Detalizēts ievads augstas stiprības un pret koroziju izturīgu skrūvju virsmas apstrādē

Pareiza virsmas apstrādes izvēle ir ļoti svarīga stiprinājumu projektēšanā un izvēlē. Ir pieejams plašs virsmas apstrādes procesu klāstsstiprinājumi. Projektētājiem jāizvēlas ekonomiski un saderīgi risinājumi atbilstoši ekspluatācijas apstākļiem, korozijas izturības prasībām, montāžas veiktspējai, temperatūras videi, vides aizsardzības standartiem un izmaksu budžetiem. Lielākā daļa komerciālo stiprinājumu ir izgatavoti no oglekļa tērauda vai leģētā tērauda, ​​kas ir jutīgi pret koroziju. Pat stiprinājumiem, kas ražoti no korozijizturīgiem materiāliem, ir nepieciešama virsmas apstrāde, lai izolētu korozīvu vidi un aizkavētu oksidēšanos.

Stiprinājumu pārklājumiem jābūt ar spēcīgu adhēziju, bez atlobīšanās montāžas un demontāžas laikā, kā arī ar atbilstošu biezumu, kas netraucē vītnes saķeri. Turklāt lielākajai daļai pārklājumu temperatūras izturības robeža ir zemāka nekā pamata tērauda materiālam; tāpēc atlases laikā jāņem vērā ekspluatācijas temperatūra. Papildus izskatam un pretkorozijas funkcijām virsmas apstrāde lielā mērā ietekmē stiprinājumu stiprināšanas veiktspēju, īpaši griezes momenta priekšslodzes spēka konsekvenci. Profesionāls dizains vispusīgi līdzsvaro izturību pret koroziju, montāžas izgatavojamību, darbības stabilitāti un atbilstību videi. Šajā rakstā ir aprakstīti galvenie virsmas apstrādes procesi augstas stiprības un korozijizturīgiem stiprinājumiem.

1. Elektrocinkošana

Elektrocinkošana ir visplašāk izmantotais komerciālo stiprinājumu pārklājums. Tas ir rentabls ar glītu izskatu, un tas ir pieejams vairākos apdares veidos, tostarp baltā cinka, dzeltenā cinka, melnā cinka un olīvu tumšā krāsā. Tomēr tas piedāvā salīdzinoši vāju izturību pret koroziju starp cinka pārklājumiem. Parastās elektrocinkošanas neitrālā sāls izsmidzināšanas (NSS) kalpošanas laiks ir 72 stundas. Izmantojot uzlabotos blīvēšanas līdzekļus, sāls izsmidzināšanas pretestība var pārsniegt 200 stundas, bet izmaksas ir 5 līdz 8 reizes augstākas nekā parastajai cinkošanai.

Galvanizācijas process viegli izraisa ūdeņraža trauslumu. Attiecīgi augstas stiprības 10.9 un augstākas klases skrūvēm parasti ir aizliegts veikt parasto elektrocinkošanu. Lai gan cepšanas dehidrogenēšana ir iespējama, pasivēšanas plēve tiks bojāta virs 60 grādiem. Tādējādi dehidrogenēšana jāveic pēc galvanizācijas un pirms pasivēšanas, kas rada sarežģītu darbību un augstas izmaksas. Lielākā daļa ražotāju neveic dehidrogenēšanu, ja vien to īpaši nepieprasa klienti.

Elektrocinkotiem stiprinājumiem ir slikta un nestabila griezes momenta priekšslodzes konsekvence, tāpēc tos parasti neizmanto kritiskiem konstrukcijas savienojumiem. Lai uzlabotu griezes momenta stabilitāti un priekšslodzes konsistenci, pēc pārklājuma var uzklāt smērvielas pārklājumu.

2. Fosfatēšana

Fosfēšana ir lētāka nekā elektrocinkošana, taču nodrošina zemāku pamata izturību pret koroziju. Efektīvai aizsardzībai tai jābūt ar eļļas blīvējumu. Parastā pretrūsas eļļa nodrošina tikai 10 līdz 20 stundu NSS izturību, savukārt augstas kvalitātes pretrūsas eļļa to var pagarināt līdz 72 līdz 96 stundām par 2 līdz 3 reizēm dārgāk.

