Gli elementi di fissaggio sono le parti più comuni delle apparecchiature meccaniche per il fissaggio e il collegamento, che vengono utilizzate in un ambiente specifico e l'interazione a lungo termine tra gli elementi di fissaggio e l'ambiente cambierà sempre il loro stato e le loro prestazioni, ovvero la corrosione, che è uno dei le principali forme di cedimento degli elementi di fissaggio. La corrosione degli elementi di fissaggio influenzerà la staccabilità e l'installazione ripetuta di filettature, o danneggerà la resistenza della connessione tra i componenti e persino porterà all'improvviso guasto dei pezzi, con conseguenti incidenti catastrofici. Pertanto, l'anticorrosione degli elementi di fissaggio è sempre stato un argomento di grande preoccupazione.
Tecnologia anticorrosione comune degli elementi di fissaggio
La comune tecnologia anticorrosione degli elementi di fissaggio. Il trattamento anticorrosivo degli elementi di fissaggio generalmente forma uno strato di copertura o strato anticorrosivo sulla superficie del pezzo da lavorare attraverso determinati metodi per ostacolare l'impatto dell'ambiente esterno sull'elemento di fissaggio stesso e ottenere l'effetto di resistenza alla corrosione. Esistono quattro principali tecnologie anticorrosione per i dispositivi di fissaggio: tecnologia di trattamento del film, tecnologia di rivestimento dei metalli, tecnologia di rivestimento e modifica della struttura interna del metallo (come l'acciaio inossidabile).
1. Tecnologia di trattamento del film
La tecnologia di trattamento del film si riferisce principalmente al processo di trattamento per generare un film di conversione chimico (elettrochimico) stabile sulla superficie del metallo con metodi chimici o elettrochimici. Ad esempio, nel veicolo sono presenti molti elementi di fissaggio con rivestimento nero e rivestimento blu.
1.1 annerimento e azzurramento
Il processo di formazione di uno strato di film di ossido chimico (composto principalmente da Fe, O,) sulla superficie delle parti in ferro e acciaio dopo trattamento a circa 140°C per un tempo fisso in una soluzione alcalina concentrata contenente ossidante.
Caratteristiche tecniche del trattamento di annerimento/azzurramento:
1) Spessore del film 0,5-1,5 μ m。
2) Il test di resistenza alla nebbia salina neutra (NSS) è generalmente di sole 2 ~ 5 ore. A questo punto, il film di ossidazione è stato rotto e apparirà anche una grande quantità di ruggine, come mostrato nella Figura 1.
3) Ha una bassa sensibilità all'infragilimento da idrogeno e può essere utilizzato come bullone ad alta resistenza.
4) Come elemento di fissaggio, la sua consistenza del precarico di coppia è scarsa.
5) Colore brillante e buon effetto decorativo.
6) Basso costo.
1.2 trattamento di fosfatazione
La fosfatazione è un processo in cui le parti in ferro e acciaio vengono immerse in una soluzione contenente manganese, acido fosforico, fosfato e altri reagenti per formare un film di conversione del fosfato insolubile in acqua sulla superficie del metallo. Caratteristiche tecniche del trattamento di fosfatazione.
1) Il film è saldamente legato al substrato (spessore 1 ~ 50 μ M).
2) NSS può raggiungere 10 ~ 20 ore, anche 72 ore.
3) Scarsa resistenza meccanica e fragilità.
4) Come elemento di fissaggio, la sua consistenza del precarico di coppia è molto buona.
5) Il colore è grigio chiaro e altri colori scuri e l'effetto decorativo è scarso.
6) Ha una bassa sensibilità all'infragilimento da idrogeno e può essere utilizzato come bulloni ad alta resistenza.
7) Basso costo.
