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嘉信螺絲上新銅鍍銀螺絲啦
五金緊固件的表面處理材料銀,而銀屬于白色金屬,銀可鍛、可塑并且具有優良的導電、導熱性。而拋光銀層具有較強的反光性和裝飾性。 銀鍍層十分容易拋光有很強的反光能力和良好的導熱、導電、焊接性能。 而銀鍍層最早便應用于裝飾。電子工業、通訊設備等行業中得到廣泛應用,采用鍍銀以減少金屬零件表面的接觸電阻可提高金屬的焊接能力。此外探照燈以及其他反射器中的金屬反光鏡也需鍍銀。由于銀原子十分容易擴散和沿材料表面滑移,可以在潮濕大氣中易產生"銀須"造成短路故銀鍍層不宜在印刷電路板中使用。 ? 湖南嘉信緊固件有限公司生產的銅鍍銀螺絲用于電器電力設備,通信設備,鍍銀緊固件表面鍍層小螺絲可達3-5,大規格螺絲可達6-8,銅材料H62,螺栓10X45 螺栓10X25 螺絲?10X20X 10X40? 12X40 6X25 螺母平墊M4 M5 M6 M8 M10 M12 ? ?
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2021
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電池定扭工具在裝配過程中的應用
電池定扭工具在裝配過程中的應用 大量的標準件在機械連接構件中需要扭緊,選擇合適型號的電池定扭工具,有效保證扭緊質量意義十分重要。 常見的電池定扭工具有槍式和直柄彎頭兩種形式,其中直柄彎頭式還可配套舌片工具使用,針對一些難以觸及的位置進行扭緊作業,其槍身上可見扭矩調節器、正反開關、按鈕。槍式工具常用的額定扭矩有6N?m、9 N?m 、12 N?m ,一般不超過12N?m;直柄彎頭式工具常用的額定扭矩有9N?m、12N?m 、16 N?m 、30N?m,一般不超過30N?m。精度控制在5%~10%之間。 電池定扭工具常見的幾種操作有:擰緊、反轉、持續反轉操作。工具LED操作指示燈信號顯示有:擰緊完成扭矩合格、擰緊未成功需重新擰緊、工具電量不足、工具過熱、電池電量用完等。 工具的扭矩值是準確和穩定的,但在實際緊固螺栓時,由于螺栓強度、工件材料等不同,會影響螺栓的扭矩值。因此以測量和保證螺栓的最終扭矩值為工具的設定目標。扭矩設定、作業方式及手持姿勢都是重要的環節,正確的使用它可以降低螺栓擰緊過程中螺栓滑牙和扭矩輸出不合格工具故障報警的次數。 影響電池定扭工具的因素:①工具在電池電量低于20%時,會降低扭矩的輸出精度,電池定扭工具都設有低電量提醒及保護功能。電池電量低于20%時,工具會進行聲光報警,甚至自動停止工作并鎖止。②工具在運行“額定最高扭矩”和“額定最低扭矩”的臨界扭矩時精度是不受影響的,但是長期超負荷使用會對電池電量的使用時間造成影響。硬連接作業,對工具的輸出扭矩影響較小;軟連接作業,連接結果會有所不同,這與操作者規范操作有關。③非工藝要求的重復擰緊是操作人員使用定扭工具的一個誤區,扭力值達到后再對螺栓繼續擰緊會在力扭合格的基礎上繼續增大扭矩值,使用電池定扭工具重復擰緊不僅會影響最終的螺栓扭矩值,還會對工具的正常使用造成影響,甚至縮短工具的使用壽命。工具設有專門的保險裝置,一旦達到目標值,需要再過0.7s,電池定扭工具才能重新啟動。④電池定扭工具達到規定使用次數限制后,要送往質檢部門扭矩標定,確保其扭力輸出的合格性。 電池定扭工具的日常管理維護:①利用槍頭上的花環,進行不同型號電池工具的區分管理。