Introduktion af almindeligt anvendt anti-korrosionsteknologi til fastgørelseselementer

 Fastgørelsesmidler er de mest almindelige dele af mekanisk udstyr, der bruges til fastgørelse af forbindelser. De bruges alle i specifikke miljøer, og den langsigtede interaktion mellem fastgørelseselementer og miljøet vil altid forårsage ændringer i deres tilstand og ydeevne. Ændring, det vil sige korrosion, er en af ​​de vigtigste former for fastgørelsesfejl. Let korrosion af fastgørelseselementer vil påvirke aftageligheden og gentagen montering af gevind, og alvorlig korrosion vil beskadige styrken af ​​forbindelsen mellem komponenter og endda føre til pludseligt svigt af arbejdsemner, hvilket resulterer i katastrofale ulykker. Derfor har anti-korrosion af fastgørelseselementer altid været en stor bekymring for alle. emne af.
Anti-korrosionsteknologi, der almindeligvis anvendes til fastgørelseselementer

Almindeligt anvendt anti-korrosionsteknologi til fastgørelseselementer Anti-korrosionsbehandlingen af ​​fastgørelseselementer danner generelt et dæklag eller anti-korrosionslag på overfladen af ​​emnet ved en bestemt metode for at forhindre påvirkning af det ydre miljø på selve fastgørelseselementet og opnå effekt af korrosionsbestandighed. Der er fire vigtigste anti-korrosionsteknologier til fastgørelseselementer: filmlagsbehandlingsteknologi, metalbelægningsteknologi, belægningsteknologi og ændring af metalets indre struktur (såsom rustfrit stål).
1. Filmbehandlingsteknologi

Filmbehandlingsteknologi refererer hovedsageligt til processen med at danne en stabil kemisk (elektrokemisk) konverteringsfilm på metaloverfladen ved kemiske eller elektrokemiske metoder. For eksempel i bybanevogne er filmlagbehandlingen af ​​dets fastgørelseselementer for det meste sort/blå behandling og fosfatbehandling.
1.1, sort og blå

I en koncentreret alkalisk opløsning indeholdende et oxidationsmiddel, efter en vis behandlingsperiode ved ca. 140C, processen med at danne en kemisk oxidfilm på overfladen af ​​ståldelen (hovedsageligt sammensat af Fe, O,).
Tekniske karakteristika for sortfarvnings/blånende behandling:
1) Filmtykkelsen er 0.5-1,5 μm.
2) Den neutrale saltspraytest (NSS) er generelt kun 2 ~ 5 timer. På dette tidspunkt er oxidfilmlaget blevet brudt, og endda en stor mængde rust vil fremkomme, som vist i figur 1.

3) Lav modtagelighed for brintskørhed, kan bruges som højstyrkebolte.
4) Som fastgørelseselement er dets konsistens med drejningsmoment-forspændende kraft dårlig.
5) Farven er lysere, og den dekorative effekt er bedre.
6) Lave omkostninger.
1.2. Fosfatbehandling

Processen med at nedsænke ståldele i en opløsning indeholdende mangan, fosforsyre, fosfat og andre reagenser for at danne et lag af fosfatkonverteringsfilm, der er uopløseligt i vand på metaloverfladen, kaldes fosfatbehandling. Tekniske egenskaber ved fosfatbehandling.
1) Filmlaget er fast bundet til underlaget (1-50 μm tykt).
2) NSS kan nå 10~20 timer, endda 72 timer.
3) Dårlig mekanisk styrke og skør kvalitet.
4) Som fastgørelseselement er dets drejningsmoment-forspændingskonsistens meget god.
5) Farven er lysegrå og andre mørke farver, og den dekorative effekt er dårlig.
6) Modtageligheden for brintskørhed er lav, så den kan bruges som højstyrkebolte.
7) Omkostningerne er lavere.
2. Metalbelægningsteknologi

Metalbelægningsteknologi er hovedsageligt en overfladebehandlingsproces, der bruger belægningsteknologi til at danne et tyndt metallag på overfladen af ​​metalmaterialer for at give metalmaterialer dekorative eller beskyttende egenskaber. I bybanekøretøjer er metalbelægningsteknologien for fastgørelseselementer hovedsagelig galvaniseret og andre specielle metalbelægninger (forkromning, fornikling, cadmiumbelægning, sølvbelægning osv.).
2.1 Galvaniseret