2. Tecnologia di rivestimento dei metalli
La tecnologia di rivestimento dei metalli è principalmente un processo di trattamento superficiale che utilizza la tecnologia di rivestimento per formare uno strato sottile di metallo sulla superficie dei materiali metallici, in modo da dotare i materiali metallici di decorazione o protezione. Nei veicoli ferroviari urbani, la tecnologia di rivestimento in metallo degli elementi di fissaggio è principalmente la zincatura e altri rivestimenti metallici speciali (cromatura, nichelatura, cadmio, argento, ecc.).
2.1 zincatura
Zinco e ferro possono dissolversi a vicenda e il suo potenziale di elettrodo standard è -0,76 v. per il substrato in acciaio, il rivestimento in zinco appartiene al rivestimento anodico, che può proteggere meglio il substrato in acciaio. Pertanto, la tecnologia di zincatura è ampiamente utilizzata negli elementi di fissaggio. Esistono tre metodi di zincatura comuni: zincatura a caldo, elettrozincatura e zincatura meccanica.
2.1.1 zincatura a caldo
La zincatura a caldo si riferisce al fatto che le parti in acciaio sono immerse nello zinco liquido fuso, provocando una serie di reazioni fisiche e chimiche sulla superficie del pezzo, in modo da formare un rivestimento di zinco metallico. Lo spessore del rivestimento della zincatura a caldo è molto spesso (fino a 30 ~ 60 μ m), la sua resistenza alla corrosione è molto buona ed è ampiamente utilizzato nelle parti in acciaio per esterni utilizzate per lungo tempo (come la torre della TV, la protezione dell'autostrada recinzione, ecc.). Per gli elementi di fissaggio, la zincatura a caldo è generalmente applicabile ai bulloni di M6 e superiori, ma non può essere utilizzata per elementi di fissaggio ad alta resistenza, principalmente perché la temperatura di esercizio del processo di zincatura a caldo è molto alta (400C ~ 500C), che è facile da temperare e ammorbidire elementi di fissaggio ad alta resistenza.
2.1.2 elettrozincatura
L'elettrozincatura è l'uso dell'elettrolisi per formare un rivestimento di zinco uniforme, denso e ben legato sulla superficie delle parti in ferro e acciaio. Lo spessore dello strato di zinco dell'elettrozincatura è relativamente sottile (5 ~ 30 mm) μ m), la resistenza alla corrosione è la peggiore nel trattamento anticorrosione galvanica, ma è ampiamente utilizzata negli elementi di fissaggio a causa del suo processo semplice, a basso costo e poco impatto sull'avvitamento del filetto. Poiché la zincatura ha un'elevata sensibilità all'infragilimento da idrogeno ed è difficile rimuovere completamente l'idrogeno (la superficie dello strato elettrozincato si staccherà o cadrà sopra i 100°C), l'elettrozincato non può essere utilizzato per elementi di fissaggio ad alta resistenza.
2.1.3 zincatura meccanica
La zincatura meccanica si riferisce al processo di trattamento superficiale della formazione del rivestimento di zinco impattando la superficie delle parti in acciaio con un mezzo d'impatto sotto l'azione di sostanze chimiche come polvere di zinco, disperdente e acceleratore. Lo spessore del rivestimento di zinco meccanico è generalmente di 5 ~ 50 μ m. Il rivestimento ha superficie compatta ed uniforme, buon effetto decorativo ed ottima resistenza alla corrosione; E il rivestimento non presenta gli svantaggi della zincatura a caldo e dell'elettrozincatura come il rinvenimento ad alta temperatura e l'infragilimento da idrogeno. È un processo di trattamento superficiale particolarmente adatto per l'anticorrosione degli elementi di fissaggio.
2.2 altri rivestimenti metallici
2.2.1 cromatura
Come rivestimento metallico, il cromo ha le caratteristiche di una forte adesione, una buona resistenza all'usura, un eccellente effetto decorativo e un'elevata resistenza al calore (uso normale sotto i 500°C). Pertanto, è molto ideale utilizzare il rivestimento in cromo come rivestimento metallico degli elementi di fissaggio.
