Produkcja elementów złącznych do samochodów przebiega w pięciu podstawowych etapach: dobór materiałów – formowanie – wzmacnianie – wykańczanie – walidacjaKażdy etap wymaga ścisłej kontroli parametrów procesu, aby spełnić wysokie wymagania przemysłu motoryzacyjnego dotyczące dokładności, wytrzymałości i niezawodności. Poniżej znajduje się usystematyzowane wyjaśnienie techniczne każdej fazy, obejmujące operacje, sprzęt i punkty kontrolne kontroli jakości.

I. Przygotowanie surowca: fundamenty od selekcji do wstępnej obróbki

Jakość surowców bezpośrednio decyduje o końcowych parametrach elementów złącznych. Ten etap obejmuje: dobór materiału – badanie składu – wstępna obróbka.

1. Wybór i przesiewanie materiałów

  • Wybór stali: Na przykład stal niskowęglowa Q235 do śrub klasy 3.6, stal średniowęglowa 45# do śrub konstrukcyjnych klasy 8.8, stal stopowa SCM435 do śrub o wysokiej wytrzymałości klasy 10.9 i stop TC4 (Ti-6Al-4V) do elementów złącznych z tytanu.
  • Kontrola jakości: Spektrometry służą do badania składu chemicznego (np. zawartość węgla w stali 45# musi wynosić 0,42%–0,50%). Defektoskopy wiroprądowe sprawdzają wady powierzchniowe, takie jak pęknięcia i fałdy; pręty niespełniające wymagań są odrzucane.

2. Proces wstępnego przetwarzania

  • Usuwanie rdzy i odtłuszczanie: Pręty druciane są trawione w kwasie solnym (15%–20%), a następnie odtłuszczane w roztworach alkalicznych w temperaturze 50–60℃ w celu usunięcia tlenków i olejów.
  • Fosforanowanie: Tworzy warstwę fosforanową o grubości 5–10 μm, która poprawia przyczepność środka smarnego. Aby spełnić wymogi RoHS, stosowane są ekologiczne, bezfosforanowe powłoki konwersyjne.
  • Przeciąganie drutu: Ciągarki wieloprzebiegowe redukują średnicę drutu do dokładności ±0,01 mm. Utwardzanie na zimno zwiększa wytrzymałość na rozciąganie o 15–20%. Wyżarzanie niskotemperaturowe w temperaturze 200–300°C redukuje naprężenia wewnętrzne.

Rust removal and degreasing process

II. Proces formowania: precyzyjne kucie na zimno i kucie na gorąco

Formowanie nadaje kształt łbowi i trzonowi śruby. W zależności od rozmiaru i materiału, spęczanie na zimno Lub kucie na gorąco jest używany.

1. Kucie na zimno (dla elementów złącznych ≤24 mm)

  • Sprzęt: Głowice chłodnicze wielostanowiskowe (4–6 stanowisk), wydajność 300–800 szt./min.
  • Kroki: Cięcie, wstępne nacinanie, końcowe nacinanie i dziurkowanie (pod wgłębienia sześciokątne lub krzyżakowe). Tolerancje wymiarowe muszą być kontrolowane do ±0,02 mm.
  • Kontrola jakości: Systemy wizyjne wykrywają pęknięcia, zadziory i niekompletne głowice z dokładnością ≥99,5%.

2. Kucie na gorąco (dla śrub >24 mm lub śrub o wysokiej wytrzymałości)

  • Ogrzewanie: Piece indukcyjne nagrzewają kęsy do temperatury 850–1200℃, przy tolerancji temperatury na poziomie ±30℃.
  • Kucie: Prasy do kucia na gorąco (500–2000T) formują głowice w jednym kroku przy użyciu środków smarnych na bazie grafitu, aby zapobiec przywieraniu.
  • Chłodzenie: Szybkie chłodzenie natryskiem wody (10–15°C/s) minimalizuje utlenianie. Śrutowanie usuwa osady tlenków, zapewniając chropowatość powierzchni Ra ≤6,3 μm.

III. Obróbka gwintów: Precyzyjna konstrukcja nośna

Gwinty przenoszą obciążenie wstępne i wymagają precyzyjnego uformowania, aby zapewnić wytrzymałość i płynny montaż.

