Które części się kuje, które toczy z pręta, a które spęcza na zimno z drutu, dlaczego tuleje zaciskowe trzeba wyżarzać, z jakich stali wykonuje się adaptery i końcówki oraz czym różni się produkcja kołnierzy 6000 psi.

Każda część z katalogu zaczyna się od półwyrobu. Od tego, jak go wykonano, zależą wytrzymałość części, jej cena, a nawet wielkość partii, w jakiej opłaca się ją zamawiać. W naszych zakładach stosuje się trzy metody.

• Kucie matrycowe na gorąco. Odcinek pręta nagrzewa się i kuje na prasie: metal wypełnia wykrój matrycy i przyjmuje kształt przyszłej części. Tak powstają kolanka, trójniki, czwórniki, korpusy o złożonym kształcie, duże końcówki do węży i kołnierze.
• Toczenie z pręta. Część obrabia się z pręta okrągłego lub sześciokątnego na automacie tokarskim albo tokarce CNC. Tak powstają adaptery proste, korki, nyple i nakrętki.
• Spęczanie na zimno z drutu. Drut z kręgu tnie się na odcinki i bez nagrzewania kształtuje kilkoma uderzeniami na wielostanowiskowej prasie. Tak powstają tuleje zaciskowe i końcówki do węży do 3/4″.

Dalej drogi się łączą: obróbka skrawaniem, kontrola wymiarów i gwintów, cynkowanie z pasywacją, kontrola końcowa i pakowanie. Schemat pokazuje, przez jakie operacje przechodzą główne grupy części.

Adaptery proste, redukcje, korki i nyple toczy się z pręta. Pręt jest podawany do maszyny automatycznie, a część obrabia się w jednym cyklu: planowanie czoła, średnice zewnętrzne, otwór przelotowy, stożek lub czoło uszczelniające, gwint, rowki i odcinanie. Drugi koniec wykańcza się na przeciwwrzecionie albo po ponownym zamocowaniu części. Adaptery z sześciokątem wykonuje się z ciągnionego pręta sześciokątnego albo frezuje się płaszczyzny pod klucz na tej samej maszynie.

Kolanka, trójniki, czwórniki i korpusy adapterów z nakrętką obrotową wykonuje się jako odkuwki. Pręt tnie się na odcinki, nagrzewa do 1150–1200 °C i kuje na prasie. Nadmiar metalu wypływający między połówkami matrycy nazywa się wypływką; okrawa się ją na osobnym narzędziu, a zgorzelinę usuwa się śrutowaniem. Odkuwka ma już kształt korpusu, a maszynie pozostaje obrobić każdy koniec: czoło, gwint i gniazdo. Otwory wierci się z różnych stron tak, aby spotkały się wewnątrz korpusu, a zadziory na ich przecięciu zawsze się usuwa, w przeciwnym razie cząstki metalu trafią do oleju hydraulicznego.

Kolanko można też wykonać z pełnego bloku i przy małych partiach czasem tak się robi. Wtedy jednak większa część bloku idzie w wióry, a włókna metalu zostają przecięte. W odkuwce włókna biegną wzdłuż konturu korpusu i opływają naroża, dlatego jest ona wytrzymalsza właśnie tam, gdzie obciążenia są największe. Kucie wymaga jednak matrycy, która zwraca się dopiero na partii. Dlatego pozycje kute mogą mieć minimalną wielkość zamówienia, a części toczone z pręta można wykonywać także w małych partiach.

Tuleje zaciskowe wykonuje się na wielostanowiskowych prasach do spęczania na zimno. Drut ze stali niskowęglowej przychodzi w kręgach, kalibrowany i z fosforanową warstwą smarną, która pomaga metalowi płynąć w matrycach. Maszyna prostuje drut, odcina odcinek i kilkoma uderzeniami w kolejnych matrycach formuje miseczkę, przebija dno i wykańcza profil zewnętrzny i wewnętrzny. Metal płynie w matrycy bez powstawania wiórów, więc odpadu prawie nie ma, a jedna maszyna wytwarza kilkadziesiąt tulei na minutę.

Spęczanie na zimno ma jednak wadę. Gdy metal odkształca się bez nagrzewania, umacnia się: jego twardość rośnie, a ciągliwość maleje. Zjawisko to nazywa się zgniotem. W tulei zaciskowej zgniot jest niedopuszczalny, bo podczas zaciskania tuleja musi odkształcić się plastycznie i mocno objąć wąż. Tuleja umocniona zgniotem może pęknąć na krawędzi lub na karbach, zwłaszcza w niskiej temperaturze, albo zacisnąć się nierówno i gorzej trzymać wąż.

