Bevestigingsmiddelen zijn de meest voorkomende onderdelen van mechanische apparatuur voor bevestiging en verbinding, die in een specifieke omgeving worden gebruikt, en de langdurige interactie tussen bevestigingsmiddelen en de omgeving zal altijd hun toestand en prestaties veranderen, dat wil zeggen corrosie, wat een van de de belangrijkste vormen van falen van bevestigingsmiddelen. De corrosie van bevestigingsmiddelen zal de losmaakbaarheid en herhaalde installatie van schroefdraad beïnvloeden, of de sterkte van de verbinding tussen componenten beschadigen, en zelfs leiden tot het plotseling falen van werkstukken, wat resulteert in catastrofale ongevallen. Daarom is de anticorrosie van bevestigingsmiddelen altijd een punt van grote zorg geweest.
Gemeenschappelijke anticorrosieve technologie van bevestigingsmiddelen
De gebruikelijke anticorrosietechnologie van bevestigingsmiddelen. De anti-corrosiebehandeling van bevestigingsmiddelen vormt in het algemeen een deklaag of anti-corrosielaag op het werkstukoppervlak door middel van bepaalde methoden om de impact van de externe omgeving op het bevestigingsmiddel zelf te belemmeren en het effect van corrosieweerstand te bereiken. Er zijn vier belangrijke anticorrosietechnologieën voor bevestigingsmiddelen: filmbehandelingstechnologie, metaalcoatingtechnologie, coatingtechnologie en het veranderen van de interne structuur van metaal (zoals roestvrij staal).
1. Filmbehandelingstechnologie
Filmbehandelingstechnologie verwijst voornamelijk naar het behandelingsproces van het genereren van een stabiele chemische (elektrochemische) conversiefilm op het metaaloppervlak door chemische of elektrochemische methoden. Zo zijn er veel bevestigingsmiddelen met zwarte coating en blauwe coating in het voertuig.
1.1 zwart worden en blauw worden
Het proces van het vormen van een laag chemische oxidefilm (voornamelijk samengesteld uit Fe, O,) op het oppervlak van ijzeren en stalen onderdelen na behandeling bij ongeveer 140 ° C gedurende een vaste tijd in een geconcentreerde alkalische oplossing die oxidatiemiddel bevat.
Technische kenmerken van de behandeling van zwart worden/blauwen:
1) Filmdikte 0,5-1,5 m。
2) De neutrale zoutsproeiweerstandstest (NSS) duurt over het algemeen slechts 2 ~ 5 uur. Op dit moment is de oxidatiefilm gebroken en zal er zelfs een grote hoeveelheid roest verschijnen, zoals weergegeven in figuur 1.
3) Het heeft een lage gevoeligheid voor waterstofbrosheid en kan worden gebruikt als bout met hoge weerstand.
4) Als bevestigingsmiddel is de consistentie van de koppelvoorspanning slecht.
5) Heldere kleur en goed decoratief effect.
6) Lage kosten.
1.2 fosfateren behandeling
Fosfateren is een proces waarbij ijzeren en stalen onderdelen worden ondergedompeld in een oplossing die mangaan, fosforzuur, fosfaat en andere reagentia bevat om een fosfaatomzettingsfilm te vormen die onoplosbaar is in water op het metaaloppervlak. Technische kenmerken van fosfaatbehandeling.
1) De film is stevig aan het substraat gehecht (1 ~ 50 μM dik).
2) NSS kan 10 ~ 20 uur, zelfs 72 uur bereiken.
3) Slechte mechanische sterkte en bros.
4) Als bevestigingsmiddel is de consistentie van de koppelvoorspanning zeer goed.
5) De kleur is lichtgrijs en andere donkere kleuren en het decoratieve effect is slecht.
6) Het heeft een lage gevoeligheid voor waterstofbrosheid en kan worden gebruikt als bouten met hoge weerstand.
7) Lage kosten.
