Kynning á algengri ryðvarnartækni fyrir festingar

Festingareru algengustu íhlutirnir í vélbúnaði sem notaður er til að festa tengingar, sem allir eru notaðir í sérstöku umhverfi. Langtímasamspilið milli festinga og umhverfisins mun alltaf breyta ástandi þeirra og frammistöðu, það er tæring á sér stað, sem er ein helsta form festingarbilunar. Væg tæring á festingum mun hafa áhrif á losanleika og endurnýtanleika þráða, á meðan alvarleg tæring mun skemma styrk tengingar milli íhluta og jafnvel leiða til skyndilegrar bilunar á vinnuhlutum og hörmulegra slysa. Þess vegna hefur tæringarvörn festinga alltaf verið mikið áhyggjuefni.

Algeng ryðvarnartækni fyrir festingar

Ryðvarnarmeðhöndlun festinga myndar venjulega húðun eða tæringarlag á yfirborði vinnustykkisins með ákveðnum aðferðum til að koma í veg fyrir að ytra umhverfið hafi áhrif á festingarnar sjálfar og ná fram áhrifum tæringarþols. Það eru fjórar helstu algengar ryðvarnartækni fyrir festingar: kvikmyndameðferðartækni, málmhúðun tækni, húðunartækni og breyting á innri uppbyggingu málms (eins og ryðfríu stáli).

1. Kvikmyndameðferðartækni

Filmumeðferðartækni vísar aðallega til þess ferlis að búa til stöðuga efnafræðilega (rafefnafræðilega) umbreytingarfilmu á málmyfirborðinu með því að nota efna- eða rafefnafræðilegar aðferðir. Til dæmis, í járnbrautartækjum í þéttbýli, eru svörtunar-/blágunarmeðferð og fosfatmeðferð mikið notuð til filmumeðferðar á festingum.

1.1 Svört og blágræn

Ferlið við að setja stálhluta í óblandaða basíska lausn sem inniheldur oxunarefni og meðhöndla þá við um það bil 140 gráður í ákveðinn tíma til að mynda efnaoxíðfilmu (aðallega samsett úr Fe₃O₄) á yfirborði stálhluta kallast svörtunar-/blánunarmeðferð.

Tæknilegir eiginleikar svörtunar/blánunarmeðferðar:

1) Þykkt filmunnar er 0,5-1,5 μm.

2) Tími hlutlauss saltúðaprófunar (NSS) er yfirleitt aðeins 2 ~ 5 klst., á þeim tíma hefur oxíðfilman brotnað og jafnvel mikið ryð kemur fram.

3) Lítið vetnisbrotnæmni, hægt að nota fyrirhárstyrkir boltar.

4) Sem festing er samkvæmni hennar og tog-forspenna léleg.

5) Björt litur og góð skreytingaráhrif.

6) Lágur kostnaður.

1.2 Fosfatmeðferð

Ferlið við að dýfa stálhlutum í lausn sem inniheldur mangan, fosfórsýru, fosfat og önnur hvarfefni til að mynda vatnsóleysanlega fosfatbreytingarfilmu á málmyfirborðinu er kallað fosfatmeðferð. Tæknilegir eiginleikar fosfatmeðferðar eru sem hér segir:

1) Filman er þétt sameinuð við undirlagið (þykkt 1 ~ 50 μm).

2) Hlutlaus saltúðaprófunartími (NSS) getur náð 10 ~ 20 klst., og sumir geta náð 72 klst.

3) Lélegur vélrænn styrkur og brothætt áferð.

4) Sem festing er samkvæmni hennar góð fyrir tog-forhleðslu.

5) Liturinn er dökkur eins og ljósgrár og skreytingaráhrifin eru léleg.

6) Lítið vetnisbrotnæmni, hægt að nota fyrir sterka bolta.

7) Lágur kostnaður.