1. Walcowanie i gwintowanie

  • Walcowanie gwintów: Walcarki do gwintów promieniowe lub osiowe odkształcają plastycznie trzpień za pomocą hartowanych matryc. Wydajność: 200–500 szt./min; precyzja: błąd skumulowany ≤0,05 mm.
  • Gwintowanie pod wkręty samogwintujące: Płytki gwintowane tną ostre krawędzie pod precyzyjnym kątem (60°±1°) i promieniem wierzchołka R0,1 mm, umożliwiając penetrację materiałów. Wydajność: 1000–2000 szt./min.

2. Kontrola jakości

  • Pomiar: Sprawdziany typu Go/No-Go sprawdzają średnicę podziałową i średnicę główną (np. śruby M10×1,5 muszą całkowicie przejść przez sprawdzian typu Go-Go, sprawdzian typu No-Go musi częściowo przejść przez sprawdzian typu ≤3 zwoje).
  • Kontrola powierzchni: Mikroskopy metalograficzne gwarantują brak pęknięć i zagięć. Chropowatość Ra ≤3,2 μm zapobiega zatarciom.

Thread Processing

IV. Obróbka cieplna: Wzmocnienie właściwości mechanicznych

1. Standardowe hartowanie i odpuszczanie

  • Gaszenie: Piece ciągłe nagrzewają śruby (820–950°C), a następnie schładzają je w wodzie (stopień 8,8) lub oleju (stopień ≥10,9). Aby zapobiec pękaniu, należy kontrolować szybkość chłodzenia.
  • Ruszenie: Wykonywane w ciągu 1 godziny od hartowania. Zakres temperatur wynosi 320–450°C w zależności od gatunku. Twardość: 22–32 HRC (8,8), 28–36 HRC (10,9).

2. Zabiegi specjalne

  • Nawęglanie: Zapewnia twardą powierzchnię (58–62HRC) z wytrzymałym rdzeniem (30–40HRC) dla śrub ustalających.
  • Starzenie się:Śruby tytanowe poddaje się starzeniu w temperaturze 500–550℃ w celu zwiększenia wytrzymałości na rozciąganie >900 MPa.

3. Kontrola jakości obróbki cieplnej

  • Badanie twardości (Rockwell, Vickers).
  • Metalografia w celu potwierdzenia prawidłowej struktury sorbitu.
  • Badania mechaniczne (rozciąganie, granica plastyczności, analiza lokalizacji pęknięć).

V. Obróbka powierzchni: odporność na korozję i możliwość adaptacji montażowej

Proces Bliższe dane Aplikacje Wydajność
Cynkowanie elektrolityczne Warstwa Zn 8–12μm, obróbka pasywacyjna Śruby wewnętrzne, śruby niewidoczne ≥48h mgła solna
Dakromet Powłoka Zn-Al, utwardzana w temperaturze 300–320℃ Podwozie, śruby zawieszenia ≥500 godzin odporności na działanie mgły solnej, 300℃ temperatury
Stop cynku i niklu Cynk 15–20 g/l, Ni 8–12 g/l Śruby silnika i układu wydechowego ≥1500h odporności na działanie mgły solnej, 400℃
Fosforanowanie Warstwa fosforanu cynku o grubości 3–5 μm Śruby karoserii pod lakierem Przyczepność ≥5MPa

Kontrole jakości

  • Grubość powłoki (tolerancja ±2μm).
  • Przyczepność (test nacięć krzyżowych, ≤5 strat siatki).
  • Odporność na korozję (testy w mgle solnej ASTM B117).

VI. Kontrola końcowa i pakowanie: kompleksowa kontrola jakości

1. Testowanie końcowe

  • Pełna kontrola wymiarowa przy użyciu CMM (±0,005 mm).
  • Badania nieniszczące z wykorzystaniem badania magnetyczno-proszkowego dla śrub ≥10,9.
  • Badanie kąta momentu obrotowego przy montażu (np. M10: 50 N·m + 90°).

2. Opakowanie

  • Wnętrze: papier antykorozyjny, worki antystatyczne.
  • Opakowanie zewnętrzne: kartony faliste ≤25 kg, przegrody piankowe, oznaczone specyfikacjami i numerami partii.
  • Identyfikowalność: karty z numerem wytopu materiału, partią pieca, raportami z kontroli.

Dzięki tym sześciu skrupulatnie kontrolowanym etapom śruby i wkręty samochodowe osiągają dokładność wymiarowa ±0,02 mm, 100% zgodność z wytrzymałością i odporność na korozję spełniająca wymagania dotyczące żywotności pojazdu, zapewniając niezawodną pracę we wszystkich zastosowaniach motoryzacyjnych.