Fästelementär de vanligaste delarna av mekanisk utrustning som används för att fästa anslutningar. De används alla i specifika miljöer, och den långsiktiga interaktionen mellan fästelement och miljön kommer alltid att orsaka förändringar i deras tillstånd och prestanda. Förändring, det vill säga korrosion, är en av huvudformerna av fel på fästelement. Lätt korrosion av fästelement kommer att påverka löstagbarheten och upprepad installation av gängor, och allvarlig korrosion kommer att skada styrkan i anslutningen mellan komponenter och till och med leda till plötsligt fel på arbetsstycken, vilket resulterar i katastrofala olyckor. Därför har korrosionsskyddet av fästelement alltid varit en stor oro för alla. ämne för.
Anti-korrosionsteknik som vanligtvis används för fästelement
Vanligt använda korrosionsskyddsteknik för fästelement. Korrosionsbehandlingen av fästelement bildar i allmänhet ett täckskikt eller ett korrosionsskyddande skikt på arbetsstyckets yta genom en viss metod för att förhindra påverkan av den yttre miljön på själva fästelementet och uppnå effekten av korrosionsbeständighet. Det finns fyra huvudsakliga anti-korrosionsteknologier för fästelement: filmskiktsbehandlingsteknik, metallbeläggningsteknik, beläggningsteknik och ändring av metallens inre struktur (som rostfritt stål).
1. Filmbehandlingsteknik
Filmbehandlingsteknologi hänvisar huvudsakligen till processen att bilda en stabil kemisk (elektrokemisk) omvandlingsfilm på metallytan genom kemiska eller elektrokemiska metoder. Till exempel i stadsbanor är filmskiktsbehandlingen av dess fästelement mestadels svart/blå behandling och fosfatbehandling.
1.1, svart och blått
I en koncentrerad alkalisk lösning innehållande ett oxidationsmedel, efter en viss behandlingsperiod vid cirka 140C, processen att bilda en kemisk oxidfilm på ytan av ståldelen (huvudsakligen sammansatt av Fe, O,).
Tekniska egenskaper för svärtning/blånande behandling:
1) Filmtjockleken är 0.5-1.5 μm.
2) Det neutrala saltspraytestet (NSS) är vanligtvis bara 2 ~ 5 timmar. Vid denna tidpunkt har oxidfilmskiktet brutits, och till och med en stor mängd rost kommer att visas, som visas i figur 1.
3) Låg känslighet för väteförsprödning, kan användas som höghållfasta bultar.
4) Som fästelement är dess vridmomentförspännande kraftkonsistens dålig.
5) Färgen är ljusare och den dekorativa effekten är bättre.
6) Låg kostnad.
1.2. Fosfatbehandling
Processen att sänka ned ståldelar i en lösning som innehåller mangan, fosforsyra, fosfat och andra reagens för att bilda ett skikt av fosfatkonverteringsfilm som är olösligt i vatten på metallytan kallas fosfatbehandling. Tekniska egenskaper för fosfatbehandling.
1) Filmskiktet är ordentligt bundet till substratet (1-50 μm tjockt).
2) NSS kan nå 10~20 timmar, till och med 72 timmar.
3) Dålig mekanisk styrka och spröd kvalitet.
4) Som fästelement är dess vridmoment-förspänningskonsistens mycket bra.
5) Färgen är ljusgrå och andra mörka färger, och den dekorativa effekten är dålig.
6) Mottagligheten för väteförsprödning är låg, så den kan användas som höghållfasta bultar.
7) Kostnaden är lägre.
2. Metallbeläggningsteknik
Metallbeläggningsteknik är huvudsakligen en ytbehandlingsprocess som använder beläggningsteknik för att bilda ett tunt metallskikt på ytan av metallmaterial för att ge metallmaterial dekorativa eller skyddande egenskaper. I stadsbanor är metallbeläggningstekniken för fästelement huvudsakligen galvaniserad och andra speciella metallbeläggningar (kromplätering, nickelplätering, kadmiumplätering, silverplätering, etc.).
2.1 Galvaniserad
Zink och järn kan lösa upp varandra och dess standardelektrodpotential är -0.76 V. För stålsubstratet är zinkbeläggningen en anodbeläggning, som bättre kan skydda stålsubstratet. Därför används galvaniseringsteknik i stor utsträckning i fästelement. Det finns tre vanliga galvaniseringsmetoder: varmförzinkning, elförzinkning och mekanisk galvanisering.
