緊固件表面處理種類分析
我們常會聽到緊固件需要進行表面處理后在使用比較好,為什么緊固件需要進行表面處理,其緊固件表面處理種類都有哪些?其緊固件表面處理的目的是為了提高緊固件使用防腐蝕性,提高使用的性能等,可以根據不同質量的要求,進行選擇表面處理種類。1、電鍍鋅
電鍍鋅是商業緊固件最常用的鍍層。它比較便宜,外觀也較好看,可以有黑色、軍綠色。然而,它的防腐性能一般,其防腐性能是鋅鍍(涂)層中最低的。一般電鍍鋅中性鹽霧試驗在72小時之內,也有采用特殊封閉劑,使得中性鹽霧試驗達200小時以上,但價格貴,是一般鍍鋅的5~8倍。
電鍍鋅加工過程易產生氫脆,所以10.9級以上的螺栓一般不采用鍍鋅的處理.雖然鍍后可以用烘箱去氫,但因鈍化膜在60℃以上時將遭破壞,因此去氫必須在電鍍后鈍化前進行。如此可操作性差,加工成本高。在現實中,一般生產廠不會主動去氫,除非特定客戶的強制要求。
電鍍鋅的緊固件扭矩—預緊力一致性較差,且不穩定,一般不用于于重要部位的連接。為了改善扭矩—預緊力一致性,也可采用鍍后涂覆潤滑物質的方法改善和提高扭矩—預緊力一致性。
2、磷化
磷化相對鍍鋅便宜,耐腐蝕性能比鍍鋅差。磷化后應涂油,其耐腐蝕性能的高低與所涂油的性能有很大的關系。例如,磷化后涂一般的防銹油,中性鹽霧試驗也只有10~20小時。涂高檔的防銹油,則可達72~96小時。但其價格是一般磷化涂油的2~3倍。
緊固件磷化常用的兩種,鋅系磷化和錳系磷化。鋅系磷化潤滑性能比錳系磷化好,錳系磷化抗腐蝕性,耐磨性鍍鋅較好。它的使用溫度可達華氏225度到400度(107~204℃)。
工業用緊固件很多用磷化涂油處理。因為它扭矩—預緊力一致性很好,裝配時能保證達到設計所預期的緊固要求,所以在工業中使用較多。特別是一些重要零部件的連接。如,鋼結構連接副,發動機的連桿螺栓、螺母,缸蓋、主軸承、飛輪螺栓,車輪螺栓螺母等。
高強度螺栓采用磷化,還可以避免氫脆問題,所以在工業領域10.9級以上的螺栓一般采用磷化表面處理。
3、氧化(發黑)
發黑+涂油是工業緊固件很流行的鍍層,因為它最便宜,并且在油耗盡之前看起來不錯。由于發黑幾乎無防銹能力,所以無油后它很快就會生銹。就是在有油狀態下,其中性鹽霧試驗也只能達到3~5小時。
發黑的緊固件扭矩—預緊力一致性也很差。如需提高,可以在裝配時在內處螺紋上涂抹油脂后再旋合。
4、電鍍鎘
鎘鍍層耐腐蝕性能很好,特別是在海洋性大氣環境下的耐腐蝕性較其他表面處理好。電鍍鎘的加工過程中的廢液處理費用大,成本高,其價格約是電鍍鋅的15~20倍。所以在一般行業不使用,只用于一些特定的環境。如,用于石油鉆井平臺和海航飛機用緊固件。
5、電鍍鉻
鉻鍍層在大氣中很穩定,不易變色和失去光澤,硬度高耐磨性好。在緊固件上用鉻鍍層一般是作為裝飾作用。在防腐性要求較高的工業領域很少使用,因為好的鉻電鍍緊固件與不銹鋼同樣昂貴,只是使用不銹鋼強度不夠時,才用鍍鉻緊固件代替。
為了防止腐蝕,鍍鉻前應首先鍍銅和鎳。鉻鍍層可以承受華氏1200度(650℃)的高溫。但也與電鍍鋅一樣存在氫脆問題。
6、鍍銀、鍍鎳
銀鍍層既可以防腐蝕,又可以作為緊固件的固體潤滑劑。由于成本原因,螺母使用鍍銀,螺栓不用,有時小螺栓也鍍銀。銀在空氣中失去光澤,但可以在華氏1600度下作用。所以,人們利用其耐高溫和潤滑的特性,用于在高溫下工作的緊固件,以防止螺栓、螺母的氧化咬死。
緊固件鍍鎳,主要用于既要防腐,又要導電性好的地方。如車輛電瓶的引出端子等。
7、熱浸鋅
熱浸鋅為鋅加熱到液體下熱擴散涂層。其鍍層厚度在15~10μm,并且不易控制,但搞腐蝕性好,多用于工程中。熱浸鋅加工過程中污染嚴重,有鋅廢料和鋅蒸汽等。
由于鍍層厚,在緊固件中引發了內外螺紋難以旋合的問題。解決此問題有兩種方法。一種是在鍍后再攻內螺紋,雖然解決了螺紋旋合的問題。但也降低了防腐性能。一種是在螺母攻絲時,使螺紋大于標準紋約有0.16~0.75mm(M5~M30),然后再熱浸鋅這樣雖然也可解決旋合難題,但付出了強度降低的代價。目前,有一種防松螺紋——美國“施必牢”內螺紋可以解決此難題。因其內螺紋與外螺紋未緊固時容隙大,可以用于容得下厚的涂層,所以不影響旋合性,同時防腐性能和強度亦保持原樣,不受影響。
因熱浸鋅加工的溫度原因,它不能用于10.9級以上的緊固件。
8、滲鋅
滲鋅為鋅粉固態冶金熱擴散涂層。其均勻性好,螺紋、盲孔內都能獲得均勻層。鍍層厚度為10~110μm,并且誤差可控制在10%。它與基體的結合強度和防腐性能在鋅涂層中(電鍍鋅、熱浸鋅、達克羅)是最好的。其加工過程無污染,最環保。
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