Кріпленняє найпоширенішими частинами механічного обладнання, які використовуються для кріплення з'єднань. Усі вони використовуються в певних середовищах, і довготривала взаємодія між кріпленнями та навколишнім середовищем завжди спричиняє зміни в їхньому стані та продуктивності. Зміна, тобто корозія, є однією з основних форм несправності кріплення. Легка корозія кріпильних елементів вплине на роз'ємність і повторне встановлення різьблення, а сильна корозія пошкодить міцність з'єднання між компонентами і навіть призведе до раптової поломки заготовок, що призведе до катастрофічних наслідків. Тому захист від корозії кріплень завжди хвилював усіх. тема.
Антикорозійна технологія, яка зазвичай використовується для кріплень
Зазвичай використовувана антикорозійна технологія для кріплень. Антикорозійна обробка кріплень, як правило, утворює покривний шар або антикорозійний шар на поверхні заготовки певним способом, щоб запобігти впливу зовнішнього середовища на сам кріпильний елемент і досягти ефект корозійної стійкості. Існує чотири основні антикорозійні технології для кріплення: технологія обробки шару плівки, технологія покриття металу, технологія покриття та зміни внутрішньої структури металу (наприклад, нержавіючої сталі).
1. Технологія обробки плівки
Технологія обробки плівки в основному відноситься до процесу формування стабільної хімічної (електрохімічної) конверсійної плівки на поверхні металу хімічними або електрохімічними методами. Наприклад, у міських залізничних транспортних засобах обробка плівковим шаром кріпильних елементів здебільшого оброблена чорним/синім кольором і оброблена фосфатуванням.
1.1, чорно-синій
У концентрованому лужному розчині, що містить окислювач, після певного періоду обробки при температурі близько 140°С відбувається процес утворення хімічної оксидної плівки на поверхні сталевої деталі (в основному складається з Fe, O,).
Технічні характеристики обробки чорніння/посиніння:
1) Товщина плівки становить 0.5-1,5 мкм.
2) Тест на нейтральний сольовий туман (NSS) зазвичай триває лише 2–5 годин. У цей час шар оксидної плівки зруйновано, і навіть з’явиться велика кількість іржі, як показано на малюнку 1.
3) Низька сприйнятливість до водневої крихкості, можна використовувати як високоміцні болти.
4) Як кріпильний елемент, його крутний момент і зусилля попереднього затягування погані.
5) Колір яскравіший, а декоративний ефект кращий.
6) Низька вартість.
1.2. Лікування фосфатуванням
Процес занурення сталевих деталей у розчин, що містить марганець, фосфорну кислоту, фосфат та інші реагенти, для утворення на поверхні металу шару фосфатної конверсійної плівки, нерозчинної у воді, називається фосфатуванням. Технічні характеристики фосфатування.
1) Шар плівки міцно з’єднаний з підкладкою (товщина 1-50 мкм).
2) NSS може досягати 10~20 годин, навіть 72 години.
3) Низька механічна міцність і крихкість.
4) Як кріплення, його узгодженість крутного моменту і попереднього натягу дуже хороша.
5) Колір світло-сірий та інші темні кольори, а декоративний ефект поганий.
6) Схильність до водневої крихкості низька, тому його можна використовувати як високоміцні болти.
7) Вартість нижча.
2. Технологія нанесення металевих покриттів
Технологія нанесення металевого покриття — це переважно процес обробки поверхні, який використовує технологію нанесення покриття для формування тонкого металевого шару на поверхні металевих матеріалів для надання металевим матеріалам декоративних або захисних властивостей. У міських рейкових транспортних засобах технологія металевого покриття кріпильних деталей переважно оцинкована та інші спеціальні металеві покриття (хромування, нікель, кадміювання, посріблення тощо).
2.1 Оцинкований
Цинк і залізо можуть розчиняти один одного, а його стандартний електродний потенціал становить -0,76 В. Для сталевої підкладки цинкове покриття є анодним, яке може краще захистити сталеву підкладку. Тому в кріпильних виробах широко використовується технологія цинкування. Існує три широко використовувані методи цинкування: гаряче цинкування, електрогальванізація та механічне цинкування.