Zink og jern kan opløse hinanden, og dets standardelektrodepotentiale er -0,76 V. For stålsubstratet er zinkbelægningen en anodisk belægning, som bedre kan beskytte stålsubstratet. Derfor er galvaniseringsteknologi meget brugt i fastgørelseselementer. Der er tre almindeligt anvendte galvaniseringsmetoder: varmgalvanisering, elektrogalvanisering og mekanisk galvanisering.
2.1.1 Varmgalvanisering
Varmgalvanisering betyder, at ståldele nedsænkes i smeltet flydende zink, så der opstår en række fysiske og kemiske reaktioner på overfladen af ​​emnet, hvorved der dannes et metalgalvaniseret lag. Belægningstykkelsen af ​​varmgalvanisering er meget tyk (op til 30-60 μm), og dens korrosionsbestandighed er meget god. Det er meget brugt i ståldele, der bruges udendørs i lang tid (såsom tv-tårne, autoværn, etc.). Til fastgørelseselementer er varmgalvanisering generelt velegnet til bolte på M6 og derover, men det kan ikke bruges til højstyrkebefæstelser, hovedsagelig fordi driftstemperaturen for varmgalvaniseringsprocessen er meget høj (400C~ 500C), den er let at temperere og blødgøre højstyrkebefæstelser.
2.1.2 Galvanisering
Elektrogalvanisering bruger elektrolyse til at danne et ensartet, tæt og godt bundet galvaniseret lag på overfladen af ​​ståldele. Tykkelsen af ​​zinklaget ved elektrogalvanisering er relativt tynd (5~30μm), og dets korrosionsbestandighed er den værste i galvaniseret anti-korrosionsbehandling. meget brugt i applikationer. Da elektrogalvanisering har en høj modtagelighed for brintskørhed, og det er vanskeligt at dehydrogenere fuldstændigt (overfladen af ​​det elektrogalvaniserede lag vil skalle eller falde af over 100C), så elektrogalvaniseret kan ikke bruges til højstyrke fastgørelseselementer.
2.1.3 Mekanisk galvanisering
Mekanisk galvanisering refererer til overfladebehandlingsprocessen af ​​jern- og ståldele ved hjælp af slagmedium til at påvirke overfladen af ​​ståldele under påvirkning af kemiske stoffer såsom zinkpulver, dispergeringsmiddel og accelerator for at danne et galvaniseret lag. Tykkelsen af ​​det mekanisk galvaniserede lag er generelt 5-50 μm, overfladen af ​​belægningen er tæt og ensartet, den dekorative effekt er god, og korrosionsbestandigheden er fremragende; og belægningen har ingen mangler ved varmgalvanisering og elektrogalvanisering, såsom højtemperaturhærdning og brintskørhed. En overfladebehandlingsproces specielt velegnet til korrosionsbeskyttelse af fastgørelseselementer.
2.2. Andre metalbelægninger

2.2.1 Forkromning
Chrom som metalbelægning har karakteristika af stærk vedhæftning, god slidstyrke, fremragende dekorativ effekt og høj varmebestandighed (den kan normalt bruges under 500C), så chrombelægning bruges som metalbelægning til fastgørelseselementer. meget ideel.
Forkromning har hovedsageligt følgende ulemper:
1) Processen er kompliceret, nikkel eller kobber skal belægges før forkromning.
2) Dyrt.
3) Forkromningen er hård, skør og let at falde af.
2.2.2 Fornikling
Som metalbelægning har nikkel god elektrisk ledningsevne, høj hårdhed, god dekorativ effekt og god varmebestandighed (kan normalt bruges under 600C), så det er ideelt at bruge nikkelbelægning til fastgørelseselementer.
Fornikling har hovedsageligt følgende ulemper:
1) Processen er kompliceret, og kobber skal belægges før forkromning.
2) Nikkelbelægningen er porøs, og korrosionen af ​​substratet vil blive accelereret, når belægningen er tynd.
3) Dyrt.
2.2.3 Cadmiumbelægning
Som metalbelægning er cadmium en anodisk belægning, som har stærk saltsyrekorrosionsbestandighed, lav brintskørhed og gode dekorative effekter. Den er især velegnet til fastgørelseselementer, der bruges i marine miljøer (såsom hurtig firmware).
Cadmiumbelægning har hovedsageligt følgende ulemper:
① Miljøforureningen er høj, og gassen og de opløselige cadmiumsalte, der produceres, når cadmium smeltes, er giftige.
②Prisen er dyr.
2.2.4 Sølvbelægning
Som metalbelægning har sølv fremragende elektrisk ledningsevne, fremragende reflekterende egenskaber, god smøreevne og fremragende varmebestandighed (det kan normalt bruges under 870C), så sølvbelægning er meget udbredt inden for elektronik, højfrekvente komponenter osv. (såsom generatorens ledende bolte, køretøjets batteriafledningsterminaler).
Forsølvning har hovedsageligt følgende ulemper:
① Processen er kompliceret, og kobber skal belægges før sølvplettering.
②Prisen er meget dyr.
2.2.5 Galvaniseret nikkel
Zink-nikkel-kompositbelægning er en ny type legeret metalbelægning udviklet på overfladebehandlingsprocessen ved galvanisering, som har mange fordele.
1) NSS op til 500 - 1500timer.
2) Belægningens elektrodepotentiale ligger mellem Fe og Zn, hvilket er mere velegnet til samling af aluminiumsdele.
3) Belægningens hårdhed er høj, og den dekorative effekt er meget god.
4) Der er næsten ingen brintskørhed, og den kan bruges til fastgørelseselementer med høj styrke.
5) God varmebestandighed (den kan bruges normalt under 8009C).
Den største ulempe ved den nuværende zink-nikkel-belægning er den højere pris (ca. 6 gange den for zinkbelægning), men dens fremragende omfattende ydeevne er blevet mere og mere anerkendt af folk.
3. Belægningsteknologi

