Spojovací materiáljsou nejběžnější části mechanických zařízení používaných pro upevnění spojů. Všechny se používají ve specifických prostředích a dlouhodobá interakce mezi spojovacími prvky a prostředím vždy způsobí změny v jejich stavu a výkonu. Změna, tedy koroze, je jednou z hlavních forem selhání spojovacích prvků. Lehká koroze spojovacích prvků ovlivní oddělitelnost a opakovanou instalaci závitů a silná koroze poškodí pevnost spojení mezi součástmi a dokonce povede k náhlému selhání obrobků, což má za následek katastrofální nehody. Proto byla antikorozní ochrana spojovacích prvků vždy velkým zájmem každého. téma.
Antikorozní technologie běžně používaná pro spojovací prvky
Běžně používaná antikorozní technologie spojovacích prvků Antikorozní úprava spojovacích prostředků obecně určitým způsobem vytváří krycí vrstvu nebo antikorozní vrstvu na povrchu obrobku, aby se zabránilo vlivu vnějšího prostředí na spojovací prvek samotný a dosáhlo se účinek odolnosti proti korozi. Existují čtyři hlavní antikorozní technologie pro spojovací prvky: technologie úpravy filmové vrstvy, technologie povlakování kovů, technologie povlakování a změna vnitřní struktury kovu (například nerezové oceli).
1. Technologie zpracování filmu
Technologie zpracování filmu se týká především procesu vytváření stabilního chemického (elektrochemického) konverzního filmu na povrchu kovu chemickými nebo elektrochemickými metodami. Například u městských kolejových vozidel je povrchová úprava upevňovacích prvků většinou černo/modrá a fosfátovací úprava.
1.1, černá a modrá
V koncentrovaném alkalickém roztoku obsahujícím okysličovadlo dochází po určité době působení při teplotě asi 140 °C k procesu tvorby chemického oxidového filmu na povrchu ocelového dílu (složeného převážně z Fe, O,).
Technické vlastnosti černění/modrání:
1) Tloušťka filmu je 0.5-1,5 μm.
2) Test neutrální solné mlhy (NSS) je obecně pouze 2 ~ 5 hodin. V tomto okamžiku je vrstva oxidového filmu porušena a dokonce se objeví velké množství rzi, jak je znázorněno na obrázku 1.
3) Nízká náchylnost k vodíkové křehkosti, lze použít jako vysokopevnostní šrouby.
4) Jako spojovací prvek je jeho konzistence síly předběžného utažení momentem špatná.
5) Barva je jasnější a dekorativní efekt je lepší.
6) Nízká cena.
1.2. Léčba fosfátováním
Proces ponoření ocelových dílů do roztoku obsahujícího mangan, kyselinu fosforečnou, fosfát a další činidla za vzniku vrstvy fosfátového konverzního filmu, který je na kovovém povrchu nerozpustný ve vodě, se nazývá fosfátování. Technické vlastnosti fosfátování.
1) Vrstva filmu je pevně spojena se substrátem (tloušťka 1-50 μm).
2) NSS může dosáhnout 10~20 hodin, dokonce 72 hodin.
3) Špatná mechanická pevnost a křehká kvalita.
4) Jako spojovací prvek je jeho konzistence moment-předpětí velmi dobrá.
5) Barva je světle šedá a jiné tmavé barvy a dekorativní efekt je špatný.
6) Náchylnost k vodíkové křehkosti je nízká, lze jej tedy použít jako vysokopevnostní šrouby.
7) Cena je nižší.
2. Technologie pokovování
Technologie pokovování je hlavně proces povrchové úpravy, který využívá technologii potahování k vytvoření tenké kovové vrstvy na povrchu kovových materiálů, aby kovové materiály získaly dekorativní nebo ochranné vlastnosti. V městských kolejových vozidlech je technologie pokovování spojovacích prvků převážně pozinkovaná a další speciální kovové povlaky (chromování, niklování, kadmium, stříbření atd.).
2.1 Pozinkované
Zinek a železo se mohou navzájem rozpouštět a jejich standardní elektrodový potenciál je -0,76 V. U ocelového substrátu je zinkový povlak anodický povlak, který může ocelový substrát lépe chránit. Proto je technologie galvanizace široce používána v spojovacích materiálech. Existují tři běžně používané způsoby zinkování: žárové zinkování, elektrogalvanické zinkování a mechanické zinkování.
