Одна спираль, одно значение? Разброс прочности по проволоке из нержавеющей стали

Представление продукта

Проволока из нержавеющей стали покупается бухтами, но измеряется образцами. Сертификат, указывающий одно значение прочности, описывает образец, который был испытан, а не 300 кг вокруг него. На линии холодной высадки разница проявляется в виде разброса высоты головки, случайных перегрузок матрицы и последних пятидесяти килограммов, которые ведут себя иначе, чем первые.

На этой странице объясняется, откуда берется разброс внутри бухты, как отбирать образцы из бухты, чтобы хвост был фактически охвачен, и как указать предел разброса в спецификации закупки. Это относится к проволоке марок 201, 302, 304, 316 и 304Cu диаметром от 0,15 мм до 12 мм.

Бухта — это запись процесса

Каждая бухта несет в себе историю своего собственного процесса волочения. Первые метры проходят через свежие матрицы; последние метры проходят через те же матрицы после износа в несколько тонн. Та же нить находится в разном положении в печи отжига в зависимости от того, где она находилась на размотке, а натяжение при намотке меняется по мере заполнения бухты.

Ни один из этих эффектов не является дефектом. Это нормальный градиент непрерывного процесса, и разброс, который они производят, является причиной того, что один образец не может представлять бухту.

Откуда берется разброс

Износ матрицы в процессе производства

Матрица, которая вытянула несколько тонн, имеет немного больший калибр и более теплую поверхность. Проволока, вытянутая в конце партии, выходит немного большего размера и немного мягче, чем проволока, вытянутая в начале. Изменение на метр невелико, но оно накапливается по всей бухте.

Положение в загрузке печи отжига

Для отожженных или смягченных состояний внешние и внутренние части загрузки печи подвергаются разным скоростям нагрева и охлаждения. Бухта на краю загрузки и бухта в центре могут покинуть печь с разной структурой, даже если регистратор показывает одну заданную точку. Это создает разброс между бухтами, а не разброс внутри бухты, и именно поэтому две бухты одного номинального класса могут иметь разную высадку.

Натяжение при намотке

Проволока, намотанная под возрастающим натяжением, накапливает больше остаточных напряжений во внешних слоях. Эти напряжения напрямую не изменяют прочность, но они влияют на поведение проволоки при размотке и на то, как ее воспринимает первая формовочная станция.

Насколько широк нормальный разброс

Практическая спецификация устанавливает два предела, согласованных для каждого класса и диаметра:

• Внутри бухты: наивысшая и самая низкая прочность от головки, середины и хвоста должны попадать в один диапазон, например, 60 МПа.
• Между бухтами одной партии: более широкий диапазон, например, 100 МПа, поскольку он также учитывает эффект положения при отжиге.

Эти цифры являются выбором спецификации, а не свойством класса. Важно, чтобы предел был зафиксирован, а план отбора проб мог фактически обнаружить нарушение. Один образец из середины бухты не может.

Отбор проб, охватывающий хвост

Возьмите три образца: первые несколько метров после размотки, один из середины бухты и один из последних нескольких метров. Испытайте их при одинаковой длине измерительной базы и одинаковой скорости, и сообщите все три результата, а не среднее значение.

Образец хвоста наиболее важен для высадки. Это проволока, которая идет последней в течение долгой смены, часто в конце кампании матрицы, когда оператор наименее склонен останавливать машину.

Что видит линия высадки

Холодная высадка — это объемный процесс: объем заготовки фиксируется диаметром проволоки и длиной резки, а высота головки следует из этого объема. Проволока, которая немного мягче на хвосте, срезается с разной поверхностью среза и деформируется при меньшей нагрузке. Головка не обязательно выходит за пределы допуска, но разброс увеличивается, и регулировка, которая была правильной для начала бухты, больше не подходит для конца.

Накатка резьбы добавляет вторую чувствительность. Более мягкий хвост легче заполняет форму резьбы и может привести к образованию складки на гребне при настройке матрицы, которая была правильной для головки бухты.

Спецификации

Значения типичны для классов и подтверждаются по заказу в соответствии с согласованной спецификацией закупки.

Где используется эта проволока

• Винты, болты и саморезы, изготовленные на высокоскоростных высадочных автоматах
• Заклепки и холодноформованные крепежные изделия с короткими, повторяющимися высотами головок
• Детали с накатанной резьбой, где заполнение гребня должно оставаться постоянным по всей бухте
• Проволочные изделия и мелкие деформируемые детали, изготовленные из одной бухты за смену

Преимущества продукта

• Одна целевая прочность на диаметр, а не на заказ. Каждый размер вытягивается по своей целевой прочности, поэтому тонкая бухта и тяжелая бухта не имеют одного общего диапазона.
• Отчетность по трехточечным пробам. Значения для головки, середины и хвоста записываются против номера бухты, поэтому отклонение видно до того, как проволока достигнет высадочного автомата.
• Последовательность матриц контролируется по наработке. Матрицы меняются по графику наработки, а не при отказе, что позволяет сохранить дрейф размера в конце партии в пределах допустимого диапазона.
• Загрузки печи отжига отображаются по положению. Бухты с края и из центра загрузки идентифицируются, поэтому структурный аномальный образец может быть исключен из критически важной детали.
• Отсутствие сварных стыков в бухте. Каждая бухта представляет собой одну непрерывную длину, поэтому образец хвоста и фактически используемая проволока относятся к одному и тому же изделию.
• Выбор класса остается открытым. 201 для сухих винтов с низкой нагрузкой; 302 и 304 для общих крепежных изделий; 316 для воздействия хлоридов; 304Cu для тяжелой деформации.

Как написать пункт спецификации

Пять строк охватывают требование:

• Класс и стандарт: 201, 302, 304, 316 или 304Cu по согласованному стандарту ASTM или EN.
• Диаметр и допустимый диапазон для каждого заказанного размера.
• Диапазон прочности для данного диаметра, а не единый диапазон для всех размеров.
• Пределы разброса внутри бухты и между бухтами, с указанием плана отбора проб.
• Отчетность: три индивидуальных результата на бухту, а не одна усредненная цифра.

Часто задаваемые вопросы

Может ли одна бухта действительно отличаться настолько, чтобы повлиять на высадку?

Да, когда деталь мала, а допуск узкий. Винт с короткой головкой имеет мало места для объемного разброса, поэтому разница в прочности на мягком конце бухты проявляется в виде разброса высоты головки, а не как бракованная бухта.

Следует ли в спецификации использовать среднее значение или крайние значения?

Крайние значения. Среднее значение может скрыть один мягкий хвост. Пределы для наивысших и самых низких значений — это то, с чем фактически сталкивается линия высадки.

Стоит ли более узкий разброс дороже?

Это меняет процесс: более медленные скорости отделки, более частая смена матриц и больше сортировки загрузок печи отжига. Вот почему предел должен устанавливаться исходя из детали, а не из стандартного числа, скопированного между классами.