2.1.1 Varmförzinkning
Varmförzinkning innebär att ståldelar är nedsänkta i smält flytande zink, så att en rad fysikaliska och kemiska reaktioner uppstår på arbetsstyckets yta och därigenom bildar ett metallförzinkat skikt. Beläggningstjockleken för varmförzinkning är mycket tjock (upp till 30-60 μm), och dess korrosionsbeständighet är mycket god. Det används ofta i ståldelar som används utomhus under lång tid (som TV-torn, motorvägsräcken, etc.). För fästelement är varmförzinkning i allmänhet lämplig för bultar av M6 och högre, men den kan inte användas för höghållfasta fästelement, främst på grund av att drifttemperaturen för varmförzinkningsprocessen är mycket hög (400C~ 500C), den är lätt att härda och mjuka upp höghållfasta fästelement.
2.1.2 Galvanisering
Elektrogalvanisering använder elektrolys för att bilda ett enhetligt, tätt och väl sammanfogat galvaniserat skikt på ytan av ståldelar. Tjockleken på zinkskiktet vid elektrogalvanisering är relativt tunn (5~30μm), och dess korrosionsbeständighet är den sämsta vid galvaniserad korrosionsbehandling. används ofta i applikationer. Eftersom elförzinkning har en hög känslighet för väteförsprödning och det är svårt att dehydrera helt (ytan på det elektrogalvaniserade skiktet kommer att flagna eller falla av över 100C), så kan elförzinkat inte användas för höghållfasta fästelement.
2.1.3 Mekanisk galvanisering
Mekanisk galvanisering hänvisar till ytbehandlingsprocessen av järn och ståldelar med hjälp av slagmedium för att påverka ytan på ståldelar under inverkan av kemiska ämnen som zinkpulver, dispergeringsmedel och accelerator för att bilda ett galvaniserat skikt. Tjockleken på det mekaniska galvaniserade skiktet är i allmänhet 5-50 μm, ytan på beläggningen är tät och enhetlig, den dekorativa effekten är god och korrosionsbeständigheten är utmärkt; och beläggningen har inga brister vad gäller varmförzinkning och elektrogalvanisering såsom högtemperaturhärdning och väteförsprödning. En ytbehandlingsprocess speciellt lämpad för korrosionsskydd av fästelement.
2.2. Andra metallbeläggningar
2.2.1 Kromplätering
Krom som metallbeläggning har egenskaperna stark vidhäftning, god slitstyrka, utmärkt dekorativ effekt och hög värmebeständighet (den kan normalt användas under 500C), så krombeläggning används som metallbeläggning för fästelement. mycket idealiskt.
Kromplätering har huvudsakligen följande nackdelar:
1) Processen är komplicerad, nickel eller koppar måste pläteras innan kromplätering.
2) Dyrt.
3) Krompläteringen är hård, spröd och lätt att falla av.
2.2.2 Nickelplätering
Som metallbeläggning har nickel god elektrisk ledningsförmåga, hög hårdhet, bra dekorativ effekt och bra värmebeständighet (det kan användas normalt under 600C), så det är idealiskt att använda nickelplätering för fästelement.
Nickelplätering har huvudsakligen följande nackdelar:
1) Processen är komplicerad, och koppar måste pläteras innan kromplätering.
2) Nickelbeläggningen är porös och korrosionen av substratet kommer att accelereras när beläggningen är tunn.
3) Dyrt.
2.2.3 Kadmiumplätering
Som metallbeläggning är kadmium en anodisk beläggning, som har stark saltsyrakorrosionsbeständighet, låg väteförsprödning och goda dekorativa effekter. Den är särskilt lämplig för fästelement som används i marina miljöer (som snabb firmware).
Kadmiumplätering har huvudsakligen följande nackdelar:
① Miljöföroreningarna är höga och gasen och de lösliga kadmiumsalterna som produceras när kadmium smälts är giftiga.
②Priset är dyrt.
2.2.4 Silverplätering
Som metallbeläggning har silver utmärkt elektrisk ledningsförmåga, utmärkta reflekterande egenskaper, bra smörjförmåga och utmärkt värmebeständighet (det kan användas normalt under 870C), så silverplätering används i stor utsträckning inom områdena elektronik, högfrekventa komponenter, etc. (såsom generatorns ledande bultar, fordonsbatteriets uttagsterminaler).
Silverplätering har huvudsakligen följande nackdelar:
① Processen är komplicerad och koppar måste pläteras innan silverplätering.
②Priset är mycket dyrt.
2.2.5 Galvaniserat nickel
Zink-nickel kompositbeläggning är en ny typ av legeringsmetallbeläggning utvecklad på ytbehandlingsprocessen för galvanisering, vilket har många fördelar.
1) NSS upp till 500 - 1500timmar.
2) Beläggningens elektrodpotential ligger mellan Fe och Zn, vilket är mer lämpligt för montering av aluminiumdelar.
3) Beläggningens hårdhet är hög, och den dekorativa effekten är mycket bra.
4) Det finns nästan ingen väteförsprödning, och den kan användas för höghållfasta fästelement.