2. Málmhúðunartækni

Málmhúðunartækni er yfirborðsmeðferðarferli sem myndar aðallega þunnt málmlag á yfirborði málmefna með því að nota málmhúðunartækni til að gefa málmefnum skreytingar eða verndandi eiginleika. Í járnbrautarökutækjum í þéttbýli er málmhúðun fyrir festingar aðallega galvaniseruð, svo og aðrar sérstakar málmhúðun (krómhúðun, nikkelhúðun, kadmíumhúðun, silfurhúðun osfrv.).

2.1 Galvaniserun

Sink og járn eru blandanleg, og staðall rafskautsmöguleiki þeirra er -0,76 V. Fyrir stál undirlagið er sinkhúðunin anodísk húð, sem getur verndað stál undirlagið betur. Þess vegna er galvaniserunartækni mjög mikið notuð í festingum. Það eru þrjár algengar galvaniserunaraðferðir: heitgalvanisering, rafgalvanisering og vélræn galvanisering.

2.1.1 Heitgalvaniserun

Heitgalvaniserun vísar til ferlið við að dýfa stálhlutum í bráðið fljótandi sink, sem veldur röð líkamlegra og efnafræðilegra viðbragða á yfirborði vinnustykkisins til að mynda málm sinkhúð. Þykkt heitgalvaniserunarhúðarinnar er tiltölulega þykk (allt að 30 ~ 60 μm) og tæringarþol hennar er frábært. Það er mikið notað í stálhlutum sem notaðir eru utandyra í langan tíma (eins og sjónvarpsturna, þjóðvegarvarðar osfrv.). Fyrir festingar á heitgalvanisering almennt við um bolta af M6 og hærri, en það er ekki hægt að nota það fyrir hástyrktar festingar. Aðalástæðan er sú að rekstrarhiti heitgalvaniserunarferlisins er tiltölulega hátt (400 gráður ~ 500 gráður), sem auðvelt er að valda skapi mýkingar á sterkum festingum og draga úr styrk þeirra.

2.1.2 Rafmagnsvörn

Rafgalvanisering er notkun rafgreiningarreglunnar til að mynda einsleita, þétta og vel tengda sinkhúð á yfirborði stálhluta. Þykkt rafgalvaniseruðu sinklagsins er tiltölulega þunn (5 ~ 30 μm) og tæringarþol þess er það versta meðal galvaniserandi ryðvarnarmeðferða. Hins vegar er ferli þess einfalt, kostnaðurinn er lítill og það hefur lítil áhrif á þráðatengingu, svo það er mikið notað í festingar. Vegna þess að rafgalvanísering hefur mikla vetnisbrotnæmni og erfitt er að fjarlægja vetni alveg (rafgalvaniseruðu lagið mun flagna eða falla af þegar hitastigið er yfir 100 gráður), er ekki hægt að nota rafgalvaniseringu fyrir hástyrktar festingar.

2.1.3 Vélræn galvanisering

Vélræn galvaniserun vísar til yfirborðsmeðferðarferlis þar sem stálhlutar mynda sinkhúð með því að snerta yfirborð stálhluta með höggmiðlum undir áhrifum efna eins og sinkdufts, dreifiefnis og eldsneytisgjafa. Þykkt vélrænna galvaniseruðu lagsins er yfirleitt 5 ~ 50 μm. Yfirborð lagsins er þétt og einsleitt, með góð skreytingaráhrif og framúrskarandi tæringarþol; Þar að auki hefur það enga annmarka eins og háhitahitun og vetnisbrot sem er til staðar í heitgalvaniserun og rafgalvaniserun, þannig að það er yfirborðsmeðferðarferli sérstaklega hentugur fyrir tæringarvörn festinga.

2.2 Aðrar málmhúðir

2.2.1 Krómhúðun

Sem málmhúðun hefur króm einkennin sterka viðloðun, góða slitþol, framúrskarandi skreytingaráhrif og mikla hitaþol (hægt að nota venjulega undir 500 gráður). Þess vegna er mjög tilvalið að nota krómhúð sem málmhúð á festingum.

Helstu ókostir krómhúðunar eru sem hér segir:

1) Ferlið er flókið og nikkel eða kopar verður að húða fyrst fyrir krómhúðun.