②加配工具保護套,定期檢查工具機械部分的潤滑情況,如果缺少潤滑油脂或過臟,進行適量更換。③定期對工具進行扭矩標定,確保工具輸出扭矩的精度,標定合格的工具應貼上合格標簽。 電池的充電及維護,電池的使用時間與所使用的電池容量、電機形式、螺栓規格及強度、工件材料、工人的熟練程度有關,同時也與電池的保養、維護有關。電池的壽命是由電池完全充放電的次數決定的,正確的電池保養、充防電和再生的鎳氫電池,可達1000-1500次的充放電,鋰電池可達3000次左右充放電。嚴禁磕碰、摔打電池,對于有明顯磕碰、劃痕的電池影立即更換,不再使用。當電池溫度低于10℃或高于40℃時不要充電。 總之,電池定扭工具的出現解決了小規格螺栓扭矩控制的空白,只有進行正確的選擇使用,一定能取得較好的效益。
02
2020
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風電機組高強度緊固件的質量管理
風電機組高強度緊固件的質量管理 本文摘自于金蜘蛛技術篇 風電機組零部件種類眾多、數量龐大,涉及專業技術范圍廣闊,以某直驅型2MW風電機組為例,其一臺整機零部件有550余種,6800余件,這些導致了零部件采購和質量控制的高風險。而普通緊固件、高強度緊固件包含的數量最多,占所有零部件數量的84%。 緊固件作為風電機組的基礎,在主機、葉片、塔架和減速箱的連接中,與風力發電機組一起承擔著基本性能、構件基本功能的各項要求。目前,大致有如下三類:a .塔筒螺栓:即風力發電機塔座上使用的螺栓,主要使用的是GB/T 1228~1231大六角頭鋼結構連接副、GB/T 32076.1~7預載荷高強度栓接結構連接副、DIN6914~6916以及DAST等大六角頭鋼結構連接副螺栓。b. 整機螺栓:即風力發電機上使用的螺栓,主要使用的是GB/T 5782、GB/T 5783、GB/T 70.1、GB/T 6170、GB/T 97等六角頭螺栓、內六角螺栓、六角螺母及墊圈。c. 異型緊固件:即連接風力發電機葉片的特種件,主要為一些產品的非標雙頭螺栓及T型圓螺母等。 風電機組高強度緊固件是大家普遍關注的產品,這些緊固件的質量和可靠性對風電機組的性能起著極其重要的作用。近年來,因緊固件失效的質量問題屢屢出現。如某型號風電機組在運行過程倒塌,分析主要原因之一,塔筒與塔架的連接螺栓斷裂。在對這些故障進行歸零過程中,不難發現這些緊固件在設計、生產、采購、驗收乃至使用環節存在質量失控的問題,因此,必須引起高度重視,強化風電機組的質量控制,有必要采取全過程監督。 1、從設計源頭抓起 某型號風電機組配套使用的緊固件中,設計選用了多達數百種不同類型、不同品種、不同規格的緊固件,數量少、品種雜、材料牌號多,對緊固件的采購、生產乃至使用帶來諸多難題。針對存在的問題,在風電機組設計研制時,在確保滿足研制要求和系統性能的前提下,加強標準化審查,在設計評審中進行嚴格控制,盡可能地將緊固件合并歸集。 目前,風電高強度螺栓大部分選擇10.9級,少量為12.9級。10.9級高強度螺栓,其硬度值33~39HRC,抗拉強度Rm≥1040MPa,斷后伸長率≥9%,斷后收縮率≥48%,低溫沖擊功AKv(-45℃)≥27J。對螺母的要求,應達到10H性能等級的保證載荷和硬度。對墊片的要求,其硬度應參考GB/T1231-2006《鋼結構用高強度大六角螺栓、螺母、墊圈》或GB/T97.1-2002《平墊圈A級》。 通過對某型號風電機組的緊固件選用的材料進行對比分析,所用材料基本科分為碳素結構鋼、合金結構鋼2大類。