Dlatego po spęczaniu tuleje zawsze się wyżarza: nagrzewa się je do 650–700 °C, wytrzymuje w tej temperaturze i powoli chłodzi. Metal rekrystalizuje, zgniot zostaje usunięty, a tuleja znów staje się ciągliwa. Z zewnątrz tuleja niewyżarzona niczym nie różni się od prawidłowej; różnicę pokaże tylko twardościomierz albo próbne zaciśnięcie, dlatego warto sprawdzać ten etap u każdego dostawcy.

Po wyjęciu z pieca mierzy się twardość tulei, a kilka sztuk z każdej partii zaciska się próbnie na wężu i ogląda: na krawędzi i na karbach nie może być pęknięć. Otwór i grubość ścianki kontroluje się w każdej partii i dopiero potem tuleje trafiają do cynkowania.

Końcówki do węży do 3/4″ (DN20) wykonuje się na tych samych prasach do spęczania na zimno. Z drutu spęcza się półwyrób króćca z kołnierzem i częścią chwytową pod wąż. Następnie na maszynach CNC wierci się kanał, nacina gwint, obrabia stożek lub czoło uszczelniające i toczy na części chwytowej rowki pierścieniowe, które trzymają wąż. Spęczanie daje króćcowi te same zalety co tulei: odpadu prawie nie ma, a włókna metalu biegną wzdłuż konturu części.

Powyżej 3/4″ spęczanie przestaje się opłacać, bo siła kształtowania rośnie wraz z przekrojem części i potrzebne są duże, drogie maszyny. Dlatego końcówki od 1″ wzwyż się kuje albo toczy z pręta.

Podczas zaciskania króciec i tuleja mają różne zadania. Króciec musi zachować kształt i przelot, a tuleja musi mocno objąć wąż, dlatego obowiązkowe wyżarzanie dotyczy tulei.

Chińskie zakłady oznaczają stal według krajowych norm GB/T i właśnie te gatunki znajdą Państwo w atestach. W tabeli zebrano gatunki zwykle stosowane w złączach hydraulicznych oraz ich najbliższe odpowiedniki międzynarodowe. Gatunek stali dla konkretnej partii podaje atest materiałowy.

W dokumentach zakładowych występuje kilka systemów oznaczeń.

• 10, 20, 35, 45 to stale węglowe wyższej jakości według GB/T 699. Liczba oznacza średnią zawartość węgla w setnych częściach procenta, czyli stal 45 zawiera około 0,45 % węgla. W dokumentach zakładowych liczbie często towarzyszy znak „#”: „45#” to ta sama stal 45.
• SWRCH i ML to stale do spęczania na zimno. SWRCH to japońskie oznaczenie według JIS G3507, którego używają też chińskie huty; ML to chińskie oznaczenie według GB/T 6478, na przykład ML08Al.
• Gatunki zaczynające się od litery Y to stale automatowe według GB/T 8731 z dodatkiem siarki lub ołowiu, które łatwiej się obrabia skrawaniem. Na przykład Y15Pb jest zbliżona do amerykańskiej 12L14.
• 06Cr19Ni10 i 06Cr17Ni12Mo2 to stale nierdzewne, odpowiedniki AISI 304 i 316. Chińskie dokumenty często podają je w systemie japońskim: SUS304 i SUS316.

Na każdy wytop huta wystawia świadectwo z numerem wytopu, składem chemicznym i właściwościami mechanicznymi stali. Rodzaje takich dokumentów określa europejska norma EN 10204. W Chinach jej odpowiednikiem jest GB/T 18253, identyczna z międzynarodową ISO 10474, z tymi samymi rodzajami dokumentów i tą samą numeracją. Pierwsza cyfra rodzaju pokazuje, na czym opierają się wyniki: 2 oznacza bieżącą kontrolę produkcji wytwórcy, 3 — badania właśnie tych wyrobów, które są dostarczane. Dla kupującego najważniejsze są dwa rodzaje.

Istnieją też rodzaj 2.1 — deklaracja zgodności z zamówieniem bez wyników badań — oraz rodzaj 3.2, taki sam jak 3.1, ale z wynikami dodatkowo potwierdzonymi przez inspektora kupującego lub niezależną jednostkę inspekcyjną. Jeśli potrzebują Państwo świadectwa 3.1 dla materiału partii, prosimy zaznaczyć to w zapytaniu. Powłoce i badaniu w mgle solnej poświęcony jest artykuł „Materiały i wykończenie”.