Stiprinājumiem tiek izmantoti divi galvenie fosfatēšanas veidi: cinka fosfatēšana un mangāna fosfatēšana. Cinka fosfatēšana nodrošina izcilu eļļošanu precīzai montāžai, savukārt mangāna fosfatēšana nodrošina izcilu izturību pret koroziju un nodilumizturību ar darba temperatūras diapazonu no 107 grādiem līdz 204 grādiem (225 ° F līdz 400 ° F).

Lielākā fosfatēšanas priekšrocība ir lieliska griezes momenta priekšslodzes konsistence, nodrošinot stabilu un precīzu montāžas priekšslodzi. To plaši izmanto kritiskos rūpnieciskos savienojumos, piemēram, tērauda konstrukciju mezglos, dzinēja savienojuma stieņa skrūvēs, cilindra galvas skrūvēs, galveno gultņu stiprinājumu stiprinājumos, spararata un riteņu skrūvēs. Turklāt fosfatēšana neizraisa ūdeņraža trauslumu, padarot to par standarta virsmas apstrādi 10.9. klases un augstākas augstas stiprības skrūvēm.

3. Oxide Bluing (melnā oksīda pārklājums)

Bluing plus eļļas blīvējums ir viszemāko izmaksu virsmas apstrāde rūpnieciskajiem stiprinājumiem ar glītu izskatu, kas piemērota sausām iekštelpu vidēm. Pašai melnā oksīda plēvei gandrīz nav pretkorozijas spēju, un tā pilnībā paļaujas uz virsmas aizsardzību pret eļļu. Bez eļļas virsma ātri rūsē. Eļļas blīvējuma zilo stiprinājumu NSS pretestība ir tikai 3 līdz 5 stundas.

Zilajiem stiprinājumiem ir slikta griezes momenta priekšslodzes konsistence. Eļļošanas smērviela, kas uzklāta uz vītņu virsmām pirms montāžas, var uzlabot saķeres kvalitāti un priekšslodzes stabilitāti.

4. Kadmija pārklāšana

Kadmija pārklājums nodrošina izcilu izturību pret koroziju, īpaši izcilu sāls izsmidzināšanas veiktspēju jūras vidē salīdzinājumā ar tradicionālajām apstrādēm. Tomēr tā notekūdeņu attīrīšana ir sarežģīta un videi bīstama ar ārkārtīgi augstām ražošanas izmaksām, kas ir aptuveni 15 līdz 20 reizes lielākas nekā elektrocinkošanai. Tas ir pieņemts tikai ekstremālos ekspluatācijas apstākļos, piemēram, urbšanas platformās atklātā jūrā un kosmosa stiprinājumiem, un to reti izmanto vispārējās nozarēs. Kadmija pārklājums arī izraisa ūdeņraža trauslumu un nav piemērots ultra-augstas stiprības skrūves.

5. Hromēšana

Hroma pārklājumi ir ķīmiski stabili atmosfēras vidē ar izcilu spīduma saglabāšanu, augstu cietību un izcilu nodilumizturību. Uz stiprinājumiem hromēšana galvenokārt tiek izmantota dekoratīviem nolūkiem. To reti izmanto lieljaudas pretkorozijas lietojumiem, jo ​​​​tas ir salīdzināmas ar nerūsējošā tērauda augstām izmaksām. To lieto tikai tad, ja nerūsējošais tērauds neatbilst izturības prasībām.

Lai nodrošinātu adhēziju un izturību pret koroziju, hromēšanai ir nepieciešams vara un niķeļa pārklājums. Pārklājums var izturēt augstu temperatūru līdz 650 grādiem (1200 grādiem F), bet ūdeņraža trauslums joprojām ir potenciāls risks augstas stiprības skrūvēm.

6. Sudraba pārklājums un niķelēšana

Sudraba pārklājums nodrošina gan izturību pret koroziju, gan cietu eļļošanu. Tas uztur stabilu veiktspēju temperatūrā līdz 870 grādiem (1600 F) un efektīvi novērš vītnes oksidēšanos un aizķeršanos augstas temperatūras apstākļos. Izmaksu ierobežojumu dēļ to galvenokārt izmanto uzgriežņiem un mazām precīzijas skrūvēm augstas temperatūras iekārtās.