2.1.1 Гаряче цинкування
Гаряче цинкування означає, що сталеві деталі занурюють у розплавлений рідкий цинк, у результаті чого на поверхні заготовки відбувається низка фізичних і хімічних реакцій, утворюючи тим самим металевий оцинкований шар. Товщина покриття гарячого цинкування дуже товста (до 30-60 мкм), а його стійкість до корозії дуже добра. Він широко використовується в сталевих частинах, які використовуються на відкритому повітрі протягом тривалого часу (наприклад, телевізійні вежі, огорожі на магістралях тощо). Для кріплень гаряче цинкування зазвичай підходить для болтів M6 і вище, але воно не може використовуватися для високоміцних кріплень, головним чином тому, що робоча температура процесу гарячого цинкування дуже висока (400C~ 500C), це легко гартується і розм'якшується високоміцний кріплення.
2.1.2 Оцинкування
Електрогальванізація використовує електроліз для утворення рівномірного, щільного і добре зв’язаного оцинкованого шару на поверхні сталевих деталей. Товщина цинкового шару електрогальванічного покриття є відносно тонкою (5 ~ 30 мкм), а його корозійна стійкість є найгіршою при оцинкованій антикорозійній обробці. широко використовується в додатках. Оскільки електрооцинковка має високу схильність до водневої крихкості, і її важко повністю дегідрувати (поверхня електрооцинкованого шару буде відшаровуватися або відпадати вище 100C), тому електрооцинковку не можна використовувати для високоміцного кріплення.
2.1.3 Механічне цинкування
Механічне цинкування відноситься до процесу обробки поверхні залізних і сталевих деталей з використанням ударного середовища для впливу на поверхню сталевих деталей під дією хімічних речовин, таких як цинковий порошок, диспергатор і прискорювач, для утворення оцинкованого шару. Товщина механічного оцинкованого шару зазвичай становить 5-50 мкм, поверхня покриття щільна та рівномірна, декоративний ефект хороший, а стійкість до корозії чудова; і покриття не має недоліків гарячого цинкування та електрогальванізації, таких як високотемпературний відпуск та воднева крихкість. Процес обробки поверхні особливо підходить для захисту кріплень від корозії.
2.2. Інші металеві покриття
2.2.1 Хромування
Хром як металеве покриття має характеристики міцної адгезії, хорошої зносостійкості, відмінного декоративного ефекту та високої термостійкості (може використовуватися зазвичай нижче 500C), тому хромове покриття використовується як металеве покриття для кріплень. дуже ідеально.
Хромування має в основному такі недоліки:
1) Процес складний, нікель або мідь повинні бути покриті перед хромуванням.
2) Дорого.
3) Хромоване покриття є твердим, крихким і легко відпадає.
2.2.2 Нікелювання
Як металеве покриття нікель має хорошу електропровідність, високу твердість, гарний декоративний ефект і гарну термостійкість (зазвичай його можна використовувати при температурах нижче 600C), тому для кріплення ідеально використовувати нікель.
Нікелювання має в основному такі недоліки:
1) Процес є складним, і мідь повинна бути покрита перед хромуванням.
2) Нікелеве покриття пористе, і корозія підкладки прискорюється, коли покриття тонке.
3) Дорого.
2.2.3 Кадміювання
Як металеве покриття кадмій є анодним покриттям, яке має сильну корозійну стійкість у соляній кислоті, низьку водневу крихкість і гарні декоративні ефекти. Це особливо підходить для кріплень, які використовуються в морських умовах (наприклад, швидка прошивка).
Кадміювання має в основному такі недоліки:
① Забруднення навколишнього середовища є високим, а газ і розчинні солі кадмію, що утворюються під час плавлення кадмію, є отруйними.
②Ціна дорога.
2.2.4 Посріблення
Як металеве покриття срібло має чудову електропровідність, чудові властивості відбиття, хорошу змащувальну здатність і чудову термостійкість (зазвичай його можна використовувати при температурах нижче 870C), тому сріблення широко використовується в галузі електроніки, високочастотних компонентів тощо. (наприклад, електропровідні болти генератора, вивідні клеми акумулятора автомобіля).
Посріблення в основному має такі недоліки:
① Процес є складним, і мідь повинна бути покрита перед посрібленням.
②Ціна дуже висока.
2.2.5 Оцинкований нікель
Цинк-нікелеве композитне покриття - це новий тип покриття з металевого сплаву, розроблений на основі процесу обробки поверхні цинкування, який має багато переваг.
1) NSS до 500 - 1500год.
2) Електродний потенціал покриття знаходиться між Fe і Zn, що більше підходить для складання алюмінієвих деталей.
3) Твердість покриття висока, а декоративний ефект дуже хороший.
4) Водневої крихкості практично немає, і його можна використовувати для високоміцного кріплення.
5) Хороша термостійкість (можна використовувати зазвичай нижче 8009C).
