Tipos e causas de defeitos superficiais em porcas de fixação

Nozessão peças de conexão correspondentes ao núcleo para fixadores roscados. Durante a produção e aplicação, as porcas estão sujeitas a vários defeitos superficiais, incluindo rachaduras, rupturas de cisalhamento, rupturas, fissuras, dobras, amassados, marcas de ferramentas e danos mecânicos. As trincas podem ser divididas em trincas de têmpera, trincas de forjamento, trincas de inclusão, trincas na porção de travamento do torque predominante todo em metalporcas de fixação,e rachaduras na sede da arruela dos conjuntos porca-arruela. Este artigo discorre sobre a definição, causas e especificações de inspeção de vários defeitos superficiais em porcas.

1. Rachaduras

Uma trinca é um defeito de fratura cristalina com uma morfologia de abertura clara, propagando-se ao longo ou através dos limites dos grãos do metal e geralmente contendo inclusões estranhas. A maioria das trincas é induzida por tensões excessivas durante os processos de forjamento, conformação e tratamento térmico, enquanto algumas se originam de defeitos inerentes às matérias-primas. Durante o aquecimento secundário das peças, o descascamento da incrustação de oxidação geralmente causa variação de cor nas posições das fissuras, tornando os defeitos mais identificáveis.

1.1 Extinguindo Rachaduras

Causas: Durante o tratamento térmico e a têmpera, a tensão térmica excessiva e a deformação estrutural levam à fissuração. As trincas de têmpera são distribuídas aleatoriamente com orientações irregulares nas superfícies das porcas.

Requisitos Técnicos: É proibida a têmpera de fissuras de qualquer profundidade, comprimento e posição.

1.2 Rachaduras de Forjamento e Rachaduras de Inclusão

Causas: As trincas de forjamento ocorrem durante os processos de moldagem e forjamento, localizadas principalmente nas superfícies superior e inferior das porcas ou na transição entre as faces finais e os lados planos. As fissuras de inclusão são causadas por inclusões não metálicas no interior das matérias-primas, pertencentes a fissuras induzidas por defeitos inerentes ao material.

Requisitos Técnicos: As rachaduras na superfície do rolamento e nas superfícies superior e inferior das porcas devem atender às seguintes especificações:

a) Não mais que duas fissuras de forjamento penetrando na superfície de apoio, com profundidade máxima não superior a 0,05D;

b) As fissuras que se estendem até o furo roscado não devem ultrapassar a primeira rosca completa;

c) A profundidade da fissura na primeira rosca completa não deve exceder 0,5H1.

Onde: D=diâmetro nominal da rosca; H1=altura real do thread, H1=0.541P; P=passo da linha.

1.3 Rachaduras na porção de travamento das porcas de torque predominantes totalmente em metal

Causas: Tais trincas são geradas durante os processos de chanframento, forjamento ou fechamento e achatamento, aparecendo na superfície externa ou interna da seção de travamento da porca.

Requisitos Técnicos: As trincas produzidas por forjamento nas porções de travamento devem atender aos requisitos de desempenho mecânico e funcional das porcas e satisfazer os seguintes critérios:

a) Não mais que duas fissuras penetrando a circunferência superior, com profundidade não superior a 0,05D;

b) As fissuras que se estendem até o furo roscado não devem ultrapassar a primeira rosca completa;

c) A profundidade da fissura na primeira rosca completa não deve exceder 0,5H1.

Rachaduras causadas por fechamento e achatamento nas porções de travamento são estritamente proibidas.

Onde: D=diâmetro nominal da rosca; H1=altura real do thread, H1=0.541P; P=passo da linha.

1.4 Rachaduras na sede da arruela dos conjuntos porca-arruela

As rachaduras na sede da arruela referem-se a fraturas nas bordas metálicas e posições de rebitagem elevadas durante a montagem e rebitagem deporcas e arruelas.

Causas: Durante a rebitagem da arruela, a força de pressão desigual ou excessiva nas bordas e posições elevadas da porca resulta em rachaduras na sede da arruela.

Requisitos Técnicos: As fissuras na sede da arruela devem ser confinadas nas bordas flangeadas e nas áreas elevadas após a rebitagem. A arruela girará livremente sem emperrar e não cairá.

2. Explosões de cisalhamento

As rupturas de cisalhamento são defeitos de fissuração superficial formados durante o forjamento da porca.

Causas: Durante o forjamento, a tensão de cisalhamento causa rachaduras na superfície externa das porcas ou na circunferência das porcas.porcas de flange. As rupturas de cisalhamento geralmente se distribuem aproximadamente a 45 graus em relação ao eixo da porca.

