Spanish automation equipment manufacturer breaks through the difficulties of high-precision screw technology

Основные трудности процесса

Баланс между сильным магнетизмом и коррозионной стойкостью.

• Задача: Традиционная нержавеющая сталь (например, серии 304) коррозионностойка, но немагнитна, в то время как углеродистая сталь магнитна, но легко ржавеет. Заказчик требует, чтобы наконечник шнека обладал как сильным магнетизмом (значение Гаусса ≥800), так и устойчивостью к солевому туману ≥500 часов.
• Решение:
  • Инновационный материал: используется композитная формула из нержавеющей стали 430 (феррит) + нержавеющей стали 410 (мартенсит), соотношение феррита и мартенсита контролируется посредством термообработки, что позволяет достичь оптимального баланса между магнетизмом и коррозионной стойкостью.
  • Оптимизация процесса: Использование процесса вакуумного охлаждения позволяет избежать разрушения магнетизма оксидным слоем, одновременно повышая твердость до уровня выше HV300.

Точное формование микровинтов

• Задача: необходимо контролировать погрешность размера головки микровинтов, таких как M1.6*3, в пределах ±0,02 мм, а также обеспечить конусообразный угол наконечника 20°±1° для стабильного магнитного притяжения.
• Решение:
  • Технология многопозиционной холодной штамповки: использование высокоскоростного станка холодной штамповки, импортированного из Швейцарии, с помощью 5-позиционной последовательной формовки снижает концентрацию напряжений в материале и обеспечивает точность до 0,01 мм.
  • Лазерная калибровка: для определения формы головки и угла наклона каждой партии образцов выполняется 3D-лазерное сканирование, что повышает процент годных изделий до 99,8%.

Синергетический эффект двойной обработки поверхности

• Задача: Пассивацию и черное оксидирование необходимо проводить поэтапно, при этом толщина оксидного слоя должна контролироваться на уровне 8-12 мкм, чтобы избежать влияния на магнетизм.
• Решение:
  • Пошаговая процедура обработки:
    • Предварительная пассивация: для удаления поверхностных загрязнений и активации металлической поверхности используется смешанный раствор азотной и фтористоводородной кислот.
    • Черное окисление: Для образования однородной оксидной пленки используется высокотемпературный щелочной раствор (NaOH + NaNO2) при контролируемой температуре (140±5℃) и времени (25-30 минут).
  • Определение толщины пленки: Используйте вихретоковый толщиномер для мониторинга в реальном времени, чтобы обеспечить равномерность толщины оксидного слоя.

Сертифицированный по стандарту EU CBAM низкоуглеродный процесс

• Проблемы: Необходимо количественно оценить выбросы углерода в процессе производства, используя данные по всей цепочке поставок, включая закупку сырья, термообработку и обработку поверхности.
• Решение:
  • Цифровое управление углеродным следом:
    • Используйте технологию блокчейн для регистрации выбросов углерода каждой партии стали (например, эквивалента CO₂ в процессе производства стали).
    • Оптимизировать энергетическую структуру печи для термообработки, использовать природный газ вместо угля и снизить энергопотребление одной печи на 35%.
  • Проверка третьей стороной: Прохождение сертификации SGS для обеспечения соответствия требованиям ЕС к отчетности в переходный период CBAM.

Производственный процесс и ключевые параметры

Холодная головка

• Оборудование: швейцарский станок для холодной штамповки.
• Скорость: 200 раз в минуту
• Точность: допуск по размерам ±0,015 мм

Вакуумное охлаждение

• Температура: 1050℃±10℃
• Время: 90 минут
• Охлаждающая среда: азот

Обработка поверхности

• Пассивация: концентрация азотной кислоты 15-20%, время обработки 5-8 минут.
• Черное окисление: pH раствора 13,5-14, время обработки 25 минут.

Магнитное обнаружение

• Оборудование: тесламетр (диапазон 0-2000 мТл)
• Стандарт: напряженность магнитного поля наконечника ≥800 мТл

Достижения проекта

Технологический прорыв:

• Магнитная однородность микровинтов улучшена на 40%, а процент ошибочного поглощения снижен со среднего показателя по отрасли в 5% до 0,5%.
• Испытание на солевое распыление соответствует стандарту (отсутствие красной ржавчины в течение 500 часов), а срок службы в 3 раза дольше, чем у винтов из углеродистой стали.

Эффективность и стоимость:

• Эффективность холодной штамповки повышена на 25%, а себестоимость производства одного шнека снижена на 18%.

Соответствие экологическим нормам:

• Выбросы углекислого газа сократились на 42% по сравнению с традиционными процессами, и сертификация CBAM успешно пройдена.

В данном случае удалось успешно преодолеть многочисленные производственные трудности при изготовлении винтов для автоматизированного оборудования благодаря оптимизации состава материалов, технологии прецизионного формования, совместной обработке поверхности и низкоуглеродному управлению производством. В частности, оно предлагает тиражируемое решение для отрасли с точки зрения баланса между сильным магнетизмом и коррозионной стойкостью, точным контролем микровинтов и экологической сертификацией ЕС.