Dažniausiai naudojamos tvirtinimo detalių antikorozinės technologijos įvedimas
May 23, 2023
Tvirtinimo detalės yra dažniausiai naudojamos mechaninės įrangos dalys, naudojamos jungtims tvirtinti. Visi jie naudojami konkrečioje aplinkoje, o ilgalaikė tvirtinimo detalių sąveika su aplinka visada pakeis jų būklę ir veikimą. Pakeitimas, tai yra korozija, yra viena iš pagrindinių tvirtinimo detalių gedimo formų. Lengva tvirtinimo detalių korozija turės įtakos sriegių nuimamumui ir pakartotiniam montavimui, o stipri korozija pakenks jungties tarp komponentų tvirtumui ir netgi sukels staigų ruošinių gedimą, dėl kurio įvyks katastrofiškos avarijos. Todėl tvirtinimo detalių antikorozinis klausimas visada buvo didelis visiems. tema.
Antikorozinė technologija, dažniausiai naudojama tvirtinimo detalėms
Dažniausiai naudojama tvirtinimo detalių antikorozinė technologija Tvirtinimo detalių antikorozinis apdorojimas tam tikru metodu ant ruošinio paviršiaus sudaro dengiamąjį arba antikorozinį sluoksnį, kad būtų išvengta išorinės aplinkos įtakos pačiam tvirtinimo elementui ir būtų pasiektas atsparumo korozijai poveikis. Yra keturios pagrindinės tvirtinimo detalių antikorozinės technologijos: plėvelės sluoksnio apdorojimo technologija, metalo dengimo technologija, dengimo technologija ir metalo (pavyzdžiui, nerūdijančio plieno) vidinės struktūros keitimas.
1. Plėvelės apdorojimo technologija
Plėvelės apdorojimo technologija daugiausia reiškia stabilios cheminės (elektrocheminės) konversijos plėvelės formavimą ant metalo paviršiaus cheminiais arba elektrocheminiais metodais. Pavyzdžiui, miesto geležinkelių transporto priemonėse jo tvirtinimo detalių plėvelės sluoksnio apdorojimas dažniausiai yra apdorojimas juoda/mėlyna spalva ir apdorojimas fosfatavimu.
1.1, juoda ir mėlyna
Koncentruotame šarminiame tirpale, kuriame yra oksidatorius, po tam tikro apdorojimo maždaug 140 C temperatūroje plieninės dalies paviršiuje susidaro cheminė oksido plėvelė (daugiausia sudaryta iš Fe, O).
Juodinimo/mėlynavimo apdorojimo techninės charakteristikos:
1) Plėvelės storis yra 0.5-1.5 μm.
2) Neutralios druskos purškimo bandymas (NSS) paprastai trunka tik 2–5 valandas. Šiuo metu oksido plėvelės sluoksnis buvo sulaužytas ir net atsiras daug rūdžių, kaip parodyta 1 paveiksle.
3) Mažas jautrumas vandenilio trapumui, gali būti naudojamas kaip didelio stiprumo varžtai.
4) Kaip tvirtinimo detalė, jo sukimo momento įtempimo jėgos nuoseklumas yra prasta.
5) Spalva yra ryškesnė, o dekoratyvinis efektas yra geresnis.
6) Maža kaina.
1.2. Gydymas fosfatavimu
Plieninių dalių panardinimas į tirpalą, kuriame yra mangano, fosforo rūgšties, fosfato ir kitų reagentų, kad metalo paviršiuje susidarytų vandenyje netirpios fosfato konversijos plėvelės sluoksnis, vadinamas apdorojimu fosfatavimu. Apdorojimo fosfatavimu techninės charakteristikos.
1) Plėvelės sluoksnis yra tvirtai surištas su pagrindu (1-50 μm storio).
2) NSS gali pasiekti 10–20 val., net 72 val.
3) Prastas mechaninis stiprumas ir trapi kokybė.
4) Kaip tvirtinimo detalė, jo sukimo momento ir išankstinės apkrovos nuoseklumas yra labai geras.
5) Spalva yra šviesiai pilka ir kitos tamsios spalvos, o dekoratyvinis efektas yra prastas.
6) Vandenilio trapumas yra mažas, todėl jį galima naudoti kaip didelio stiprumo varžtus.
