Крепежявляются наиболее распространенными частями механического оборудования, используемыми для крепления соединений. Все они используются в определенных средах, и длительное взаимодействие между крепежом и окружающей средой всегда будет вызывать изменения в их состоянии и производительности. Изменение, то есть коррозия, является одной из основных форм выхода из строя крепежных изделий. Легкая коррозия крепежных изделий повлияет на разъемность и повторную установку резьбы, а сильная коррозия нарушит прочность соединения между деталями и даже приведет к внезапному выходу из строя заготовок, что приведет к катастрофическим авариям. Поэтому антикоррозийность крепежа всегда волновала всех. тема о.
Антикоррозионная технология, обычно используемая для крепежа
Обычно используемая антикоррозионная технология для крепежных изделий. Антикоррозионная обработка крепежных изделий, как правило, формирует покрывающий слой или антикоррозионный слой на поверхности заготовки определенным методом для предотвращения влияния внешней среды на сам крепеж и достижения Эффект коррозионной стойкости. Существует четыре основных антикоррозионных технологии крепежных изделий: технология обработки пленочного слоя, технология покрытия металла, технология покрытия и изменение внутренней структуры металла (например, нержавеющей стали).
1. Технология обработки пленки
Технология обработки пленок в основном относится к процессу формирования стабильной химической (электрохимической) конверсионной пленки на поверхности металла химическими или электрохимическими методами. Например, в городских рельсовых транспортных средствах обработка крепежных деталей слоем пленки в основном представляет собой черно-синюю обработку и фосфатирование.
1.1, черный и синий
В концентрированном щелочном растворе, содержащем окислитель, после определенного периода обработки при температуре около 140°С происходит процесс образования на поверхности стальной детали химической оксидной пленки (в основном состоящей из Fe, O,).
Технические характеристики обработки чернением/воронением:
1) Толщина пленки 0.5-1,5 мкм.
2) Испытание в нейтральном солевом тумане (NSS) обычно занимает всего 2-5 часов. В это время слой оксидной пленки был разрушен, и даже появилось большое количество ржавчины, как показано на рисунке 1.
3) Низкая склонность к водородному охрупчиванию, возможность использования в качестве высокопрочных болтов.
4) В качестве крепежа его усилие предварительной затяжки плохое.
5) Цвет ярче и декоративный эффект лучше.
6) Низкая стоимость.
1.2. Фосфатирование
Процесс погружения стальных деталей в раствор, содержащий марганец, фосфорную кислоту, фосфат и другие реагенты, с образованием на поверхности металла слоя конверсионной фосфатной пленки, нерастворимой в воде, называется фосфатированием. Технические характеристики фосфатирования.
1) Слой пленки прочно связан с подложкой (толщиной 1-50 мкм).
2) NSS может достигать 10~20 часов, даже 72 часов.
3) Низкая механическая прочность и хрупкость.
4) В качестве крепежа его стабильность крутящего момента и предварительного натяга очень хорошая.
5) Цвет светло-серый и другие темные цвета, а декоративный эффект плохой.
6) Низкая склонность к водородному охрупчиванию, поэтому его можно использовать в качестве высокопрочных болтов.
7) Стоимость ниже.
2. Технология покрытия металла
Технология нанесения металлических покрытий — это в основном процесс обработки поверхности, в котором используется технология покрытия для формирования тонкого металлического слоя на поверхности металлических материалов для придания металлическим материалам декоративных или защитных свойств. В городских рельсовых транспортных средствах технология металлического покрытия крепежных изделий в основном оцинкована и имеет другие специальные металлические покрытия (хромирование, никелирование, кадмирование, серебрение и т. д.).
2.1 Оцинкованный
Цинк и железо могут растворять друг друга, и его стандартный электродный потенциал составляет -0,76 В. Для стальной подложки цинковое покрытие представляет собой анодное покрытие, которое может лучше защитить стальную подложку. Поэтому в крепежных изделиях широко применяется технология цинкования. Существует три широко используемых метода цинкования: горячее цинкование, электроцинкование и механическое цинкование.
2.1.1 Горячее цинкование погружением
Горячее цинкование означает, что стальные детали погружаются в расплавленный жидкий цинк, так что на поверхности заготовки происходит ряд физических и химических реакций, в результате чего образуется металлический оцинкованный слой. Толщина покрытия горячего цинкования очень большая (до 30-60 мкм), а его коррозионная стойкость очень хорошая. Он широко используется в стальных деталях, которые долгое время используются на открытом воздухе (например, в телевышках, ограждениях шоссе и т. д.). Для крепежных изделий горячее цинкование обычно подходит для болтов M6 и выше, но его нельзя использовать для высокопрочных крепежных изделий, в основном из-за того, что рабочая температура процесса горячего цинкования очень высока (400°C ~ 500°C). легко закаляется и размягчается высокопрочными крепежными элементами.