2. Metaalcoatingtechnologie
Metaalcoatingtechnologie is voornamelijk een oppervlaktebehandelingsproces waarbij coatingtechnologie wordt gebruikt om een dunne metalen laag op het oppervlak van metalen materialen te vormen, om metalen materialen te voorzien van decoratie of bescherming. In stedelijke spoorvoertuigen is de metaalcoatingtechnologie van bevestigingsmiddelen voornamelijk verzinken en andere speciale metaalcoatings (verchromen, vernikkelen, cadmiumplateren, verzilveren, enz.).
2.1 verzinken
Zink en ijzer kunnen elkaar oplossen en het standaard elektrodepotentieel is -0,76 v. voor stalen substraat, zinkcoating behoort tot anodische coating, die het stalen substraat beter kan beschermen. Daarom wordt de verzinkingstechnologie veel gebruikt in bevestigingsmiddelen. Er zijn drie gangbare verzinkmethoden: thermisch verzinken, elektrolytisch verzinken en mechanisch verzinken.
2.1.1 thermisch verzinken
Thermisch verzinken verwijst naar het feit dat stalen onderdelen worden ondergedompeld in gesmolten vloeibaar zink, wat resulteert in een reeks fysieke en chemische reacties op het oppervlak van het werkstuk, om een metalen zinklaag te vormen. De laagdikte van thermisch verzinken is erg dik (tot 30 ~ 60 m), de corrosieweerstand is zeer goed en wordt veel gebruikt in stalen buitenonderdelen die lange tijd worden gebruikt (zoals tv-toren, snelwegbescherming hek, enz.). Voor bevestigingsmiddelen is thermisch verzinken over het algemeen van toepassing op bouten van M6 en hoger, maar het kan niet worden gebruikt voor bevestigingsmiddelen met hoge sterkte, voornamelijk omdat de bedrijfstemperatuur van het thermisch verzinken erg hoog is (400C ~ 500C), wat is gemakkelijk te temperen en te verzachten van zeer sterke bevestigingsmiddelen.
2.1.2 elektrolytisch verzinken
Elektrolytisch verzinken is het gebruik van elektrolyse om een uniforme, dichte en goed hechtende zinklaag op het oppervlak van ijzeren en stalen onderdelen te vormen. De dikte van de zinklaag van elektrolytisch verzinken is relatief dun (5 ~ 30 mm) μ m), de corrosieweerstand is de slechtste in de verzinkte anti-corrosiebehandeling, maar wordt veel gebruikt in bevestigingsmiddelen vanwege het eenvoudige proces, lage kosten en weinig invloed op het schroefdraad schroeven. Aangezien verzinken een hoge gevoeligheid voor waterstofbrosheid heeft en het moeilijk is om waterstof volledig te verwijderen (het oppervlak van de elektrolytisch gegalvaniseerde laag zal afbladderen of eraf vallen boven 100C), kan elektrolytisch verzinkt niet worden gebruikt voor zeer sterke bevestigingsmiddelen.
2.1.3 mechanisch verzinken
Mechanisch verzinken verwijst naar het oppervlaktebehandelingsproces van het vormen van een zinkcoating door het oppervlak van stalen onderdelen te beïnvloeden met een impactmedium onder invloed van chemische stoffen zoals zinkpoeder, dispergeermiddel en versneller. De dikte van mechanische zinklaag is over het algemeen 5 ~ 50 m. De coating heeft een compact en uniform oppervlak, een goed decoratief effect en een uitstekende corrosieweerstand; En de coating heeft geen nadelen van thermisch verzinken en elektrolytisch verzinken zoals ontlaten bij hoge temperatuur en waterstofbrosheid. Het is een oppervlaktebehandelingsproces dat bijzonder geschikt is voor het tegengaan van corrosie van bevestigingsmiddelen.
2.2 andere metaalcoatings
2.2.1 verchromen
Als metaalcoating heeft chroom de kenmerken van sterke hechting, goede slijtvastheid, uitstekend decoratief effect en hoge hittebestendigheid (normaal gebruik onder 500C). Daarom is het zeer ideaal om chroomcoating te gebruiken als metaalcoating van bevestigingsmiddelen.
