Сучасне виробництво кріплень охоплює шість основних процесів, кожен з яких розроблено з урахуванням конкретних матеріалів, вимог до продуктивності та витрат:
Процес холодної висадки
Холодна висадка є найпоширенішим методом формування у виробництві кріплення. Це передбачає використання штампів високого{1}}тиску для екструдування металевого дроту (наприклад, вуглецевої сталі, нержавіючої сталі чи алюмінієвого сплаву) за кімнатної температури в основні форми, як-от болти та гайки. Основними перевагами цього процесу є висока ефективність і чудове використання матеріалу; одна операція формування може зменшити потребу в подальшій механічній обробці (різанні) на 30–50%, досягаючи при цьому точності розмірів у межах ±0,05 мм. Типове застосування включає болти автомобільних двигунів і високо{7}}конструкційні гайки-високої міцності, які вимагають виняткової міцності та стабільності. Ключові технічні аспекти включають:
- Конструкція матриці: оптимізація кутів порожнини матриці на основі пластичності матеріалу для запобігання розтріскування;
- Змащення: використання мастил на основі графіту або-води для зменшення коефіцієнта тертя та подовження терміну служби матриці;
- Відпал: Виконання сфероїдного відпалу після холодної висадки для зняття внутрішньої напруги та покращення придатності до подальшої обробки.
Процес гарячого кування
Для великомасштабних-або високо{1}}міцних кріпильних виробів (таких як болти вежі вітрової турбіни та з’єднувачі мостів) процес гарячого кування передбачає нагрівання металу вище температури його рекристалізації (зазвичай 800–1200 градусів) і застосування тиску за допомогою кувального преса, щоб викликати пластичну деформацію. Основні переваги включають можливість створювати складні форми поперечного-перерізу та досягати високої щільності матеріалу, що призводить до міцності на розрив на 15%–20% вище, ніж у деталей з холодною-головкою. Критичні контрольні точки включають:
- Контроль температури: необхідний суворий контроль температури нагрівання та часу витримки, щоб запобігти надмірному утворенню окалини або укрупненню зерна;
- Коефіцієнт кування: загальний коефіцієнт деформації більше або дорівнює 3, як правило, необхідний для забезпечення безперервного потоку металевих зерен;
- Пост{0}}обробка: Регулювання твердості за допомогою нормалізації або загартування та відпустки необхідне для відповідності стандартному діапазону HRC 28–38.
Процес токарної обробки
Хоча процес точіння менш ефективний, ніж холодна висадка, він залишається незамінним для виготовлення кріплень спеціальної форми (таких як не-стандартні болти та просвердлені шпильки). Процес передбачає обертання заготовки на токарному верстаті з ЧПК і використання ріжучого інструменту для видалення надлишку матеріалу. Основні технічні характеристики:
- Висока точність: досягає класів допуску IT5–IT7, що робить його придатним для роз’ємів точних приладів;
- Широка адаптованість матеріалів: здатність обробляти матеріали, які важко формувати за допомогою холодної висадки, наприклад мідні та титанові сплави;
Процес штампування
В основному цей процес використовується для виготовлення плоских кріплень, таких як шайби та пружинні шайби. У цьому процесі використовується силовий прес для приводу матриці, яка виконує такі операції, як штампування та згинання металевих листів. Його ключовими перевагами є висока-швидкість виробництва (можливість виготовлення сотень деталей за хвилину) і низька вартість; однак необхідно звернути увагу на такі фактори:
- Знос матриці: пуансони та матриці необхідно періодично замінювати, щоб запобігти надмірним задирам;
- Вибір матеріалу: перевагу надають низько{0}}вуглецевій сталі з хорошою пластичністю, наприклад Q235 або SPCC;
- Обробка поверхні: -обробка після штампування-така як гальванічне покриття або чорніння-необхідна для запобігання іржі та корозії.
Процес накочування різьби
Використовується для нарізування болтів і гвинтів, процес накочування різьблення формує різьблення на поверхні заготовки завдяки обертальному стисненню двох або трьох роликових штампів. Порівняно з нарізуванням різьби його перевагами є:
- Підвищена міцність: холодне загартування підвищує міцність ниток на зсув на 20–30%;
- Якість поверхні: шорсткість поверхні різьби може досягати Ra 0,8 мкм, зменшуючи втрати на тертя;
- Економія матеріалу: стружка не утворюється, в результаті чого використання матеріалу наближається до 100%.
Процеси обробки поверхні
Від обробки поверхні залежить стійкість до корозії та естетичні якості кріплення; загальні процеси включають:
- Електро-гальванізація: низька вартість, підходить для внутрішнього середовища, типова товщина 5–12 мкм;
- Dacromet: відсутність ризику водневої крихкості, витримує 500–1000 годин випробування соляним туманом і зазвичай використовується для компонентів шасі автомобілів;
- Дифузійне цинкове покриття: утворює шар сплаву цинку-заліза на поверхні сталі шляхом дифузії, забезпечуючи в 3–5 разів більшу стійкість до корозії, ніж електро-гальванізація;
- Напилення: наприклад поліефірне порошкове покриття, яке використовується для архітектурних декоративних шурупів для забезпечення широкого діапазону колірних варіантів.