La cromatura presenta i seguenti svantaggi:
1) Il processo è complesso. Il nichel o il rame devono essere placcati prima della cromatura.
2)'costoso.
3) Il rivestimento in cromo è duro, fragile e si stacca facilmente.
2.2.2 nichelatura
Come rivestimento metallico, il nichel ha una buona conduttività, un'elevata durezza, un buon effetto decorativo e una buona resistenza al calore (può essere utilizzato normalmente sotto i 600°C). Pertanto, la nichelatura è ideale anche per gli elementi di fissaggio.
La nichelatura presenta i seguenti svantaggi:
1) Il processo è complesso e il rame deve essere placcato prima della cromatura.
2) Il rivestimento in nichel è poroso e la corrosione del substrato sarà accelerata quando il rivestimento è sottile.
3)'è costoso.
2.2.3 cadmio
Come rivestimento metallico, il cadmio è un rivestimento anodico. Ha le caratteristiche di una forte resistenza alla corrosione da acido cloridrico, basso infragilimento da idrogeno e buon effetto decorativo. È particolarmente adatto per elementi di fissaggio utilizzati in ambiente marino (come elementi di fissaggio di aerei HNA e piattaforme di trivellazione petrolifera).
La cadmio presenta principalmente i seguenti svantaggi:
① L'inquinamento ambientale è elevato e il gas e il sale di cadmio solubile prodotti dalla fusione del cadmio sono tossici.
②'costoso.
2.2.4 placcatura in argento
Come rivestimento metallico, l'argento ha un'eccellente conduttività, eccellenti prestazioni riflettenti, una buona lubrificazione e un'eccellente resistenza al calore (può essere utilizzato normalmente al di sotto di 870°C). Pertanto, la placcatura in argento è ampiamente utilizzata nell'ingegneria elettronica ed elettrica, nei componenti ad alta frequenza e in altri campi (come bulloni conduttivi del generatore, terminali di uscita della batteria del veicolo).
La placcatura in argento presenta i seguenti svantaggi:
① Il processo è complesso, quindi il rame deve essere placcato prima dell'argentatura.
② Il prezzo è molto caro.
2.2.5 nichel galvanizzato
Il rivestimento composito zinco-nichel è un nuovo tipo di rivestimento in lega metallica ottimizzato e sviluppato nel processo di trattamento superficiale della zincatura, che presenta molti vantaggi.
1) NSS può raggiungere le 500 - 1500 ore.
2) Il potenziale dell'elettrodo del rivestimento è compreso tra Fe e Zn, che è più adatto per l'assemblaggio di parti in alluminio.
3) Il rivestimento ha un'elevata durezza e un buon effetto decorativo.
4) Non ha quasi infragilimento da idrogeno e può essere utilizzato per elementi di fissaggio ad alta resistenza.
5) Buona resistenza al calore (può essere usato normalmente sotto 8009c).
Il principale svantaggio del rivestimento in nichel-zinco è il suo prezzo elevato (circa 6 volte quello della zincatura), ma le sue eccellenti proprietà complete sono state ampiamente riconosciute dalle persone.
3. Tecnologia di rivestimento
La tecnologia di rivestimento si riferisce a una tecnologia di trattamento superficiale in cui un rivestimento specifico viene rivestito sulla superficie dell'oggetto con determinate attrezzature e metodi per produrre un film denso, continuo e uniforme sulla superficie, quindi essiccato e solidificato con metodi naturali o artificiali per formare un rivestimento protettivo o decorativo.
Tra gli elementi di fissaggio, la tecnologia di rivestimento in zinco-cromo è la tecnologia di rivestimento più utilizzata. È un rivestimento formato sulla superficie delle parti in acciaio rivestendo un rivestimento in zinco-cromo su parti in acciaio e cuocendo attraverso un ciclo completo a circuito chiuso, noto anche come trattamento Dacromet. Presenta le seguenti ottime caratteristiche.