螺母和墊片基本上是碳素結構鋼45#、少量為35#、10B33鋼;螺栓根據規格從小到大,采用的合金鋼為20MnTiB、ML20MnTiB 、35VB、35CrMo、42CrMo、B7和40CrNiMoA等。在進行歸集替代時,必須確保歸集替代的材料優于被替代的材料,這樣緊固件材料種類、型號和規格將會大大減少,極大地方便了采購和生產。 2、對供應商的選擇 通常風電機組企業對供應商的選擇重點,首先放在對供應商的主機、減速箱、變漿控制系統、塔筒、葉片等樣品鑒定上和審驗上,還要進行試驗性運行2年以上。對供應商的審核評價,依據一定的流程,然而“性價比”往往是眾多風電機組主機廠選擇供應商的第一要素。對于風電機組使用年限20年的質量指標,這樣很有可能在后續供貨期間出現種種問題,造成大量的質量成本。對供應商的選擇,應該從對潛在供應商的選擇開始,要對潛在的供應商質量保證能力、產品開發能力和供貨產品進行審核評估,看其是否滿足風電機組企業對零部件采購的需求。 風電機組緊固件的供應商一般通過自制、定點采購和市場采購3種方式。這3種方式各有利弊,質量控制的要求也不盡相同。 自制就是對非標緊固件,風電機組緊固件的供應商自己組織的原材料采購、工藝編制、加工制造以及檢驗。自制非標緊固件最大的優點是可完全落實設計要求,特別是對材料有特殊要求的必須自制。一般情況下,非標件會造成生產成本高昂,經濟性差,同時也存在尺寸一致性差、機械性能低等方面的問題。質量控制的重點是生產過程的監督和成品的檢驗驗收。 在風電機組企業中,通常要求緊固件供應商必須通過ISO9000、ISO14000、ISO/TS16949體系認證。一些上市公司或跨國企業,還有一套自己開發的對供應商進行綜合評估的表格和評價標準,并要求企業實驗室通過ISO/IEC17025認可,這些評價標準更加具有針對性和實用性。 供應商的選擇,是通過一系列的審核評價來決定的,即對預先討論選定的數個潛在供應商,風電機組企業主機廠的專業人員對其質量體系和工廠現場進行第二方審核,以確定供應商開發能力、質量保證能力和產能是否滿足風電機組企業主機廠零部件配套的要求;然而,在審核通過的供應商范圍內進行招標,一般為選擇價格較有優勢的供應商。供應商選定的數量一般為2~3家,根據產能和風險評估后確定。選定的供應商,根據風電機組主機廠的要求,在樣品開發完成并經過一系列試驗,小批量試用后,開始供貨,同時簽訂供應合同。 3、對供應商的質量控制 ①產品設計與開發階段的質量控制。在這一階段,通常有以下做法:a、邀請供應商提出降低成本,改善性能及提高質量的意見。b、對供應商進行培訓,明確設計和開發產品的目標質量,與供應商共同探討質量控制過程,達成一致的產品標準質量控制、檢驗方法和驗收標準。 ②試制階段的質量控制。試制階段,要求供應商提供樣品,這就產生了對外購件的質量檢測、不合格品的控制等過程。這時,風電機組企業主機廠應與供應商共享已有的技術成果和資源,對試制樣品進行全面檢驗,對供應商質量保證能力進行初步評價。對產品質量問題,宜采取改進、妥協、更換供應商的辦法來解決。 ③批量生產階段的質量控制。風電機組企業在批量生產中,對供應商的質量控制除了監控供應商的過程能力指數、測量系統、質量管理體系和進貨質量檢驗之外,還對入廠檢驗中發現的批量性質量問題,生產中出現的重大質量問題和售后反饋的嚴重質量問題,要求供應商制定質量對策和強化質量管理,落實改進細則,從而杜絕質量問題的再次發生。 