2.1.1 Žárové zinkování
Žárové zinkování znamená, že ocelové díly jsou ponořeny do roztaveného tekutého zinku, takže na povrchu obrobku dochází k řadě fyzikálních a chemických reakcí, čímž se vytvoří kovová galvanizovaná vrstva. Tloušťka povlaku žárového zinkování je velmi silná (až 30-60 μm) a jeho odolnost proti korozi je velmi dobrá. Je široce používán v ocelových dílech, které se dlouhodobě používají v exteriéru (jako jsou televizní věže, svodidla na dálnici atd.). Pro spojovací prvky je žárové zinkování obecně vhodné pro šrouby M6 a vyšší, ale nelze jej použít pro spojovací prvky s vysokou pevností, zejména proto, že provozní teplota procesu žárového zinkování je velmi vysoká (400 °C ~ 500 °C). snadno se temperuje a změkčuje vysokopevnostní spojovací prvky.
2.1.2 Galvanizace
Elektrogalvanizace využívá elektrolýzu k vytvoření jednotné, husté a dobře spojené galvanizované vrstvy na povrchu ocelových dílů. Tloušťka zinkové vrstvy elektrogalvanizace je relativně tenká (5~30μm) a její odolnost proti korozi je nejhorší u galvanizovaného antikorozního ošetření. široce používané v aplikacích. Vzhledem k tomu, že galvanické zinkování má vysokou náchylnost k vodíkové křehkosti a je obtížné jej zcela dehydrogenovat (povrch galvanizované vrstvy se nad 100 C odloupne nebo odpadne), nelze galvanické zinkování použít pro vysokopevnostní spojovací prvky.
2.1.3 Mechanické zinkování
Mechanické zinkování se týká procesu povrchové úpravy železných a ocelových dílů pomocí nárazového média k dopadu na povrch ocelových dílů působením chemických látek, jako je zinkový prášek, dispergační činidlo a urychlovač, aby se vytvořila galvanizovaná vrstva. Tloušťka mechanicky pozinkované vrstvy je obecně 5-50 μm, povrch povlaku je hustý a jednotný, dekorativní efekt je dobrý a odolnost proti korozi je vynikající; a povlak nemá žádné nedostatky žárového zinkování a elektrogalvanizace, jako je vysokoteplotní temperování a vodíková křehkost. Proces povrchové úpravy zvláště vhodný pro ochranu spojovacích prvků proti korozi.
2.2. Jiné kovové povlaky
2.2.1 Chromování
Chrom jako kovový povlak se vyznačuje silnou přilnavostí, dobrou odolností proti opotřebení, vynikajícím dekorativním efektem a vysokou tepelnou odolností (lze jej běžně používat pod 500 C), proto se chromový povlak používá jako kovový povlak na spojovací prvky. velmi ideální.
Chromování má především tyto nevýhody:
1) Proces je komplikovaný, před chromováním je nutné pokovit niklem nebo mědí.
2) Drahé.
3) Chromování je tvrdé, křehké a snadno spadne.
2.2.2 Niklování
Jako kovový povlak má nikl dobrou elektrickou vodivost, vysokou tvrdost, dobrý dekorativní efekt a dobrou tepelnou odolnost (lze jej běžně používat pod 600C), proto je ideální použít pro spojovací prvky niklování.
Niklování má především tyto nevýhody:
1) Proces je komplikovaný a měď musí být před chromováním pokovena.
2) Niklový povlak je porézní a koroze substrátu se urychlí, když je povlak tenký.
3) Drahé.
2.2.3 Pokovování kadmiem
Jako kovový povlak je kadmium anodický povlak, který má silnou odolnost proti korozi kyselinou chlorovodíkovou, nízkou vodíkovou křehkost a dobré dekorativní účinky. Je zvláště vhodný pro spojovací prvky používané v námořním prostředí (jako je rychlý firmware).
Kadmium má především tyto nevýhody:
① Znečištění životního prostředí je vysoké a plyn a rozpustné soli kadmia vznikající při tavení kadmia jsou jedovaté.
②Cena je drahá.
2.2.4 Stříbření
Stříbro má jako kovový povlak vynikající elektrickou vodivost, vynikající odrazové vlastnosti, dobrou mazací schopnost a výbornou tepelnou odolnost (lze jej běžně používat pod 870C), proto je stříbření široce používáno v oblastech elektroniky, vysokofrekvenčních součástek atd. (jako jsou vodivé šrouby generátoru, vývodové svorky akumulátoru vozidla).
Stříbření má především tyto nevýhody:
① Proces je komplikovaný a měď musí být před postříbřením pokovena.
②Cena je velmi drahá.
2.2.5 Pozinkovaný nikl
Kompozitní povlak zinku a niklu je nový typ slitinového kovového povlaku vyvinutý v procesu povrchové úpravy galvanizace, který má mnoho výhod.
1) NSS až 500 - 1500hod.
2) Elektrodový potenciál povlaku je mezi Fe a Zn, což je vhodnější pro montáž hliníkových dílů.
3) Tvrdost povlaku je vysoká a dekorativní efekt je velmi dobrý.
4) Nedochází téměř k žádnému vodíkovému křehnutí a lze jej použít pro vysoce pevné spojovací prvky.