7) Kaina mažesnė.
2. Metalo dengimo technologija
Metalo dengimo technologija daugiausia yra paviršiaus apdorojimo procesas, kai naudojant dengimo technologiją ant metalinių medžiagų paviršiaus suformuojamas plonas metalo sluoksnis, suteikiantis metalinėms medžiagoms dekoratyvines ar apsaugines savybes. Miesto geležinkelių transporto priemonėse tvirtinimo detalių metalo dengimo technologija daugiausia yra cinkuota, o kitos specialios metalo dangos (chromavimas, nikeliavimas, kadmio dengimas, sidabravimas ir kt.).
2.1 Cinkuotas
Cinkas ir geležis gali ištirpinti vienas kitą, o jo standartinis elektrodo potencialas yra -0,76 V. Plieniniam pagrindui cinko danga yra anodinė danga, kuri gali geriau apsaugoti plieninį pagrindą. Todėl tvirtinimo detalėse plačiai naudojama cinkavimo technologija. Yra trys dažniausiai naudojami cinkavimo būdai: karštasis cinkavimas, elektrocinkavimas ir mechaninis cinkavimas.
2.1.1 Karštas cinkavimas
Karštas cinkavimas reiškia, kad plieninės dalys panardinamos į išlydytą skystą cinką, todėl ruošinio paviršiuje įvyksta eilė fizinių ir cheminių reakcijų ir taip susidaro metalinis cinkuotas sluoksnis. Karšto cinkavimo dangos storis yra labai storas (iki 30-60 μm), o atsparumas korozijai yra labai geras. Jis plačiai naudojamas plieninėse dalyse, kurios ilgą laiką naudojamos lauke (pvz., TV bokštuose, greitkelių apsauginiuose turėkluose ir kt.). Tvirtinimo detalėms karštasis cinkavimas paprastai tinka M6 ir aukštesniems varžtams, tačiau jis negali būti naudojamas didelio stiprumo tvirtinimo detalėms, daugiausia dėl to, kad karštojo cinkavimo proceso darbinė temperatūra yra labai aukšta (400 C ~ 500 C). lengva grūdinti ir suminkštinti didelio stiprumo tvirtinimo detales.
2.1.2 Cinkavimas
Galvanizuojant elektrolizės būdu ant plieninių dalių paviršiaus susidaro vienodas, tankus ir gerai surištas cinkuotas sluoksnis. Elektrocinkavimo cinko sluoksnio storis yra palyginti plonas (5–30 μm), o jo atsparumas korozijai yra pats blogiausias cinkuoto antikorozinio apdorojimo metu. plačiai naudojamas programose. Kadangi elektrocinkavimas turi didelį jautrumą vandeniliniam trapumui, jį sunku visiškai dehidrogenizuoti (elektrocinkuoto sluoksnio paviršius nusilups arba nukris aukštesnėje nei 100C temperatūroje), todėl elektrocinkuotas negali būti naudojamas didelio stiprumo tvirtinimo detalėms.
2.1.3 Mechaninis cinkavimas
Mechaninis cinkavimas reiškia geležies ir plieno dalių paviršiaus apdorojimą, naudojant smūginę terpę, kad plieninių dalių paviršius būtų paveiktas, veikiant cheminėms medžiagoms, tokioms kaip cinko milteliai, dispergentas ir greitintuvas, kad susidarytų cinkuotas sluoksnis. Mechaninio cinkuoto sluoksnio storis paprastai yra 5-50 μm, dangos paviršius tankus ir vienodas, geras dekoratyvinis efektas, puikus atsparumas korozijai; ir danga neturi karštojo ir elektrocinkavimo trūkumų, tokių kaip grūdinimas aukštoje temperatūroje ir vandenilinis trapumas. Paviršiaus apdorojimo procesas, ypač tinkamas tvirtinimo detalių apsaugai nuo korozijos.
2.2. Kitos metalinės dangos
2.2.1 Chromavimas
Chromas, kaip metalinė danga, pasižymi stipriu sukibimu, geru atsparumu dilimui, puikiu dekoratyvumu ir dideliu atsparumu karščiui (galima naudoti įprastai žemesnėje nei 500C temperatūroje), todėl chromo danga naudojama kaip metalinė tvirtinimo detalių danga. labai idealu.