2.1.2 Цинкование
При гальваническом цинковании используется электролиз для образования однородного, плотного и хорошо сцепленного оцинкованного слоя на поверхности стальных деталей. Толщина слоя цинка при гальваническом цинковании относительно мала (5~30 мкм), а его коррозионная стойкость является наихудшей при гальванизированной антикоррозионной обработке. широко используется в приложениях. Так как электроцинковка имеет высокую подверженность водородному охрупчиванию, а полностью дегидрировать ее трудно (поверхность электроцинкового слоя будет отслаиваться или отваливаться выше 100С), поэтому электроцинковку нельзя использовать для высокопрочных крепежных изделий.
2.1.3 Механическое цинкование
Механическое цинкование относится к процессу обработки поверхности железных и стальных деталей с использованием ударной среды для воздействия на поверхность стальных деталей под действием химических веществ, таких как порошок цинка, диспергатор и ускоритель, для формирования слоя гальванического покрытия. Толщина механического оцинкованного слоя обычно составляет 5-50 мкм, поверхность покрытия плотная и однородная, декоративный эффект хороший, коррозионная стойкость отличная; и покрытие не имеет недостатков горячего цинкования и электрогальванического цинкования, таких как высокотемпературный отпуск и водородное охрупчивание. Процесс обработки поверхности, особенно подходящий для защиты от коррозии крепежных изделий.
2.2. Другие металлические покрытия
2.2.1 Хромирование
Хром в качестве металлического покрытия обладает характеристиками сильной адгезии, хорошей износостойкостью, отличным декоративным эффектом и высокой термостойкостью (обычно его можно использовать при температуре ниже 500 ° C), поэтому хромовое покрытие используется в качестве металлического покрытия для крепежных изделий. очень идеально.
Хромирование в основном имеет следующие недостатки:
1) Процесс сложный, никель или медь должны быть покрыты перед хромированием.
2) Дорого.
3) Хромированное покрытие твердое, хрупкое и легко отваливается.
2.2.2 Никелирование
В качестве металлического покрытия никель обладает хорошей электропроводностью, высокой твердостью, хорошим декоративным эффектом и хорошей термостойкостью (обычно его можно использовать при температуре ниже 600 ° C), поэтому идеально использовать никелирование для крепежных изделий.
Никелирование в основном имеет следующие недостатки:
1) Процесс сложный, и медь должна быть покрыта перед хромированием.
2) Никелевое покрытие пористое, и коррозия подложки будет ускоряться, когда покрытие тонкое.
3) Дорого.
2.2.3 Кадмирование
В качестве металлического покрытия кадмий представляет собой анодное покрытие, обладающее высокой коррозионной стойкостью к соляной кислоте, низким водородным охрупчиванием и хорошими декоративными эффектами. Он особенно подходит для крепежа, используемого в морской среде (например, для быстрой прошивки).
Кадмирование в основном имеет следующие недостатки:
① Загрязнение окружающей среды сильное, а газ и растворимые соли кадмия, образующиеся при плавлении кадмия, ядовиты.
②Цена дорогая.
2.2.4 Серебряное покрытие
В качестве металлического покрытия серебро обладает отличной электропроводностью, отличными отражающими свойствами, хорошей смазывающей способностью и отличной термостойкостью (обычно его можно использовать при температуре ниже 870°C), поэтому серебряное покрытие широко используется в области электроники, высокочастотных компонентов и т. д. (например, токопроводящие болты генератора, выводные клеммы автомобильного аккумулятора).
Серебряное покрытие в основном имеет следующие недостатки:
① Процесс сложен, и медь должна быть покрыта перед серебрением.
②Цена очень дорогая.
2.2.5 Оцинкованный никель
Цинк-никелевое композитное покрытие представляет собой новый тип покрытия из легированного металла, разработанный в процессе обработки поверхности цинкования, который имеет много преимуществ.
1) NSS до 500 - 1500ч.
2) Электродный потенциал покрытия находится между Fe и Zn, что больше подходит для сборки алюминиевых деталей.
3) Твердость покрытия высокая, декоративный эффект очень хороший.
4) Практически отсутствует водородное охрупчивание, можно использовать для высокопрочного крепежа.
5) Хорошая термостойкость (обычно можно использовать при температуре ниже 800 °C).