Niķelēšana galvenokārt tiek izmantota scenārijiem, kuros nepieciešama gan izturība pret koroziju, gan elektrovadītspēja, piemēram, transportlīdzekļu akumulatoru spaiļu stiprinājumi.

7. Karstā cinkošana (HDG)

Karstā cinkošana ir augstas temperatūras termiskās difūzijas cinka pārklājums ar biezumu no 15 līdz 100 μm un izcilu izturību pret koroziju, ko plaši izmanto smagām āra inženiertehniskajām iekārtām. Tas cieš no slikta biezuma viendabīguma un nopietna vides piesārņojuma, ko ražošanas laikā izraisa cinka atliekas un cinka tvaiki.

Biezais pārklājums bieži izraisa vītnes iestrēgšanu un apgrūtinātu piesaisti. Izplatītākie risinājumi ietver iekšējo vītņu piespiešanu pēc cinkošanas (kas bojā daļēju pārklājumu un samazina izturību pret koroziju) vai uzgriežņu vītņu caurumu iepriekšēju palielināšanu par 0,16 līdz 0,75 mm (M5–M30) pirms cinkošanas (kas nedaudz samazina konstrukcijas izturību). Spiralock pretatslābšanas vītnes dizains var atrisināt šo problēmu, uzņemot biezus pārklājumus, vienlaikus saglabājot pilnīgu izturību pret koroziju un mehānisko izturību.

Augstās apstrādes temperatūras dēļ mainās metalogrāfiskā struktūratermiski apstrādātas skrūves, karstā cinkošana ir aizliegta 10.9 un augstākas klases stiprinājumiem.

8. Pulverveida cinka difūzija

Pulvercinka difūzija ir cietvielu metalurģiskas termiskās difūzijas process, kas veido vienmērīgus pārklājumus uz sarežģītām virsmām, piemēram, vītnēm un akliem caurumiem. Pārklājuma biezums svārstās no 10 līdz 110 μm ar biezuma kļūdu, kas tiek kontrolēta 10% robežās. No visām uz cinku balstītajām apstrādēm tas nodrošina visaugstāko saķeres stiprību un korozijas stabilitāti bez piesārņojuma un bez ūdeņraža trausluma, kas ir ideāli piemērots augstas precizitātes, augstas stiprības un augstas korozijas izturības stiprinājumiem.

9. Dacromet pārklājums

Dacromet (cinka-hroma pārklājums) ir nulles ūdeņraža trausluma risks un lieliska griezes momenta priekšslodzes konsistence. Tas nodrošina izcilu izturību pret sāls izsmidzināšanu, stabilitāti augstā temperatūrā un izturību pret ķīmisko koroziju, kā arī efektīvi novērš galvanisko koroziju un oksidatīvo trauslumu, ko izraisa atšķirīgs metāla kontakts. Izņemot sešvērtīgā hroma vides ierobežojumus, tas ir viens no labākajiem virsmas apstrādes veidiem augstas stiprības stiprinājumiem, kuriem nepieciešama īpaša izturība pret koroziju.

Parastās Dacromet klases ietver 9028, G917 un G980, kas ir pieejamas sudraba un melnā krāsā. Grade 9028 ir ekonomiska formula parastai aizsardzībai pret koroziju; G917 piedāvā izcilu ķīmisko izturību sarežģītā vidē; G980 nodrošina izcilu augstas temperatūras izturību nepārtrauktai darbībai virs 200 grādiem.

Atbilstoši ELV, WEEE un RoHS vides direktīvām Dacromet tiek plaši izmantots automobiļu, sadzīves tehnikas un būvniecības nozarēs. Tas ir piemērots augstas temperatūras un stipri kodīgām sastāvdaļām, piemēram, automobiļu izplūdes siltuma vairogiem, radiatoriem, šasijas daļām, gāzes skaitītājiem un jūras aprīkojumam.