Verchromen heeft de volgende nadelen:
1) Het proces is complex. Nikkel of koper moet worden geplateerd voordat verchromen.
2) Het' is duur.
3) De chroomcoating is hard, broos en valt er gemakkelijk af.
2.2.2 vernikkelen
Als metaalcoating heeft nikkel een goede geleidbaarheid, een hoge hardheid, een goed decoratief effect en een goede hittebestendigheid (het kan normaal onder 600C worden gebruikt). Daarom is vernikkelen ook ideaal voor bevestigingsmiddelen.
Vernikkelen heeft de volgende nadelen:
1) Het proces is complex en koper moet worden geplateerd voordat het wordt verchroomd.
2) Nikkelcoating is poreus en de corrosie van het substraat zal worden versneld wanneer de coating dun is.
3) Het' is duur.
2.2.3 cadmiumplateren
Als metaalcoating is cadmium een anodische coating. Het heeft de kenmerken van sterke zoutzuurcorrosieweerstand, lage waterstofbrosheid en een goed decoratief effect. Het is met name geschikt voor bevestigingsmiddelen die worden gebruikt in het mariene milieu (zoals bevestigingsmiddelen van HNA-vliegtuigen en olieboorplatforms).
Cadmium plating heeft voornamelijk de volgende nadelen:
① De milieuvervuiling is hoog en het gas en het oplosbare cadmiumzout dat wordt geproduceerd door het smelten van cadmium zijn giftig.
② Het' is duur.
2.2.4 verzilveren
Als metaalcoating heeft zilver een uitstekende geleidbaarheid, uitstekende reflecterende prestaties, goede smering en uitstekende hittebestendigheid (het kan normaal worden gebruikt onder 870c). Daarom wordt verzilveren veel gebruikt in elektronische en elektrotechniek, hoogfrequente componenten en andere gebieden (zoals geleidende bouten voor generatoren, aansluitklemmen voor voertuigaccu's).
Verzilveren heeft de volgende nadelen:
① Het proces is complex, dus koper moet worden geplateerd voordat het wordt verzilverd.
② De prijs is erg duur.
2.2.5 gegalvaniseerd nikkel
Zink-nikkel-composietcoating is een nieuw type gelegeerde metaalcoating die is geoptimaliseerd en ontwikkeld in het oppervlaktebehandelingsproces van verzinken, wat veel voordelen heeft.
1) NSS kan 500 - 1500 uur bereiken.
2) De elektrodepotentiaal van de coating ligt tussen Fe en Zn, wat meer geschikt is voor de montage van aluminium onderdelen.
3) De coating heeft een hoge hardheid en een goed decoratief effect.
4) Het heeft bijna geen waterstofbrosheid en kan voor bevestigingsmiddelen met hoge weerstand worden gebruikt.
5) Goede hittebestendigheid (het kan normaal onder 8009c worden gebruikt).
Het belangrijkste nadeel van zink-nikkelcoating is de hoge prijs (ongeveer 6 keer die van verzinken), maar de uitstekende uitgebreide eigenschappen zijn algemeen erkend door mensen.
3. Coatingtechnologie
Coatingtechnologie verwijst naar een oppervlaktebehandelingstechnologie waarbij een specifieke coating op het objectoppervlak wordt gecoat met bepaalde apparatuur en methoden om een dichte, continue en uniforme film op het oppervlak te produceren, en vervolgens gedroogd en gestold door natuurlijke of kunstmatige methoden om een beschermende of decoratieve coating.
Van de bevestigingsmiddelen is de zinkchroomcoatingtechnologie de meest gebruikte coatingtechnologie. Het is een coating die op het oppervlak van stalen onderdelen wordt gevormd door een zinkchroomcoating op stalen onderdelen te coaten en door een volledige gesloten circuitcyclus te bakken, ook wel Dacromet-behandeling genoemd. Het heeft de volgende uitstekende eigenschappen.
1) NSS kan 500 ~ 1000 uur bereiken.
2) Goede doorlaatbaarheid.