1) NSS può raggiungere 500 ~ 1000 ore.
2) Buona permeabilità.
3) Nessuna sensibilità all'infragilimento da idrogeno.
4) Basso inquinamento ambientale.
5) Come elemento di fissaggio, la sua consistenza del precarico di coppia è molto buona.
6) Il prezzo è contenuto (circa il doppio di quello Zincato).
Il trattamento con Dacromet presenta i seguenti svantaggi:
1) Scarsa resistenza all'usura (durezza solo 1 h).
2) Monocolore (solo bianco argento e grigio argento), scarso effetto decorativo.
3) Scarsa conduttività, non adatto per parti di connessione conduttive.
4. Modificare la microstruttura dell'acciaio
4.1 cambio di composizione (es. acciaio inossidabile)
Acciaio inossidabile è l'abbreviazione di acciaio inossidabile e resistente agli acidi. Ha un'eccellente resistenza alla corrosione e un buon effetto decorativo. È ampiamente usato in varie città. Si ritiene generalmente che il meccanismo di resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile sia principalmente il seguente.
1) Quando il contenuto di Cr supera il 13%, il potenziale dell'elettrodo dell'acciaio aumenterà dal potenziale dell'elettrodo negativo al potenziale dell'elettrodo positivo, rendendo la matrice di acciaio stessa"inerte";
2) CR formerà un film passivo ricco di CR denso sulla superficie dell'acciaio per proteggere ulteriormente il substrato.
3) L'acciaio inossidabile è suddiviso in acciaio martensitico, acciaio ferritico, acciaio austenitico, acciaio inossidabile austenitico ferritico, ecc. Tra questi, l'acciaio inossidabile austenitico ha la migliore resistenza alla corrosione, come l'acciaio inossidabile A2 e A4.
L'acciaio inossidabile presenta i seguenti svantaggi: ① il carico di snervamento è molto basso (generalmente non più di 300 MPa), che non è adatto per il collegamento di parti strutturali importanti.
② Il grippaggio del filo è facile. Quando il bullone in acciaio inossidabile è serrato, è facile causare danni alla superficie della filettatura. In questo momento, produrrà spontaneamente uno strato di ossido, che aggraverà l'adesione e il bloccaggio del bullone.
③ Incline alla corrosione intergranulare. Ad una certa temperatura, C e Cr negli acciai inossidabili formeranno dei composti, soprattutto in prossimità del bordo grano, che porteranno a"CR zona povera" al bordo grano e alla corrosione del bordo grano.
④ Scarsa resistenza alla corrosione media CI (eccetto acciaio inossidabile A4).
⑤ Il prezzo è più alto (circa 4 volte quello del trattamento Dacromet).
4.2 cambiamento di stato del trattamento termico
I materiali in ferro e acciaio sono principalmente struttura multifase (impurità, carburi, composti intermetallici e altre seconde fasi di solito esistono in ferro e acciaio come catodo e matrice Fe come anodo). C'è una potenziale differenza tra le fasi nella struttura multifase, formando una microcella corrosiva. La seconda fase può essere la fase di passivazione dell'anodo o la fase di dissoluzione del catodo, entrambe le quali influenzeranno la resistenza alla corrosione della matrice.
Ad esempio, l'acciaio inossidabile dovrebbe essere molto attento nella saldatura e nel trattamento termico. Dopo il trattamento in soluzione ad alta temperatura, l'acciaio inossidabile viene riscaldato tra 400C e 850C per produrre una grande quantità di CRSC. E Cr, C; I carburi precipiteranno lungo il bordo del grano, determinando la formazione di una zona povera di Cr vicino al bordo del grano. I carburi vengono utilizzati come catodo della batteria di corrosione e l'area povera di Cr viene utilizzata come anodo della batteria di corrosione, con conseguente corrosione del bordo del grano e la sua resistenza alla corrosione sarà notevolmente ridotta.
