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    豪克能帮助中国企业制造世界一流产品!

这种金属镜面加工新工艺让高端螺栓不再依赖进口

豪克能金属镜面加工设备,新一代的抗疲劳制造工艺,可以轻松加工出高强度螺栓螺纹,提升疲劳寿命,让高端螺栓摆脱了国外进口的依赖性,实现了国产自强。

螺栓是目前机械设备中应用最广泛的零部件,常用螺栓性能等级共分10种,其中高端螺栓在4种也被称为高强度螺栓,一般用于军工、航空、航海等领域。



中国作为制造业大国,每年都会生产并出口大量中低端螺栓,但高端螺栓基本都是依赖进口,而且进口螺栓价格是出口4到10倍,以英国为例,我国从英国进口的螺栓单价为20718美元1吨,但出口到英国的中低端螺栓仅为1840美元1吨,单价相差10倍。


行业现状
以航空业为例,飞机在起飞降落时会产生剧烈震动,此外在高空中温差度达到近100摄氏度,同时还要伴随风霜雪打以及气流现象,如果螺栓不合格,可能造成重大安全隐患。
 
存在的问题
螺栓在使用中受力状态复杂,主要受拉应力、扭转应力、剪应力(相对较少),特殊情况下还会受振动交变应力作用。因此,螺栓通常主要承受拉伸、扭转以及它们之间的复合应力作用,而螺母中最主要的应力是螺纹的剪应力。因此,螺栓通常因承受拉伸载荷在螺纹根部失效,螺母通常因受螺纹大径的剪切失效,严重威胁飞行器和重大装备等运行安全。



疲劳断裂是指螺纹紧固件在周期性变化的交变应力持续作用下发生的断裂。
螺纹紧固件疲劳断裂包括三个阶段:
第一阶段,螺纹根部、头杆连接处半径或材料缺陷处初始裂纹萌生期;
第二阶段,循环加载疲劳裂纹缓慢增长期;
第三阶段,疲劳裂纹超过临界值,螺栓横截面突然断裂。

据统计,紧固件 80% 的失效案例是由于疲劳失效引起的。螺纹紧固件的材料、结构、应力幅度、平均应力、装配参数都会影响其疲劳性能。

传统加工工艺
1. 螺栓工件情况
 材料:高强钢、钛合金、高温合金等
 关键位置:圆弧和螺纹牙底
 粗糙度:Ra值≤1.6μm(特殊领域0.8μm)
2. 现行精加工工艺
 工艺:冷(热)镦毛坯→滚丝/搓丝Ra值≤1.6μm(特殊领域0.8μm)
3. 现行精加工工艺存在的问题
 表现质量:压力圆弧和螺纹牙底存在显微裂纹,以及滚丝/搓丝产生伤痕,Ra值≤1.6μm(特殊领域0.8μm)不够稳定,严重影响表面完整性。
 潜在风险:严重威胁飞行器群和关键装备运行可靠性。

采用豪克能镜面加工效果

性能提升

  • 降低粗糙度:冷(热)镦毛坯→滚丝/搓丝Ra值≤1.6μm(特殊领域0.8μm)→豪克能Ra0.2,大幅度提升表现质量,从而保证表面完整性,消除缺口和疲劳源。
  • 细化晶粒:可实现梯度纳米化晶粒结构
  • 疲劳寿命提高:可提高数倍以上
  • 缺陷处理完善:豪克能加工后,滚丝/搓丝疏松缺陷已去除,降低废品率。


 
处理前 VS 处理后
 

疲劳寿命


社会效益
 提升高强螺栓整体制造水平,摆脱进口依赖,提升了应用设备的运行可靠性,保证了人身安全。