3) Geen gevoeligheid voor waterstofbrosheid.
4) Lage milieuvervuiling.
5) Als bevestigingsmiddel is de consistentie van de koppelvoorspanning zeer goed.
6) De prijs is gematigd (ongeveer het dubbele van die van gegalvaniseerd).
Een behandeling met Dacromet heeft de volgende nadelen:
1) Slechte slijtvastheid (hardheid slechts 1 uur).
2) Enkele kleur (alleen zilverwit en zilvergrijs), slecht decoratief effect.
3) Slechte geleidbaarheid, niet geschikt voor geleidende verbindingsdelen.
4. Verander de microstructuur van staal
4.1 verandering van samenstelling (bijv. RVS)
Roestvast staal is de afkorting van roestvast en zuurbestendig staal. Het heeft een uitstekende corrosieweerstand en een goed decoratief effect. Het wordt veel gebruikt in verschillende steden. Algemeen wordt aangenomen dat het corrosieweerstandsmechanisme van roestvrij staal hoofdzakelijk als volgt is.
1) Wanneer het Cr-gehalte 13% overschrijdt, zal de elektrodepotentiaal van staal stijgen van de negatieve elektrodepotentiaal naar de positieve elektrodepotentiaal, waardoor de staalmatrix zelf"inert" wordt;
2) CR vormt een dichte, CR-rijke passieve film op het oppervlak van staal om het substraat verder te beschermen.
3) Roestvrij staal is onderverdeeld in martensitisch staal, ferritisch staal, austenitisch staal, austenitisch ferritisch roestvrij staal, enz. waaronder austenitisch roestvrij staal de beste corrosieweerstand heeft, zoals A2 en A4 roestvrij staal.
Roestvast staal heeft de volgende nadelen: ① de vloeigrens is erg laag (meestal niet meer dan 300 MPa), wat niet geschikt is voor het verbinden van grote constructiedelen.
② Het vastlopen van de draad is gemakkelijk te voorkomen. Wanneer de roestvrijstalen bout wordt vastgedraaid, is het gemakkelijk om schade aan het schroefdraadoppervlak te veroorzaken. Op dit moment zal het spontaan een laag oxidelaag produceren, wat de hechting en vergrendeling van de bout zal verergeren.
③ Gevoelig voor interkristallijne corrosie. Bij een bepaalde temperatuur zullen C en Cr in roestvrij staal verbindingen vormen, vooral nabij de korrelgrens, wat zal leiden tot"CR arme zone" bij de korrelgrens en korrelgrenscorrosie.
④ Slechte CI medium corrosieweerstand (behalve A4 roestvrij staal).
⑤ De prijs is hoger (ongeveer 4 keer die van een Dacromet-behandeling).
4.2 verandering van warmtebehandelingsstatus:
IJzer- en staalmaterialen hebben voornamelijk een meerfasige structuur (onzuiverheden, carbiden, intermetallische verbindingen en andere tweede fasen komen meestal voor in ijzer en staal als kathode en Fe-matrix als anode). Er is een potentiaalverschil tussen fasen in de meerfasenstructuur, waardoor een corrosieve microcel wordt gevormd. De tweede fase kan de anodepassiveringsfase of de kathode-oplosfase zijn, die beide de corrosieweerstand van de matrix zullen beïnvloeden.
Roestvast staal moet bijvoorbeeld heel voorzichtig zijn bij lassen en warmtebehandeling. Na een oplossingsbehandeling bij hoge temperatuur wordt roestvrij staal verwarmd tussen 400C en 850c om een grote hoeveelheid CRSC te produceren. En Cr, C; Carbiden zullen neerslaan langs de korrelgrens, wat resulteert in de vorming van een Cr-arme zone nabij de korrelgrens. Carbiden worden gebruikt als de kathode van de corrosiebatterij en het Cr-arme gebied wordt gebruikt als de anode van de corrosiebatterij, wat resulteert in korrelgrenscorrosie en de corrosieweerstand ervan zal aanzienlijk worden verminderd.