Belægningsteknologi refererer til påføringen af ​​specifikke belægninger på overfladen af ​​genstande med bestemt udstyr og metoder til at danne en tæt, kontinuerlig og ensartet film på overfladen, som derefter tørres og hærdes ved naturlige eller kunstige metoder for at danne beskyttende eller dekorative egenskaber. En overfladebehandlingsteknologi til funktionelle belægninger.
I fastgørelseselementer er den mest anvendte belægningsteknologi zink-chrom belægningsteknologi, som er en slags belægning dannet på overfladen af ​​ståldele ved at belægge zink-chrom belægninger på ståldele og bage dem i et helt lukket kredsløb. Lag, også kaldet dacromet-behandling, som har følgende fremragende egenskaber.
1) NSS kan nå 500 ~ 1000 timer.
2) God permeabilitet.
3) Ingen modtagelighed for brintskørhed.
4) Miljøforureningen er lav.
5) Som fastgørelseselement er dets drejningsmoment-forspændingskonsistens meget god.
6) Prisen er moderat (ca. det dobbelte af galvaniseret).
Dacromet-behandling har hovedsageligt følgende ulemper:
1) Dårlig slidstyrke (hårdhed er kun 1 H).
2) Farven er enkelt (kun sølvhvid og sølvgrå), og den dekorative effekt er dårlig.
3) Dårlig ledningsevne, ikke egnet til dele med ledende forbindelser.
4. Ændre stålets organisationsform

4.1 Ændringer i sammensætning (såsom rustfrit stål)

Rustfrit stål er forkortelsen for rustfrit syrefast stål, som har fremragende korrosionsbestandighed og god dekorativ effekt, og er meget udbredt på forskellige områder. Det antages generelt, at rustfrit ståls korrosionsbestandighedsmekanisme hovedsageligt er som følger.
1) Når Cr-indholdet overstiger 13 procent, vil stålets elektrodepotentiale stige fra det negative elektrodepotentiale til det positive elektrodepotentiale, hvilket gør selve stålmatrixen "inert";
2) Cr vil danne en tæt Cr-rig passiveringsfilm på ståloverfladen og derved yderligere beskytte substratet.
3) Rustfrit stål er opdelt i: martenitisk stål, ferritisk stål, austenitisk stål, austenitisk-ferritisk rustfrit stål osv., blandt hvilke austenitisk rustfrit stål har den bedste korrosionsbestandighed, såsom A2, A4 rustfrit stål.
Rustfrit stål har hovedsageligt følgende mangler: ① Flydegrænsen er meget lav (generelt ikke mere end 300 MPa), hvilket ikke er egnet til sammenkobling af større konstruktionsdele.
②Den er tilbøjelig til trådanfald. Når de rustfrie stålbolte spændes, er det let at få gevindoverfladen til at blive beskadiget. På dette tidspunkt vil det spontant producere et lag af oxidlag, som vil intensivere vedhæftningen og låsningen af ​​boltene.
③ tilbøjelig til intergranulær korrosion. C og Cr i rustfrit stål vil danne forbindelser ved en bestemt temperatur, især nær korngrænsen, hvilket vil forårsage et "Cr-fattigt område" ved korngrænsen, hvilket resulterer i korngrænsekorrosion.
④ Dårlig korrosionsbestandighed over for CI-medium (undtagen A4 rustfrit stål).
⑤ Prisen er højere (ca. 4 gange den for Dacromet).
4.2 Ændringer i varmebehandlingstilstand

Jern- og stålmaterialer er hovedsageligt flerfasede strukturer (sekundære faser såsom urenheder, carbider og intermetalliske forbindelser findes normalt i stål som katoder og Fe-matrix som anoder). Der er en potentialforskel mellem faserne i flerfasestrukturen, der danner et korrosionsmikrobatteri. Den anden fase kan være anodisk passiveringsfase eller katodisk opløsningsfase, som begge vil påvirke korrosionsbestandigheden af ​​matrixen.
Såsom rustfrit stål, det skal være meget forsigtigt ved svejsning og varmebehandling. Efter at rustfrit stål er blevet udsat for højtemperaturopløsningsbehandling, opvarmes det mellem 400C og 850C, og der dannes en stor mængde CrsC. og Cr, C; Carbid vil udfældes langs korngrænsen, så der dannes et Cr-fattigt område nær korngrænsen. Karbidet fungerer som korrosionscellens katode, og det Cr-fattige område fungerer som korrosionscellens anode, hvilket fører til korngrænsekorrosion, og dets korrosionsbestandighed vil blive stærkt reduceret.