4、建立質量信息數據庫 緊固件在驗收檢查、裝配調試、各類實驗甚至安裝使用過程中均有相應的質量記錄,如進廠檢驗記錄、特性檢驗記錄、失效記錄等,這些質量信息集中反映了緊固件的質量狀況,通過對這些質量信息的收集、歸類和分析,有利于非標緊固件的設計選用,對合格供應商的評價以及驗收檢查方案的制定。 針對裝配調試、各類安裝試驗甚至在使用過程中失效的緊固件應100%進行失效分析,以確定是緊固件固有可靠性問題還是使用可靠性問題,必要時應歸零。根據失效分析報告或歸零結論,及時對相關的緊固件進行檢查和更換,同時完善驗收檢查方案,必要時更換供應商。 5、結語 隨著新常態下市場競爭的加劇,各主機廠越來越專注于自身具有核心競爭力的領域。打造核心供應鏈,建立供應商戰略合作聯盟,已成為風電機組企業的必然選擇。在這一種供應鏈環境下,風電機組企業主機廠必須采用相應的手段和措施,對供應商提供的產品進行有效管理或控制。因為,供應商的質量管理部門,是整個供應鏈管理中的重要環節,需要在整個產業鏈的分工合作過程中具體實現,并做到優勢互補,風險共擔。
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鋅鉻涂層件表面精度控制
緊固件常用的表面防護方法有發黑、磷化、電鍍鋅、電鍍鎘及有機涂層。電鍍鋅在海洋性氣候下的防腐能力有限,且易引起氫致延遲斷裂,給承載結構的高強度連接帶來安全隱患;電鍍鎘在海洋性環境中的防腐能力較好,電鍍鎘的氫致延遲斷裂較輕微,但是汽毒性大,會危害環境,不符合清潔生產的發展方向;有機涂層由于結合力、涂層孔隙等方面的原因,也不易滿足海洋環境的需求。鋅鉻涂層(又稱達克羅)具有高耐腐蝕性和低氫致延遲斷裂等特點,正得到人們越來越多的重視和應用。 ? 2、試驗 鋅鉻涂層的組成為:Zn75%、Al10%,鉻的氧化物15%。鉻的氧化物作為粘接劑存在于層層疊加的片狀鋅粉、鋁粉之間,其存在形態是非晶態的復合物。 膜層制備的步驟如下:清潔→裝掛→脫脂→水洗→吹干→拋丸→浸涂→甩干→烘烤→固化→冷卻→檢查。涂層固化經歷了水分揮發、六價鉻還原、過剩有機物分解以及鉻化合物非晶態化等過程。步驟中,拋丸、浸涂、甩干是決定膜層表面粗糙度和厚度的關鍵。 ? 實踐中發現,從拋丸開始,調整丸粒大小、拋丸速度、角度及裝載量,可以保證螺栓表面粗糙度,并達到控制涂層尺寸精度的目的。此外,通過調整涂覆液成分配比、黏度及涂覆次數,可以控制膜層的厚度,采用二次或三次涂覆的方法能使膜層厚度更均勻。 ? 2.1 表面粗糙度的影響 鋅鉻涂層件的影響因素,主要有表面粗糙度,前處理的好壞決定緊固件表面清潔處理后的等級、粗糙度等,直接影響到涂層體系與基體結合的牢固程度,進而影響到涂層體系的防護性能。緊固件常用的表面清潔處理方法為拋丸,調整鋼丸的大小、拋丸速度、噴射角度和螺栓裝載量等參數,可以控制螺栓、螺母的表面粗糙度;對兩種不同原始粗糙度等級的緊固件拋丸后的原圓變化進行檢測,可以找出影響緊固件粗糙度的因素。 實驗中發現,拋丸機的拋丸速度和噴射角度不能有較大范圍的變動,且這兩個參數對緊固件表面粗糙度的影響有限,因此固定拋丸速度、噴射角度和拋丸時間,采用直徑φ0.2mm和φ0.3mm的鋼丸對螺栓拋丸處理,鋼丸大小對螺栓表面狀況的影響。 ? 從表1和表2數據可以看出,經拋丸處理后,螺栓表面粗糙度可以增大1個數量級,鋼丸粒度的大小是影響螺栓表面粗糙度的重要因素。經過拋丸的螺栓進行涂覆處理后,表面粗糙度略有降低。通過測量螺栓外圓尺寸,發現直徑方向上有局部尺寸突然增加約3μm,單層膜層厚度有1.5μm左右的誤差。