中出现的各类可能影响产品质量的问题, 生产出高性能、高品质的矿用圆环链, 对提前预防因圆环链产品质量影响煤矿井下安全及正常生产具有重要的意义。
矿用高强度圆环链制造工艺一般为:下料→编链→抛丸→焊接→一次拉伸校正→热处理→二次拉伸校正→配对→浸漆。本文将对圆环链生产中各工序环节出现的影响产品质量的种种问题进行分析, 并提出相应解决措施。
1 编链
φ26以上大规格链条为减小威弯抗力对模具的损伤, 编链主要采用热态编链工艺, 即将棒料加热到高温状态进行编结, 而在热态链环编结过程中对错口、开口度以及后续散差影响最大的莫过于温度因素。
(1) 开口度:开口度过大或过小均对链环的焊接质量产生明显的影响。根据金属物理性能分析, 棒料加热过程中长度的变化来自两个方面:单纯由温度变化引起的热胀冷缩和金属组织转变产生的体积效应。此外, 当棒料加热温度过高时, 编链过程中棒料容易被拉长, 导致最终成型链环开口度偏小;而当棒料温度偏低时, 棒料威弯抗力大不易弯曲, 也会在威弯过程中被拉长, 造成开口度偏小。
(2) 错口:棒料在威弯过程中因温度高低影响被拉得过长, 编结成环时, 棒料两端容易被挤一起, 形成上下错口, 从而影响后续生产。
解决开口度、错口问题的最主要途径就是在棒料长度确定的前提下, 严格控制棒料出炉膛时的温度, 同时依据编机生产节奏, 将温度波动控制在合理的范围内, 从而保证棒料在编结过程中温度的统一。
2 焊接
在圆环链各制造工序中, 最容易出现缺陷问题的制造工序为焊接, 易出现裂纹、错口、圆弧部顶方、焊口未焊住等各类情况。
(1) 裂纹:链环焊接裂纹易出现于靠近电极的边缘处, 由母材表面斜向深入内部1~2mm。经观察发现, 焊接区裂纹的产生主要是焊接电极与链环接触处温度过高, 造成链环金属局部融化, 经顶锻后形成裂纹。导致焊接电极与链环接触处温度过高有以下2个方面因素:1) 编链工序链环对口间隙过大;2) 焊接工序电极与链环接触面积小, 接触电阻及焊接应力大, 焊接时电流密度集中, 焊接加热速度快, 热量扩散时间短。
解决措施:一方面严格控制热编时的编链环形及开口度;另一方面, 在焊接工艺参数优良的前提下, 改进设备夹持方式, 加大焊接过程中电极与链环的接触面积, 如图1与图2所示。
(2) 圆弧部顶方:圆弧部顶方对链环最主要的影响是链环焊后不对称, 经拉伸校正后仍难以完全校正, 不仅影响链环的外型美观, 而且在实际使用中影响链环链轮的接触应力分布, 从而影响使用寿命。圆弧顶方一方面原因为链环在焊接过程中环背温度过高, 在连续闪光结束顶锻瞬间, 链环圆弧部产生高温锻压, 形变顶方;另一方面是链环焊接顶锻预留量过大, 焊接高温断面在顶锻瞬间未能消耗全部顶锻量, 造成圆弧部承受剩余顶锻留量, 而变形顶方。
解决措施:调整焊接工艺参数, 在满足焊接接头质量的前提下, 尽可能降低环背电流及减少顶锻量。
(3) 焊口未焊住:焊口未焊住是指成品链环按GB/T12718—2009要求进行挠度测试时, 链环焊口出现裂纹或开裂现象。究其原因多为焊接参数选择不合理, 使得焊口温度过高或过低所致。焊口温度过高, 造成焊口组织粗大, 热影响区过热, 随后在固态相变过程中形成粗大魏氏组织, 在后续的热处理中未能将其细化调质。而焊口温度过低, 使温度不足的两对焊端面硬顶在一起, 焊缝组织未能完全熔融重结晶, 致焊口未能焊住, 挠度测试中易从焊口处整齐开裂。
预防改进措施主要是调整焊接参数, 根据不同炉号材料, 选择相应最优的焊接参数进行焊接。
3 拉伸校正
散差:链条在5环或7环一拉的校正过程中, 一个拉伸周期内出现个别链环节距大于或小于作业规范要求, 在后续生产工序中无法将其纠正从而影响产品质量的一种缺陷。经实际观察研究发现, 散差的产生仍是由于热态编链环节的温度因素所致。圆环链生产所用钢种为23MnNiMoCr54钢, 该钢种最高相变转变温度在774~790℃之间, 且钢材出厂供货状态为退火后的索氏体组织。在热态编链环节, 若个别棒料感应加热温度高于材料相变转变温度, 则会发生奥氏体化, 而该钢种又具有非常好的淬火性, 奥氏体化后室温下空冷即可得到上贝氏体组织, 故而热编时, 棒料加热温度一旦不均匀, 冷却后其组织、强度必然存在差异, 在拉伸环节就容易造成拉伸散差。
解决措施主要是严格控制编链环节的棒料加热温度, 缩小棒料出炉时的温度区间, 控制棒料在编结时的温差, 以及对二次、多次加热的棒料进行分类处理。
4 热处理
链条生产在热处理环节的问题主要表现为:热处理后的链条不能满足GB/T12718—2009标准规定的静拉伸实验要求。具体表现可分为两类:第一类, 实验结果中实验延伸率超过规定的1.6%, 表现为热处理“偏软”;第二类, 实验结果中破断延伸率不能达到12%的要求, 表现为热处理“偏硬”。
在实际热处理过程中, 要对淬火及回火的水温及压力进行控制, 同时保证设备温度、链速稳定的基础上, 精心调整淬火及回火参数, 兼顾直臂与肩部的硬度要求和实际使用要求 (肩部硬度比直臂硬度高) , 同时兼顾实验延伸率及破断延伸率的综合力学性能。
5 结语
圆环链的生产看似简单, 实际上要完全符合GB/T12718—2009标准的各项指标要求, 必须在圆环链生产的每个环节都严格执行作业工艺规范, 严格控制编链温度及其波动、焊接闪光及焊口温度、焊机液压油温度、热处理冷却水压力及水温等生产工艺流程中各方面因素, 这样才能顺畅地制造出符合质量要求的产品。
参考文献
[1]丁洁, 杜学明.矿用圆环链热焊烧伤缺陷解决方案[J].机械传动, 2006 (11) :23-24.
[2]秦峰, 王芳志.谈如何提高圆环链的综合机械性能[J].矿山机械, 2006, 11 (34) :90-91.