5) Dobrá tepelná odolnost (lze běžně používat pod 8009C).
Hlavní nevýhodou současného zinkoniklového povlaku je vyšší cena (asi 6x vyšší než u zinkování), ale jeho vynikající komplexní výkon je mezi lidmi stále více uznáván.
3. Technologie povlakování
Technologie povlakování se týká nanášení specifických povlaků na povrch předmětů určitým zařízením a metodami k vytvoření hustého, souvislého a rovnoměrného filmu na povrchu, který se následně suší a vytvrzuje přírodními nebo umělými metodami za účelem vytvoření ochranných nebo dekorativních vlastností. Technologie povrchové úpravy pro funkční nátěry.
U spojovacího materiálu je nejrozšířenější technologií povlakování technologie zinko-chromového povlakování, což je druh povlaku vytvořeného na povrchu ocelových dílů nanášením zinko-chromových povlaků na ocelové díly a jejich vypalováním v plně uzavřeném okruhu. Vrstva, nazývaná také úprava dacromet, která má následující vynikající vlastnosti.
1) NSS může dosáhnout 500 ~ 1000 hodin.
2) Dobrá propustnost.
3) Žádná náchylnost k vodíkové křehkosti.
4) Znečištění životního prostředí je nízké.
5) Jako spojovací prvek je jeho konzistence moment-předpětí velmi dobrá.
6) Cena je mírná (asi dvakrát vyšší než u pozinkovaného).
Léčba Dacromet má především následující nevýhody:
1) Špatná odolnost proti opotřebení (tvrdost je pouze 1 H).
2) Barva je jednoduchá (pouze stříbrná bílá a stříbrně šedá) a dekorativní efekt je špatný.
3) Špatná vodivost, nevhodné pro díly s vodivými spoji.
4. Změnit organizační formu oceli
4.1 Změny ve složení (jako je nerezová ocel)
Nerezová ocel je zkratka nerezové oceli odolné proti kyselinám, která má vynikající odolnost proti korozi a dobrý dekorativní efekt a je široce používána v různých oblastech. Obecně se má za to, že mechanismus odolnosti korozivzdorné oceli vůči korozi je hlavně následující.
1) Když obsah Cr překročí 13 procent, elektrodový potenciál oceli vzroste ze záporného elektrodového potenciálu na kladný elektrodový potenciál, čímž se ocelová matrice sama stane "inertní";
2) Cr vytvoří na povrchu oceli hustý pasivační film bohatý na Cr, čímž dále chrání substrát.
3) Nerezová ocel se dělí na: martenzitická ocel, feritická ocel, austenitická ocel, austeniticko-feritická nerezová ocel atd., z nichž austenitická nerezová ocel má nejlepší odolnost proti korozi, jako je nerezová ocel A2, A4.
Nerezová ocel má především následující nedostatky: ①Mez kluzu je velmi nízká (obecně ne více než 300 MPa), což není vhodné pro spojování hlavních konstrukčních dílů.
②Je náchylný k zadření vlákna. Když jsou šrouby z nerezové oceli utaženy, je snadné způsobit poškození povrchu závitu. V tomto okamžiku samovolně vytvoří vrstvu oxidové vrstvy, která zesílí přilnavost a zajištění šroubů.
③ náchylné k mezikrystalové korozi. C a Cr v nerezové oceli budou při určité teplotě tvořit sloučeniny, zejména v blízkosti hranic zrn, což způsobí „oblasti s nízkou úrovní chrómu“ na hranici zrn, což má za následek korozi hranic zrn.
④ Špatná odolnost vůči korozi vůči médiu CI (kromě nerezové oceli A4).
⑤ Cena je vyšší (asi 4krát vyšší než u Dacrometu).
4.2 Změny stavu tepelného zpracování
Materiály železa a oceli jsou převážně vícefázové struktury (sekundární fáze, jako jsou nečistoty, karbidy a intermetalické sloučeniny obvykle existují v oceli jako katody a matrice Fe jako anody). Ve vícefázové struktuře existuje potenciální rozdíl mezi fázemi, které tvoří korozní mikrobaterii. Druhou fází může být anodická pasivační fáze nebo katodická rozpouštěcí fáze, přičemž obě tyto fáze ovlivní odolnost matrice proti korozi.
Jako je nerezová ocel, musí být velmi opatrná při svařování a tepelném zpracování. Poté, co je nerezová ocel podrobena vysokoteplotní úpravě roztoku, je zahřátá mezi 400 C a 850 C a vzniká velké množství CrsC. a Cr, C; Karbid se bude srážet podél hranice zrn, takže se poblíž hranice zrn vytvoří oblast chudá na Cr. Karbid působí jako katoda korozního článku a oblast chudá na Cr působí jako anoda korozního článku, což vede ke korozi na hranicích zrn a jeho korozní odolnost bude značně snížena.