Requisitos Técnicos: As rupturas por cisalhamento nas faces planas das porcas sextavadas não devem se estender até a superfície do rolamento; as rupturas de cisalhamento na circunferência das porcas flangeadas não devem se estender até a circunferência superior. As rupturas de cisalhamento nas bordas diagonais não devem reduzir a largura diagonal abaixo da dimensão mínima especificada. A largura das rupturas de cisalhamento na transição entre as superfícies superior/inferior e os lados planos não deve exceder (0.25+0.02s) mm. Para porcas de flange, as rupturas de cisalhamento na circunferência do flange não devem interferir na faixa de diâmetro mínimo da superfície de rolamento e a largura não deve exceder 0,08 CC.

Onde: s=largura entre apartamentos; dc=diâmetro externo do flange.

3. Explosões

As explosões são defeitos de fissuração superficial semelhantes em morfologia às explosões de cisalhamento, mas diferentes no mecanismo de formação.

Causas: Microdefeitos na superfície das matérias-primas se expandem durante o forjamento, formando rupturas superficiais na superfície externa das porcas e na circunferência das porcas flangeadas.

Requisitos Técnicos: Se as fissuras causadas por defeitos da matéria-prima estiverem ligadas a rupturas, até 3 a 4 fissuras podem estender-se até a circunferência superior, enquanto as rupturas não podem se estender. As rupturas nas bordas diagonais não devem reduzir a largura diagonal abaixo do tamanho mínimo especificado. A largura das rajadas na transição entre as superfícies superior/inferior e os lados planos não deve exceder (0.25+0.02s) mm. Para porcas flangeadas, as rupturas na circunferência do flange não devem interferir na faixa de diâmetro mínimo da superfície do rolamento, com largura máxima de 0,08 CC.

Onde: s=largura entre apartamentos; dc=diâmetro externo do flange.

4. Fissuras

As fissuras são defeitos superficiais longitudinais estreitos e rasos formados pela fissuração das dobras do material.

Causas: Fissuras são defeitos inerentes originados de matérias-primas, formados principalmente durante processos de fundição e laminação de aço.

Requisitos técnicos: A profundidade das fissuras em todas as especificações de porcas não deve exceder 0,05D (D=diâmetro nominal da rosca).

5. Dobras

Dobras são defeitos de sobreposição de metal na superfície causados ​​pelo fluxo irregular de material durante o forjamento da porca.

Causas: Durante o forjamento, o fluxo irregular do metal e o empilhamento do material nas posições de transição seccional, as superfícies superior e inferior formam dobras superficiais.

Requisitos técnicos: As dobras na transição entre a circunferência do flange e a superfície de apoio das porcas flangeadas não devem se estender para a superfície de apoio; dobras em outras posições são aceitáveis.

6. Amassados

Amassados ​​são depressões superficiais rasas causadas por preenchimento insuficiente de metal durante os processos de forjamento e cabeçalho.

Causas: Ferrugem superficial, rebarbas de cisalhamento e cavacos residuais nas matérias-primas são pressionados na superfície da peça durante a conformação e não podem ser eliminados, eventualmente formando amassados.

Requisitos técnicos: A profundidade do dente h deve satisfazer h menor ou igual a 0,02D e não deve exceder 0,25 mm no máximo. Para limitação de área: a área total de todos os amassados ​​na superfície do rolamento não deve exceder 5% da área total do rolamento para porcas com diâmetro nominal de rosca D menor ou igual a 24 mm, e não deve exceder 10% para porcas com D>24 mm. Onde: D=diâmetro nominal da rosca.

7. Marcas de ferramentas

As marcas da ferramenta são ranhuras lineares rasas distribuídas longitudinalmente ou circunferencialmente nas superfícies da porca.

Causas: O deslizamento relativo e o atrito entre as ferramentas de corte e as peças de trabalho produzem ranhuras rasas regulares nas superfícies das porcas.

Requisitos técnicos: A rugosidade superficial das marcas de ferramentas nas superfícies dos rolamentos das porcas não deve exceder Ra=3.2 μm (de acordo com GB/T 1031). Marcas de ferramentas em outras superfícies são permitidas.

8. Danos

Danos referem-se a reentrâncias superficiais irregulares, depressões, arranhões, entalhes e ranhuras formadas após a formação da porca.

Causas: Colisão externa, fricção e extrusão durante o acabamento, transporte, armazenamento e montagem causam danos mecânicos à superfície. Tais defeitos não possuem geometria, posição ou direção fixa e são induzidos por forças mecânicas externas.

Requisitos Técnicos: Danos que não prejudiquem as propriedades mecânicas e o desempenho de serviço das porcas são aceitáveis ​​e não devem causar rejeição. Embalagem otimizada e procedimentos de transporte padronizados podem efetivamente evitar danos mecânicos durante o transporte.