Chromavimas daugiausia turi šiuos trūkumus:
1) Procesas yra sudėtingas, prieš chromavimą turi būti padengtas nikeliu arba variu.
2) Brangus.
3) Chromuota danga yra kieta, trapi ir lengvai nukrenta.
2.2.2 Nikeliavimas
Kaip metalinė danga, nikelis turi gerą elektros laidumą, didelį kietumą, gerą dekoratyvinį efektą ir gerą atsparumą karščiui (normaliai gali būti naudojamas žemesnėje nei 600C temperatūroje), todėl idealiai tinka tvirtinimo detalėms naudoti nikeliavimą.
Nikeliavimas daugiausia turi šiuos trūkumus:
1) Procesas yra sudėtingas, o varis turi būti padengtas prieš chromavimą.
2) Nikelio danga yra porėta, o pagrindo korozija paspartės, kai danga bus plona.
3) Brangus.
2.2.3 Kadmio dengimas
Kaip metalinė danga, kadmis yra anodinė danga, pasižyminti dideliu atsparumu druskos rūgšties korozijai, mažu vandenilio trapumu ir geru dekoratyviniu poveikiu. Jis ypač tinka tvirtinimo detalėms, naudojamoms jūrinėje aplinkoje (pvz., greita programinė įranga).
Kadmio dengimas daugiausia turi šiuos trūkumus:
① Aplinkos tarša yra didelė, o tirpstant kadmiui susidarančios dujos ir tirpios kadmio druskos yra nuodingos.
② Kaina brangi.
2.2.4 Sidabravimas
Kaip metalinė danga, sidabras pasižymi puikiu elektros laidumu, puikiomis atspindinčiomis savybėmis, geru tepimu ir puikiu atsparumu karščiui (gali būti įprastai naudojamas žemesnėje nei 870C temperatūroje), todėl sidabravimas plačiai naudojamas elektronikos, aukšto dažnio komponentų ir kt. (pvz., generatoriaus laidūs varžtai, transporto priemonės akumuliatoriaus išvesties gnybtai).
Sidabravimas daugiausia turi šiuos trūkumus:
① Procesas yra sudėtingas, o varis turi būti padengtas prieš sidabravimą.
② Kaina labai brangi.
2.2.5 Cinkuotas nikelis
Cinko-nikelio kompozicinė danga yra naujo tipo legiruotojo metalo dangos, sukurtos cinkavimo paviršiaus apdorojimo procese, turinčios daug privalumų.
1) NSS iki 500 - 1500val.
2) Dangos elektrodo potencialas yra tarp Fe ir Zn, kuris labiau tinka aliuminio detalių surinkimui.
3) Dangos kietumas yra didelis, o dekoratyvinis efektas yra labai geras.
4) Beveik nėra vandenilio trapumo ir jis gali būti naudojamas didelio stiprumo tvirtinimo detalėms.
5) Geras atsparumas karščiui (gali būti naudojamas įprastai žemesnėje nei 8009C temperatūroje).
Pagrindinis dabartinės cinko-nikelio dangos trūkumas – aukštesnė kaina (apie 6 kartus didesnė už cinkavimą), tačiau jos puikios visapusiškos savybės vis plačiau pripažįstamos žmonių.
3. Dengimo technologija
Dengimo technologija reiškia specifinių dangų uždėjimą ant objektų paviršiaus tam tikra įranga ir metodais, kad ant paviršiaus susidarytų tanki, ištisinė ir vienoda plėvelė, kuri vėliau džiovinama ir kietinama natūraliais arba dirbtiniais metodais, kad susidarytų apsauginės ar dekoratyvinės savybės. Funkcinių dangų paviršiaus apdorojimo technologija.
Tvirtinimo detalėse plačiausiai naudojama dengimo technologija yra cinko-chromo dengimo technologija, tai tam tikra danga, formuojama ant plieninių detalių paviršiaus padengiant cinko-chromo dangas ant plieninių detalių ir kepant jas visiškai uždaroje grandinėje. Sluoksnis, dar vadinamas dacromet apdorojimu, kuris pasižymi šiomis puikiomis savybėmis.
1) NSS gali pasiekti 500 ~ 1000 val.