這是因為在離心作用下,涂料向同一方向流動,導致該方向上的膜層增厚,產生尺寸誤差。 2.2涂層厚度的控制 鋅鉻涂層件的另一影響因素,涂層厚度的控制。鋅鉻涂料的附著量一方面由涂料的黏度決定,另一方面由離心機甩干速度決定(離心機甩干時間固定)。通過調整鋅鉻涂料的黏度和離心機的甩干速度,就可以實現對涂層厚度的控制。 ? 實踐表明螺栓的涂覆量主要取決于離心機甩干旋轉速度,轉速越低,涂覆量越大,當旋轉速度一定時,鋅鉻涂料的黏度越大,則涂覆量也越大。此外,涂覆量與螺栓的尺寸和形狀也有關。試驗分別經一次、二次、三次涂覆的螺栓,在最終涂覆量相同的情況下,涂覆次數越多,涂層越均勻,表面越光潔,其表面抗腐蝕性能越好。 ? 3、小結 用精度6g/6H的螺栓連接副進行工藝驗證,希望涂覆的涂層厚度為3~5μm,采用直徑φ0.2mm的鋼丸進行拋丸處理,涂料黏度為89s。因為涂層厚度要求為3~5μm,涂覆量為155~175mg/dm2,根據涂覆量等值圖查得應使用的拋甩速度為270~300r/min。經過對涂覆后螺紋的精度進行檢測,表明涂層符合技術要求,厚度得到了精確控制。按照GB/T18684-2002《鋅鉻涂層技術條件》的要求進行行能檢測,經中性鹽霧試驗720h沒有出現腐蝕,且結合力優良。 ?
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雙相不銹鋼的發展與緊固件的應用
雙相不銹鋼的發展與緊固件的應用 類別: 技術問題 一、雙相不銹鋼的發展 所謂雙相不銹鋼是在固態組織中鐵素體相于奧氏體相各一半。一般最少含量也許要達到30%。雙相不銹鋼是在18-8奧氏體不銹鋼的基礎上,提高鉻含量或者加入其他鐵素體元素形成的,使鋼具有奧氏體加鐵素體雙相組織的特點,通過正確控制化學成份和熱處理工藝,使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點。雙相不銹鋼由于奧氏體的存在降低了高Cr鐵素體鋼的脆性和晶粒長大的傾向性,又保證其優良的韌性和焊接性;而鐵素體的存在又提高了奧氏體的屈服強度、抗晶間腐蝕的能力和耐氯化物應力腐蝕能力。 在許多介質中應用最普遍的2205雙相不銹鋼螺栓的耐腐蝕性優于普通的316L奧氏體不銹鋼,而超級雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性,在一些介質中,如醋酸、甲酸等甚至可以替代高合金奧氏體不銹鋼,乃至耐蝕合金。應用的普遍性與多樣性不如奧氏體不銹鋼,耐熱性較低,其使用溫度須控制在300℃以下,另外,其塑韌性較奧氏體不銹鋼差,冷加工比奧氏體不銹鋼的加工硬化效應大。在冷鐓變形初期,需要施加較大的力才能變形,但內應力較大,還需去應力回火。含25%Cr的雙相不銹鋼比奧氏體不銹鋼熱加工困難,合金元素含量高,并且價格相對高,一般鐵素體不含鎳。 迄今為止,雙相不銹鋼的發展經歷了三代,目前世界各國均有其牌號。典型的雙相不銹鋼可分為四類: 第一類屬低合金型。代表牌號是UNS U32304(23Cr4Ni0.1N),鋼中不含鉬,耐點蝕當量PRE值為24-25,在耐應力腐蝕方面可代替AISI304(0Cr18Ni9)或316(0Cr17Ni12Mo2)使用。 第二類屬中合金型。代表牌號是UNS U31803(22Cr5Ni3Mo0.15N),PRE值為32-33,它的耐蝕性能介于AISI316L(00Cr17Ni14Mo2)和6%Mo+N奧氏體不銹鋼)之間。 第三類屬高合金型。