Основним недоліком нинішнього цинк-нікелевого покриття є вища ціна (приблизно в 6 разів дорожча за цинкування), але його відмінні повні характеристики все більше і більше визнаються людьми.
3. Технологія нанесення покриттів
Технологія нанесення покриття стосується нанесення на поверхню об’єктів певного обладнання та методів специфічних покриттів для утворення щільної, безперервної та рівномірної плівки на поверхні, яка потім висушується та затверджується природними або штучними методами для надання захисних або декоративних властивостей. Технологія обробки поверхні функціональних покриттів.
У кріпильних виробах найбільш широко використовуваною технологією покриття є технологія цинк-хромового покриття, яка є різновидом покриття, утвореного на поверхні сталевих деталей шляхом нанесення цинк-хромового покриття на сталеві деталі та їх запікання в повністю замкнутому контурі. Шар, також званий обробкою дакрометом, який має такі чудові характеристики.
1) NSS може досягати 500 ~ 1000 годин.
2) Хороша проникність.
3) Відсутність сприйнятливості до водневої крихкості.
4) Забруднення навколишнього середовища низьке.
5) Як кріплення, його узгодженість крутного моменту і попереднього натягу дуже хороша.
6) Ціна помірна (приблизно вдвічі дорожча за оцинковану).
Лікування Дакрометом в основному має такі недоліки:
1) Низька зносостійкість (твердість всього 1 H).
2) Колір один (тільки сріблясто-білий і сріблясто-сірий), а декоративний ефект поганий.
3) Погана провідність, не підходить для деталей з струмопровідними з'єднаннями.
4. Зміна організаційної форми стали
4.1 Зміни складу (наприклад, нержавіюча сталь)
Нержавіюча сталь - це абревіатура нержавіючої кислотостійкої сталі, яка має чудову стійкість до корозії та хороший декоративний ефект і широко використовується в різних сферах. Загальноприйнято вважати, що механізм стійкості до корозії нержавіючої сталі в основному полягає в наступному.
1) Коли вміст Cr перевищує 13 відсотків, електродний потенціал сталі підвищиться від негативного потенціалу електрода до позитивного потенціалу електрода, роблячи саму сталеву матрицю «інертною»;
2) Cr утворює щільну збагачену Cr пасивуючу плівку на поверхні сталі, тим самим додатково захищаючи підкладку.
3) Нержавіюча сталь поділяється на: мартенситну сталь, феритну сталь, аустенітну сталь, аустенітно-ферритну нержавіючу сталь тощо, серед яких аустенітна нержавіюча сталь має найкращу стійкість до корозії, наприклад нержавіюча сталь A2, A4.
Нержавіюча сталь в основному має такі недоліки: ①Межа текучості дуже низька (зазвичай не більше 300 МПа), що не підходить для з’єднання основних структурних частин.
②Він схильний до заїдання ниток. Коли болти з нержавіючої сталі затягуються, можна легко пошкодити поверхню різьби. У цей час він спонтанно утворює шар оксиду, який посилить зчеплення та фіксацію болтів.
③ схильність до міжкристалітної корозії. C і Cr у нержавіючій сталі утворюють сполуки при певній температурі, особливо поблизу межі зерна, що спричинить «бідну на Cr» ділянку на межі зерна, що призведе до корозії межі зерна.
④ Низька корозійна стійкість до середовища CI (крім нержавіючої сталі A4).
⑤ Ціна вища (приблизно в 4 рази вища за Dacromet).
4.2 Зміна стану термообробки
Матеріали із заліза та сталі є переважно багатофазними структурами (вторинні фази, такі як домішки, карбіди та інтерметалічні сполуки, зазвичай існують у сталі як катоди, а матриця Fe як аноди). Існує різниця потенціалів між фазами в багатофазній структурі, утворюючи корозійну мікробатарею. Друга фаза може бути фазою анодної пасивації або фазою катодного розчинення, обидві з яких впливатимуть на корозійну стійкість матриці.
Такий, як нержавіюча сталь, вона повинна бути дуже обережною при зварюванні та термічній обробці. Після того, як нержавіюча сталь піддається обробці високотемпературним розчином, вона нагрівається між 400C і 850C, і утворюється велика кількість CrsC. А Cr, C; Карбід осідає вздовж межі зерна, так що біля межі зерна утворюється бідна на Cr область. Карбід діє як катод корозійної комірки, а область, бідна хромом, діє як анод корозійної комірки, що призводить до корозії меж зерен, і її стійкість до корозії буде значно знижена.