Основным недостатком существующего цинко-никелевого покрытия является более высокая цена (примерно в 6 раз больше, чем у цинкового покрытия), но его отличные комплексные характеристики все больше и больше признаются людьми.
3. Технология покрытия
Под технологией нанесения покрытий понимается нанесение на поверхность предметов с помощью определенного оборудования и методов специфических покрытий с образованием на поверхности плотной, сплошной и однородной пленки, которая затем высушивается и отверждается естественным или искусственным способом для придания защитных или декоративных свойств. Технология обработки поверхностей функциональными покрытиями.
В крепежных изделиях наиболее широко используемой технологией покрытия является технология цинко-хромового покрытия, которая представляет собой вид покрытия, формируемого на поверхности стальных деталей путем нанесения цинко-хромовых покрытий на стальные детали и их обжига в полностью замкнутом цикле. Слой, также называемый обработкой dacromet, который имеет следующие превосходные характеристики.
1) NSS может достигать 500 ~ 1000 часов.
2) Хорошая проходимость.
3) Отсутствие склонности к водородному охрупчиванию.
4) Загрязнение окружающей среды низкое.
5) В качестве крепежа его стабильность крутящего момента и предварительного натяга очень хорошая.
6) Цена умеренная (примерно в два раза больше, чем у оцинковки).
Лечение дакрометом в основном имеет следующие недостатки:
1) Плохая износостойкость (твердость всего 1 H).
2) Цвет однотонный (только серебристо-белый и серебристо-серый), декоративный эффект плохой.
3) Плохая проводимость, не подходит для деталей с токопроводящими соединениями.
4. Изменить организационную форму стали
4.1 Изменения в составе (например, нержавеющая сталь)
Нержавеющая сталь — это аббревиатура нержавеющей кислотостойкой стали, которая обладает отличной коррозионной стойкостью и хорошим декоративным эффектом и широко используется в различных областях. Обычно считается, что механизм коррозионной стойкости нержавеющей стали в основном заключается в следующем.
1) Когда содержание Cr превышает 13 процентов, электродный потенциал стали повышается от потенциала отрицательного электрода до потенциала положительного электрода, делая саму стальную матрицу «инертной»;
2) Cr образует плотную богатую хромом пассивирующую пленку на поверхности стали, дополнительно защищая подложку.
3) Нержавеющая сталь делится на: мартенситную сталь, ферритную сталь, аустенитную сталь, аустенитно-ферритную нержавеющую сталь и т. д., среди которых аустенитная нержавеющая сталь обладает наилучшей коррозионной стойкостью, например нержавеющая сталь А2, А4.
Нержавеющая сталь в основном имеет следующие недостатки: ①Очень низкий предел текучести (как правило, не более 300 МПа), что не подходит для соединения основных конструкционных деталей.
②Склонен к заеданию резьбы. Когда болты из нержавеющей стали затягиваются, легко повредить поверхность резьбы. В это время он самопроизвольно создаст слой оксидного слоя, который усилит адгезию и фиксацию болтов.
③ склонны к межкристаллитной коррозии. C и Cr в нержавеющей стали будут образовывать соединения при определенной температуре, особенно вблизи границы зерен, что вызовет «область с низким содержанием хрома» на границе зерен, что приведет к коррозии по границам зерен.
④ Плохая коррозионная стойкость к среде CI (кроме нержавеющей стали A4).
⑤ Цена выше (примерно в 4 раза больше, чем у Dacromet).
4.2 Изменения состояния термообработки
Материалы из железа и стали в основном представляют собой многофазные структуры (вторичные фазы, такие как примеси, карбиды и интерметаллические соединения, обычно присутствуют в стали в виде катодов, а матрица Fe — в виде анодов). Между фазами в многофазной структуре существует разность потенциалов, образующая коррозионную микробатарею. Вторая фаза может быть фазой анодной пассивации или фазой катодного растворения, обе из которых будут влиять на коррозионную стойкость матрицы.
Например, нержавеющая сталь, она должна быть очень осторожной при сварке и термической обработке. После того, как нержавеющая сталь подвергается высокотемпературной обработке на твердый раствор, ее нагревают от 400 до 850°С, при этом образуется большое количество CrsC. И Сг, С; Карбид будет осаждаться вдоль границы зерна, так что вблизи границы зерна образуется область с низким содержанием хрома. Карбид действует как катод ячейки коррозии, а область с низким содержанием хрома действует как анод ячейки коррозии, что приводит к коррозии по границам зерен, и его коррозионная стойкость будет значительно снижена.