2) Hátt verð.

3) Krómhúðin er hörð og brothætt og auðvelt að detta af.

2.2.2 Nikkelhúðun

Sem málmhúðun hefur nikkel góða rafleiðni, mikla hörku, góða skreytingaráhrif og hitaþol (hægt að nota venjulega undir 600 gráður), svo það er líka tilvalið að nota nikkelhúðun fyrir festingar.

Helstu ókostirnir við nikkelhúðun eru sem hér segir:

1) Ferlið er flókið og kopar verður að húða fyrst fyrir nikkelhúðun (upprunalega "áður en krómhúðun" er innsláttarvilla).

2) Nikkelhúðin er gljúp og tæringu fylkisins verður hraðað þegar húðin er þunn.

3) Hátt verð.

2.2.3 Kadmíumhúðun

Sem málmhúðun er kadmíum anodísk húðun, sem hefur einkenni sterkrar saltsýru tæringarþols, lítillar vetnisbrotnar og góðar skreytingaráhrifa. Það er sérstaklega hentugur fyrir festingar sem notaðar eru í sjávarumhverfi (svo sem festingar á sjóflugvélum og olíuborpallum).

Helstu ókostir kadmíumhúðunar eru sem hér segir:

① Mikil umhverfismengun. Gasið sem myndast þegar kadmíum bráðnar og leysanleg kadmíumsölt eru eitruð.

② Hátt verð.

2.2.4 Silfurhúðun

Sem málmhúðun hefur silfur framúrskarandi rafleiðni, framúrskarandi endurskinsafköst, góða smurhæfni og framúrskarandi hitaþol (hægt að nota venjulega undir 870 gráður). Þess vegna er silfurhúðun mikið notað á sviðum eins og rafeindatækni og rafmagnsverkfræði, hátíðnihlutum (svo sem rafleiðandi boltar, rafhlöðuúttak ökutækja).

Helstu ókostirnir við silfurhúðun eru sem hér segir:

① Ferlið er flókið og kopar verður að húða fyrst fyrir silfurhúðun.

② Verðið er mjög dýrt.

2.2.5 Sink-nikkelhúðun

Sink-nikkel samsett húðun er ný tegund af álmálmhúðun þróuð á grundvelli sinkhúðunar yfirborðsmeðferðartækni, sem hefur marga kosti:

1) Hlutlaus saltúðaprófunartími (NSS) getur náð 500 ~ 1500 klst.

2) Rafskautsmöguleiki lagsins er á milli Fe og Zn, sem hentar betur fyrir samsetningu með álhlutum.

3) Mikil hörku húðunar og góð skreytingaráhrif.

4) Næstum ekkert vetnisbrot, hægt að nota viðhástyrktar festingar.

5) Góð hitaþol (hægt að nota venjulega undir 800 gráður; upprunalega "8009C" er innsláttarvilla).

Helsti ókosturinn við sink-nikkel húðun er hátt verð hennar (um það bil 6 sinnum hærra verð en venjuleg galvaniserun), en framúrskarandi alhliða frammistaða hennar hefur verið viðurkennd í auknum mæli.

3. Húðunartækni

Húðunartækni er yfirborðsmeðhöndlunartækni sem beitir tiltekinni húðun á yfirborð hluta með ákveðnum búnaði og aðferðum til að mynda þétta, samfellda og einsleita filmu á yfirborðinu og þurrkar það síðan með náttúrulegum eða tilbúnum aðferðum til að mynda hlífðar- eða skrauthúð.

Í festingum er mest notaða húðunartæknin sink-króm húðunartækni, sem er húðun sem myndast á yfirborði stálhluta með því að setja sink-króm húðun á stálhluta og baka í gegnum fulla lokuðu hringrásarhúð, einnig þekkt sem Dacromet meðferð. Það hefur eftirfarandi framúrskarandi eiginleika:

1) Hlutlaus saltúðaprófunartími (NSS) getur náð 500 ~ 1000 klst.

2) Gott gegndræpi.