一般含25% Cr,還含有鉬和氮,有的還含有銅和鎢,標準牌號有UNS U32550(25Cr6Ni3Mo2Cu0.2N), PRE值為38-39,這類鋼的耐蝕能力高于22% Cr的雙相不銹鋼。 第四類屬超級雙相不銹鋼型。含高鉬和氮,標準牌號是UNS U32750(25Cr7Ni4Mo0.3N),有的也含有鎢和銅,PRE值大于40%,可適用于苛刻的介質條件下,具有良好的耐蝕與力學綜合性能,可與超級奧氏體不銹鋼相媲美。 二、雙相不銹鋼緊固件的應用 雙相不銹鋼經過了幾十年的研制和開發己在化石油、造紙、能源、船舶、軍事等工業領域取得了一之地,而且其應用的范圍也正在不斷擴大。在石油化工上的應用瑞典將3RE60 鋼用于煉油廠的原油脫鹽、加氫脫(HOS)、廢水處理、脫蠟等裝置上的緊固件,主要用作熱交換塔頂冷卻器、廢水冷卻器等螺栓、螺母,也用作氯乙烯預冷凝甲醇反應器觸媒管、生產苯的冷卻盤管等緊固件。此外有用3R E6和SAF2205 鋼制造氫裂化和加氫裝置的空冷器(REAC) 的管束、管板和封頭等緊固件,如秦山核電公司的J一L臺空冷器上的螺栓(介質為:65%一85 %的氫、碳氫物、HZs,壓力為5一8 MPa,溫度為:110~205℃)已用了8一10 年。 1、在低濃度氯化物環境中的應用 在含有氯化物的工業用水環境條件下引起應力腐的事例是相當多的,用雙相不銹鋼可代替304L、316L鋼解決這方面的腐蝕問題,尤其是適用于由孔蝕起的應力腐蝕,其中3RE60(加氮)8AF2208鋼多于化工和石化廠的熱交換器管材、高壓釜上的緊固件。 2、在海水腐蝕條件下的應用 海水是自然環境中腐蝕性最強的介質之一,尤其有海洋生物附著的表面上,304 鋼和316 很容易生縫隙腐蝕,而對于熱海水介質中的緊固件則要求材料具有更的耐孔蝕、縫隙腐蝕性能。目前,25%Cr 型雙相不銹鋼適用于制造海水泵、軸、船用推進器等緊固件。如用329JI鋼制造化工廠和船用海交換器或海水冷卻管緊固件,以部分代替鋁銅緊固件。我國上海石化總廠用0Cr25 Ni7Mo3 WCuN鋼制造的海水熱交換器,至今已使用8 年,效果良好。 3、 在酸性油氣井上的應用 雙相不銹鋼SAF2205 主要用于油、氣井的管道和緊固件,如用于生產天然氣的空冷器、輸送管道等螺栓,還有如酸性氣井的搖臂支架等緊固件。近年來,UR52N+超級雙相不銹鋼用于北海油田的集油、集氣和水混合物的輸送管線及海岸設施等緊固件。 4、在高腐蝕環境中的應用 雙相不銹鋼在硝酸、尿素、磷酸、醋酸等要求高腐蝕的環境中已廣泛使用,如我國開發的NAR一SN一5(27Cr一SNi一N) 鋼已在生產硝酸的設備上緊固件應用,上海電氣公司則用雙相不銹鋼制造高壓冷凝器和高壓分解塔等或緊固件。
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非調質鋼制螺栓時效溫度對沖擊韌性的影響
非調質鋼制螺栓時效溫度對沖擊韌性的影響 ? 1、問題的提出? 高強度螺栓用非調質鋼主要是冷作細晶非調質鋼,可省略螺栓冷拔前的球化退火和螺栓成形后的淬火并回火處理,且可減輕螺紋牙尖的脫碳傾向,提高螺栓成品率,經濟效率十分明顯。? 非調質鋼常用的微合金化元素有:Ti、Nb、V、B等。在軋制前的加熱過程中應保證微合金化元素充分固溶,隨后在控制軋制、冷卻過程中析出彌散微細的微合金化元素碳氮化物,抑制奧氏體晶粒長大,得到細小的晶粒,在提高螺栓鋼強度的同時又能改善韌塑性。? 如馬鋼生產的MFT8、 MFT9非調質鋼,在汽車制造工業中獲得迅速發展和應用;非調質鋼制造的螺栓主要為7T級和8.8級,少量9.8 級雙頭、U型螺栓也采用非調質鋼制造。