2) geras pralaidumas.
3) Nėra jautrumo vandeniliniam trapumui.
4) Aplinkos tarša yra maža.
5) Kaip tvirtinimo detalė, jos sukimo momento ir išankstinės apkrovos nuoseklumas yra labai geras.
6) Kaina vidutinė (maždaug du kartus didesnė už cinkuotą).
Gydymas Dacromet dažniausiai turi šiuos trūkumus:
1) Blogas atsparumas dilimui (kietumas tik 1 H).
2) Spalva yra viena (tik sidabro balta ir sidabro pilka), o dekoratyvinis efektas yra prastas.
3) Prastas laidumas, netinka dalims su laidžiomis jungtimis.
4. Keisti organizacinę plieno formą
4.1 Sudėties pakeitimai (pvz., nerūdijančio plieno)
Nerūdijantis plienas yra nerūdijančio rūgštims atsparaus plieno, kuris pasižymi puikiu atsparumu korozijai ir geru dekoratyviniu efektu, santrumpa, plačiai naudojamas įvairiose srityse. Paprastai manoma, kad nerūdijančio plieno atsparumo korozijai mechanizmas iš esmės yra toks.
1) Kai Cr kiekis viršija 13 procentų, plieno elektrodo potencialas pakils nuo neigiamo elektrodo potencialo iki teigiamo elektrodo potencialo, todėl pati plieno matrica taps "inertiška";
2) Cr ant plieno paviršiaus sudarys tankią, turtingą Cr pasyvavimo plėvelę, taip dar labiau apsaugodamas pagrindą.
3) Nerūdijantis plienas skirstomas į: martensitinį plieną, feritinį plieną, austenitinį plieną, austenitinį-feritinį nerūdijantį plieną ir kt., Tarp kurių austenitinis nerūdijantis plienas turi geriausią atsparumą korozijai, pvz., A2, A4 nerūdijantis plienas.
Nerūdijantis plienas daugiausiai turi šiuos trūkumus: ①Taukumo riba yra labai maža (paprastai ne didesnė kaip 300 MPa), todėl netinka pagrindinėms konstrukcijos dalims sujungti.
②Jis linkęs į sriegių užstrigimą. Priveržus nerūdijančio plieno varžtus, nesunku pažeisti sriegio paviršių. Šiuo metu jis spontaniškai sudarys oksido sluoksnį, kuris sustiprins varžtų sukibimą ir užsifiksavimą.
③ linkę į tarpkristalinę koroziją. C ir Cr nerūdijančiame pliene tam tikroje temperatūroje, ypač šalia grūdelių ribos, sudarys junginius, dėl kurių prie grūdelių ribos susidarys „skurdus plotas“, o tai sukelia grūdelių ribos koroziją.
④ Prastas atsparumas korozijai CI terpėje (išskyrus A4 nerūdijantį plieną).
⑤ Kaina didesnė (apie 4 kartus didesnė nei Dacromet).
4.2 Terminio apdorojimo būklės pokyčiai
Geležies ir plieno medžiagos daugiausia yra daugiafazės struktūros (antrinės fazės, tokios kaip priemaišos, karbidai ir intermetaliniai junginiai, paprastai yra pliene kaip katodai, o Fe matrica kaip anodai). Daugiafazėje struktūroje tarp fazių yra potencialų skirtumas, suformuojant korozijos mikrobateriją. Antroji fazė gali būti anodinio pasyvavimo arba katodinio tirpimo fazė, kurios abi turės įtakos matricos atsparumui korozijai.
Pavyzdžiui, nerūdijantis plienas, jis turi būti labai atsargus suvirinant ir termiškai apdorojant. Po to, kai nerūdijantis plienas yra apdorojamas aukštos temperatūros tirpalu, jis kaitinamas nuo 400 C iki 850 C ir susidaro didelis kiekis CrsC. ir Cr, C; Karbidas nusodins išilgai grūdelių ribos, todėl šalia grūdelių ribos susidaro neturtinga Cr sritis. Karbidas veikia kaip korozijos elemento katodas, o skurdžios kros sritis – kaip korozijos elemento anodas, dėl ko atsiranda grūdelių ribos korozija ir jos atsparumas korozijai labai sumažės.