3) Ekkert vetnisbrotnæmni.

4) Lítil umhverfismengun.

5) Sem festing er samkvæmni hennar í tog-forhleðslu mjög góð.

6) Hóflegt verð (um það bil 2 sinnum hærra en venjulegt galvaniserun).

Helstu ókostir Dacromet meðferðar eru sem hér segir:

1) Léleg slitþol (hörku er aðeins 1 H).

2) Einlitur (aðeins silfurhvítur og silfurgrár), léleg skreytingaráhrif.

3) Léleg rafleiðni, hentar ekki hlutum með leiðandi tengingar.

4. Breyting á örbyggingu stáls

4.1 Breyting á samsetningu (eins og ryðfríu stáli)

Ryðfrítt stál er skammstöfun á ryðfríu sýruþolnu stáli, sem hefur framúrskarandi tæringarþol og góða skreytingaráhrif og er mikið notað á ýmsum sviðum. Sem stendur er almennt talið að tæringarþol ryðfríu stáli sé aðallega sem hér segir:

1) Þegar Cr innihaldið fer yfir 13% mun rafskautsmöguleiki stálsins hækka úr neikvæðum straumi yfir í jákvæðan styrk, sem gerir stál fylkið sjálft "óvirkt";

2) Cr mun mynda þétta Cr-ríka óvirka filmu á stályfirborðinu til að vernda fylkið enn frekar;

3) Ryðfríu stáli má skipta í martensítískt stál, ferrítískt stál, austenítískt stál, austenítískt-ferrítískt ryðfrítt stál osfrv í samræmi við örbygginguna. Meðal þeirra hefur austenitískt ryðfrítt stál besta tæringarþol, svo sem A2 og A4 röð ryðfríu stáli.

Ryðfrítt stál hefur aðallega eftirfarandi annmarka:

① Lágur uppskeruþol (almennt ekki meira en 300 MPa), ekki hentugur fyrir tengingu helstu burðarhluta;

② Tilhneigingu til að festast í þræði: þegar ryðfríu stálboltar eru hertir er auðvelt að skemma þráðyfirborðið og á þessum tíma myndast oxíðlag af sjálfu sér, sem mun versna enn frekar við boltaviðloðun og læsingu;

③ Viðkvæmt fyrir millikorna tæringu: við ákveðna hitastig mun C og Cr í ryðfríu stáli mynda efnasambönd, sérstaklega nálægt kornmörkum, sem mun leiða til útlits "Cr-tæmra svæða" við kornmörkin og valda tæringu milli korna;

④ Lélegt tæringarþol gegn Cl⁻ miðli (nema A4 ryðfríu stáli);

⑤ Hátt verð (um það bil 4 sinnum hærra verð en Dacromet meðferð).

4.2 Breyting á ástandi hitameðferðar

Stálefni eru aðallega fjölfasa mannvirki (óhreinindi, karbíð, millimálmsambönd og önnur önnur fas eru venjulega til sem bakskaut í stáli, en Fe fylkið virkar sem rafskaut). Mögulegur munur er á milli hvers fasa í fjölfasa uppbyggingu, sem myndar tæringarörfrumu. Annar áfanginn getur verið annað hvort anodic passivation fasi eða kaþódískur upplausnarfasi, sem báðir munu hafa áhrif á tæringarþol fylkisins.

Taka ryðfríu stáli sem dæmi, suðu- og hitameðhöndlunarferli þess þurfa sérstaka varúð. Eftir meðferð með háhitalausn, ef ryðfrítt stál er hitað á milli 400 gráður og 850 gráður, mun mikill fjöldi Cr₂₃C₆ og Cr₇C₃ karbíð falla út meðfram kornamörkunum og mynda Cr-tæmt svæði nálægt kornamörkunum. Karbíð virka sem bakskaut tæringarfrumunnar og Cr-tæmda svæðið virkar sem rafskaut tæringarfrumunnar og veldur því tæringu á milli korna og leiðir til verulegrar lækkunar á tæringarþol ryðfríu stáli.