Quy trình sản xuất bu lông

Bu lông là một trong những thành phần cơ bản nhất của kỹ thuật và xây dựng, nhưng việc sản xuất chúng đã trở thành một quy trình công nghệ cao, tiên tiến với nhiều bước. Tìm hiểu cách thép thô được biến thành các dụng cụ kim loại chính xác và có độ chính xác cao.

1. Giới thiệu về sản xuất bulong

Bu lông có thể có nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau, nhưng quy trình sản xuất cơ bản nhìn chung vẫn giống nhau. Nó bắt đầu với dây thép rèn nguội thành hình dạng phù hợp, tiếp theo là xử lý nhiệt để cải thiện độ bền và xử lý bề mặt để cải thiện độ bền, trước khi được đóng gói để vận chuyển. Tuy nhiên, đối với các thiết kế bu lông tiên tiến hơn, quy trình sản xuất có thể mở rộng bằng một số bước bổ sung.

Là một trong những nhà cung cấp ốc vít hàng đầu cho ngành công nghiệp ô tô, nhà sản xuất Bulten của Thụy Điển rất thành thạo trong từng bước và khía cạnh của quá trình sản xuất bu lông. Henrik Oscarson, Giám đốc kỹ thuật tại nhà máy sản xuất của Bulten ở Hallstahammar, Thụy Điển cho biết: “Chúng tôi không sản xuất các bộ phận theo danh mục – mọi thứ chúng tôi sản xuất đều được thiết kế riêng, theo thông số kỹ thuật của khách hàng.

“Tùy thuộc vào nơi sử dụng dây buộc, có một số tùy chọn khác nhau để sản xuất chính xác loại bu-lông phù hợp.”

2. Các bước quan trọng trong quy trình sản xuất bulong

Bước 1.Rèn nguội

Rèn nguội bắt đầu với các thanh dây thép lớn, không được cuộn và cắt theo chiều dài. Loại thép được tiêu chuẩn hóa trong toàn ngành, theo các yêu cầu của ISO 898‑1. Sử dụng dụng cụ đặc biệt, dây sau đó được rèn nguội thành hình dạng phù hợp. Về cơ bản, đây là nơi thép được đúc, trong khi ở nhiệt độ phòng, bằng cách ép nó qua một loạt khuôn ở áp suất cao. Bản thân dụng cụ có thể khá phức tạp, chứa tới 200 bộ phận khác nhau với dung sai phần trăm milimét. Sau khi hoàn thiện, rèn nguội đảm bảo bu lông có thể được sản xuất nhanh chóng, số lượng lớn và độ đồng đều cao.

Đối với các thiết kế bu lông phức tạp hơn, không thể tạo đường viền chỉ bằng phương pháp rèn nguội, có thể cần thêm một số tiện hoặc khoan. Tiện liên quan đến việc quay bu-lông ở tốc độ cao, trong khi thép được cắt đi để đạt được hình dạng và thiết kế mong muốn. Khoan có thể được sử dụng để tạo lỗ thông qua bu lông. Nếu được yêu cầu, một số bu lông cũng có thể được gắn vòng đệm ở giai đoạn này của quy trình.

Bước 2. xử lý nhiệt

Xử lý nhiệt là một quy trình tiêu chuẩn cho tất cả các bu lông, bao gồm việc phơi bu lông ở nhiệt độ khắc nghiệt để làm cứng thép. Tạo ren thường được áp dụng trước khi xử lý nhiệt, bằng cách cán hoặc cắt khi thép mềm hơn. Cán hoạt động giống như rèn nguội, và liên quan đến việc chạy bu-lông qua khuôn để định hình và đúc thép thành các sợi. Cắt liên quan đến việc hình thành các sợi bằng cách cắt và loại bỏ thép.

Vì xử lý nhiệt sẽ thay đổi tính chất của thép để làm cho nó cứng hơn, nên việc áp dụng ren trước sẽ dễ dàng và tiết kiệm chi phí hơn. Tuy nhiên, ren sau khi xử lý nhiệt sẽ có nghĩa là hiệu suất mỏi tốt hơn.