Końcówki kołnierzowe Code 62 według SAE J518, znane też jako ISO 6162-2, są przewidziane na ciśnienie 42 MPa (420 bar) we wszystkich rozmiarach. Kołnierze Code 61 mają niższe ciśnienie nominalne, które na dodatek maleje wraz ze wzrostem rozmiaru. Aby wytrzymać 420 bar, głowicę kołnierza Code 62 wykonuje się o większej średnicy i grubszą, a śruby rozstawia się szerzej. Na przykład w końcówce 2″ głowica Code 61 ma średnicę 71,4 mm i grubość 9,53 mm, a głowica Code 62 ma średnicę 79,4 mm i grubość 12,57 mm. Dlatego nie są one zamienne z kołnierzami Code 61.

Półwyrób końcówki kołnierzowej się kuje. Głowica kołnierza jest znacznie szersza od części chwytowej, w małych rozmiarach ponad dwukrotnie, i przy toczeniu części z pręta o średnicy głowicy większość metalu poszłaby w wióry. Co ważniejsze, w odkuwce włókna metalu opływają przejście od głowicy do części chwytowej. To najbardziej obciążone miejsce części: półkołnierze naciskają na tył głowicy, a od wewnątrz działa ciśnienie z pulsacjami.

Najostrzejsze wymagania obróbkowe dotyczą czoła uszczelniającego i głowicy. Na czole norma dopuszcza tylko obwodowe ślady narzędzia o chropowatości nie większej niż Ra 3,2 µm, bo promieniowa rysa na tej powierzchni staje się drogą przecieku. Rowek pod O-ring toczy się dokładnie na wymiar, aby pierścień był ściśnięty o przewidzianą wartość. Grubość głowicy utrzymuje się w wąskiej tolerancji, w przeciwnym razie półkołnierze nie docisną jej równomiernie do przyłącza na całym obwodzie.

Końcówki kołnierzowe 6000 psi produkuje się w trzech wersjach: do węży oplotowych 1SN i 2SN, do węży spiralnych 4SH oraz w wersji interlock do węży ze zdjętą warstwą zewnętrzną. W wersji interlock tuleja podczas zaciskania zazębia się mechanicznie z króćcem, dlatego tuleję i króciec takiego połączenia wykonuje się jako dobraną parę.

Pracujemy w Zhuji, w miejscowości Diankou w prowincji Zhejiang. To jedno z największych w Chinach centrów obróbki metali: działają tu tysiące firm, od dużych zakładów po małe warsztaty wykonujące matryce i oprzyrządowanie. Dla produkcji końcówek oznacza to krótkie łańcuchy dostaw, bo pręty, drut, matryce i narzędzia skrawające są w tym samym powiecie.

• Podział według produktów i operacji. W Chinach produkcję zwykle się dzieli: zakład, który robi tuleje zaciskowe, nie toczy kołnierzy, a kuźnia dostarcza odkuwki do kilku warsztatów obróbczych. Każdy zakład ustawia sprzęt, ludzi i kontrolę pod swoją część, co daje cenę trudną do osiągnięcia w fabryce uniwersalnej. Jak jest to zorganizowane u nas, pokazuje strona „Fabryka”.
• Wysokie wykorzystanie maszyn. Automaty tokarskie i maszyny CNC pracują dzień i noc, a jeden operator zwykle obsługuje kilka maszyn. Dlatego duże serie wychodzą tanio, a w małej partii przezbrojenie stanowi zauważalną część ceny.
• Wspólny system numerów. Wiele chińskich zakładów używa tych samych numerów końcówek: 20411, 26711, 87611 i tak dalej. Numer z katalogu jednego zakładu jest zwykle zrozumiały dla innego, a nasz katalog zachowuje te numery. Same części wykonuje się według norm międzynarodowych — SAE, ISO, DIN, BS i JIS — natomiast materiały oznacza się według chińskich norm GB/T.
• Różne ceny tej samej pozycji. Ta sama pozycja katalogu może w różnych zakładach wyraźnie różnić się ceną, a różnica prawie zawsze tkwi w tym, czego nie widać na zdjęciu: w gatunku stali, wyżarzaniu tulei, dokładności gwintów, grubości cynku i rodzaju pasywacji.

Dlatego przy wyborze dostawcy, także nas, warto zadać kilka pytań.

1. Z jakiej stali wykonano części i czy jest na nią atest.
2. Czy tuleje zaciskowe są wyżarzane po spęczaniu i jak sprawdza się ich twardość.
3. Czym i jak często sprawdza się gwinty i gniazda.
4. Jaka jest grubość cynku, jaka pasywacja jest stosowana i ile godzin powłoka wytrzymuje w mgle solnej do pojawienia się białej korozji.
5. Jak oznacza się partię i czy na podstawie oznaczenia można odnaleźć jej sprawozdanie z badań.