5) Bra värmebeständighet (den kan användas normalt under 8009C).
Den största nackdelen med den nuvarande zink-nickelbeläggningen är det högre priset (cirka 6 gånger det för zinkplätering), men dess utmärkta omfattande prestanda har blivit mer och mer allmänt erkänd av människor.
3. Beläggningsteknik
Beläggningsteknik avser applicering av specifika beläggningar på ytan av föremål med viss utrustning och metoder för att bilda en tät, kontinuerlig och enhetlig film på ytan, som sedan torkas och härdas med naturliga eller konstgjorda metoder för att bilda skyddande eller dekorativa egenskaper. En ytbehandlingsteknik för funktionella beläggningar.
I fästelement är den mest använda beläggningstekniken zink-krombeläggningsteknik, som är en sorts beläggning som bildas på ytan av ståldelar genom att belägga zink-krombeläggningar på ståldelar och baka dem i en helt sluten krets. Lager, även kallad dacromet-behandling, som har följande utmärkta egenskaper.
1) NSS kan nå 500 ~ 1000 timmar.
2) God permeabilitet.
3) Ingen känslighet för väteförsprödning.
4) Miljöföroreningarna är låga.
5) Som fästelement är dess vridmoment-förspänningskonsistens mycket bra.
6) Priset är måttligt (ungefär dubbelt så mycket som galvaniserat).
Dacromet-behandling har huvudsakligen följande nackdelar:
1) Dålig slitstyrka (hårdheten är endast 1 H).
2) Färgen är enkel (endast silvervit och silvergrå), och den dekorativa effekten är dålig.
3) Dålig ledningsförmåga, inte lämplig för delar med ledande anslutningar.
4. Ändra stålets organisationsform
4.1 Förändringar i sammansättning (som rostfritt stål)
Rostfritt stål är förkortningen för rostfritt syrabeständigt stål, som har utmärkt korrosionsbeständighet och god dekorativ effekt, och används ofta inom olika områden. Det antas allmänt att korrosionsbeständighetsmekanismen för rostfritt stål huvudsakligen är som följer.
1) När Cr-halten överstiger 13 procent kommer stålets elektrodpotential att stiga från den negativa elektrodpotentialen till den positiva elektrodpotentialen, vilket gör själva stålmatrisen "inert";
2) Cr kommer att bilda en tät Cr-rik passiveringsfilm på stålytan, vilket ytterligare skyddar substratet.
3) Rostfritt stål är uppdelat i: martenitiskt stål, ferritiskt stål, austenitiskt stål, austenitiskt-ferritiskt rostfritt stål, etc., bland vilka austenitiskt rostfritt stål har den bästa korrosionsbeständigheten, såsom A2, A4 rostfritt stål.
Rostfritt stål har huvudsakligen följande brister: ①Sträckgränsen är mycket låg (vanligen inte mer än 300 MPa), vilket inte är lämpligt för anslutning av större konstruktionsdelar.
②Det är benäget att få trådangrepp. När de rostfria bultarna dras åt är det lätt att gängytan skadas. Vid denna tidpunkt kommer det spontant att producera ett lager av oxidlager, vilket kommer att intensifiera vidhäftningen och låsningen av bultarna.
③ benägen för intergranulär korrosion. C och Cr i rostfritt stål kommer att bilda föreningar vid en viss temperatur, särskilt nära korngränsen, vilket kommer att orsaka ett "Cr-fattigt område" vid korngränsen, vilket resulterar i korngränskorrosion.
④ Dålig korrosionsbeständighet mot CI-medium (förutom A4 rostfritt stål).
⑤ Priset är högre (cirka 4 gånger det för Dacromet).
4.2 Förändringar i värmebehandlingstillstånd
Järn- och stålmaterial är huvudsakligen flerfasiga strukturer (sekundära faser som föroreningar, karbider och intermetalliska föreningar finns vanligtvis i stål som katoder och Fe-matris som anoder). Det finns en potentialskillnad mellan faserna i flerfasstrukturen, vilket bildar ett korrosionsmikrobatteri. Den andra fasen kan vara anodpassiveringsfas eller katodisk upplösningsfas, vilka båda kommer att påverka matrisens korrosionsbeständighet.
Såsom rostfritt stål, det måste vara mycket försiktig vid svetsning och värmebehandling. Efter att rostfritt stål har utsatts för högtemperaturlösningsbehandling värms det upp mellan 400C och 850C, och en stor mängd CrsC bildas. och Cr, C; Karbid kommer att fällas ut längs korngränsen, så att en Cr-fattig region bildas nära korngränsen. Karbiden fungerar som korrosionscellens katod, och den Cr-fattiga regionen fungerar som anoden för korrosionscellen, vilket leder till korrosion av korngränsen och dess korrosionsbeständighet kommer att minska kraftigt.