Henrik Oscarson giải thích: “Việc xử lý nhiệt có thể gây ra các vết nhiệt và hư hỏng nhẹ cho chốt. “Vì lý do này, một số khách hàng yêu cầu tạo ren sau khi xử lý nhiệt, đặc biệt đối với các ứng dụng như động cơ và bu lông đầu xi lanh. Đó là một quy trình tốn kém hơn vì bạn cần phải tạo ra thép cứng, nhưng các sợi chỉ sẽ giữ được hình dạng của chúng tốt hơn.”

Bước 3. Kích thước và bề mặt

Đối với bu lông dài, trong đó chiều dài lớn hơn mười lần đường kính của bu lông, việc xử lý nhiệt có thể có tác dụng làm cho thép trở lại hình dạng tròn của dây thép ban đầu. Do đó, một quá trình làm thẳng thường cần phải được áp dụng.

Việc lựa chọn xử lý bề mặt được xác định bởi ứng dụng của bu lông và các yêu cầu của khách hàng. Thông thường, mối quan tâm chính đối với ốc vít là khả năng chống ăn mòn, và do đó, một lớp mạ kẽm được áp dụng thông qua xử lý điện phân là một giải pháp phổ biến. Đây là một quá trình trong đó bu-lông được ngâm trong chất lỏng có chứa kẽm và một dòng điện được đưa vào để kẽm tạo thành một lớp phủ trên bu-lông. Tuy nhiên, xử lý điện phân đi kèm với tăng nguy cơ giòn hydro . Một lựa chọn khác là mảnh kẽm, cung cấp khả năng chống ăn mòn cao hơn, mặc dù giá cao hơn.

Khi khả năng chống ăn mòn không phải là vấn đề – chẳng hạn như bên trong động cơ hoặc ứng dụng thường xuyên tiếp xúc với dầu – sử dụng phốt phát là một lựa chọn tiết kiệm chi phí hơn. Khi xử lý bề mặt đã được áp dụng, bu lông tiêu chuẩn thường sẵn sàng để được đóng gói. Tuy nhiên, các thiết kế cao cấp hơn có thể yêu cầu một số lắp ráp bổ sung, chẳng hạn như giá đỡ. Các bu lông khác cũng sẽ yêu cầu một số hình thức vá, có thể là miếng vá khóa hoặc miếng vá chất lỏng. Một miếng dán khóa bao gồm một lớp nylon dày trên các sợi chỉ, giúp cải thiện độ bám. Một miếng vá chất lỏng sẽ giúp cải thiện mô-men xoắn tạo ren.

Khi các bước này hoàn tất, bu-lông đã hoàn thành. Bây giờ, tất cả những gì còn lại là một số hình thức kiểm soát chất lượng để đảm bảo tính đồng nhất và nhất quán trước khi bu lông có thể được đóng gói và vận chuyển.

3. Sơ lược về quy trình sản xuất bu lông đầy đủ – chi tiết sẽ là

1. Dây – Không cuộn, duỗi thẳng và cắt theo chiều dài.
2. Rèn nguội – Đúc thép thành hình dạng phù hợp ở nhiệt độ phòng.
3. Đầu bu lông – Được hình thành dần dần bằng cách buộc thép vào các khuôn khác nhau ở áp suất cao.
4. Tạo ren – Các ren được tạo thành bằng cách cán hoặc cắt.
5. Xử lý nhiệt – Bu lông được tiếp xúc với nhiệt độ cực cao để làm cứng thép.
6. Xử lý bề mặt – Nó phụ thuộc vào ứng dụng. Mạ kẽm là phổ biến để tăng khả năng chống ăn mòn.
7. Đóng gói/xuất kho – Sau khi kiểm soát chất lượng để đảm bảo tính đồng nhất và nhất quán, bu lông được đóng gói.