時效處理是非調質鋼緊固件的最后一道工序,也是非調質鋼緊固件強化的重要工藝之一。由標準GB/T 3098.22—2009《緊固件機械性能 細晶非調質鋼螺栓、螺釘和螺柱》和文獻可知,通過冷拉變形和時效處理制備的非調質鋼螺栓強度、塑性能夠滿足國家標準要求(如8.8級,9.8級),然而對非調質鋼螺栓的沖擊韌性卻少有研討。? 螺栓在交變載荷下會引為震動而相互撞擊,需承受較大沖擊力,易發生沖擊斷裂失效,故螺栓的沖擊韌性直接影響到車輛的安全系數。因此,研究非調質鋼螺栓的沖擊韌性具有實際和工程應用意義。? 選用典型的細晶非調質鋼材牌號化學成分,見表1。? ? 2、試驗結果與討論? 從冷拔后的線材上切取時效處理試樣,在熱處理網帶爐中分別進行250℃X3h、300℃X3h、350℃X3h的時效處理(時間為網帶回火爐運轉時間)。根據GB/T229-2007標準加工沖擊試樣,尺寸為55mm X 5mm X10mm,采用V形缺口,選擇沖擊能量為150J的落錘,記錄沖擊吸收能量Akv。 時效與未時效處理試樣相比,在250℃時效處理試樣的沖擊吸收能量沒有明顯變化,均為23J;時效溫度升高至300℃時,沖擊吸收能量增大至25.5J,比時效處理前提高了約10.9%,繼續升高時效溫度,沖擊吸收能量又出現降低為23~24J。? 時效溫度對沖擊吸收能量的影響也反映在沖擊斷口形貌中,未時效處理試樣斷口中纖維區面積較少,剪切唇區不明顯,放射區較大;隨著時效處理溫度提高,試樣斷口中纖維區面積逐漸增大,放射區逐漸減小;當溫度升高到300℃后,其試樣斷口中纖維區面積最大,且放射區面積最小;時效處理溫度繼續升高,纖維區面積又出現減小而放射區面積又增大。 時效處理對非調質鋼螺栓沖擊韌性的影響主要歸因于時效處理引起的顯微組織變化。一方面,時效處理后位錯密度的降低會引起位錯間交互作用的幾率減小,位錯易于運動,同時位錯密度的降低還會使位錯塞積數目減少,應力集中降低,有助于改善韌性;另一方面,尺寸較小的亞結構形成,會使亞晶界總面積增大,裂紋擴展阻力增大,裂紋萌生推遲,斷裂應力增大,從而提高螺栓材料的韌性。? 3、結束語? 對于較低溫度時效處理的試樣(250℃X3h),由于溫度低,鐵素體內部位錯相互作用不充分,只有部分穩定或亞穩定狀態的組織結構形成,因此,其沖擊韌性未達到最佳值。而當時效處理溫度較高時(350℃X3h),螺栓材料強度會明顯降低,因此,其沖擊韌性也會相應惡化。 隨時效處理溫度的升高,試樣螺栓材料的沖擊韌性先增后降低,經300℃X3h時效處理后具有較好的沖擊韌性,沖擊吸收能量為25.5J,比時效前提高了約10.9%,這主要是因為時效處理后位錯密度降低和尺寸較小的亞結構形成所致。 ?
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熱處理對提高螺栓疲勞強度的影響
熱處理對提高螺栓疲勞強度的影響 螺栓的疲勞強度一直以來都是受到重視的問題,有數據表明螺栓的失效絕大多數是由于疲勞破壞引起的,且疲勞破壞時螺栓幾乎無征兆,因此重大事故很容易在產生疲勞破壞時發生。熱處理能夠優化緊固件材料性能,使其疲勞強度提高,針對高強度螺栓越來越高的使用要求,通過熱處理提高螺栓材料的疲勞強度更顯十分重要。 1、材料疲勞裂紋的萌生 疲勞裂紋最先開始的地方稱為疲勞源,疲勞源對于螺栓微觀結構組織很敏感,能在很小的尺度下萌生疲勞裂紋,一般在3~5個晶粒尺寸內,螺栓表面質量問題是主要的疲勞源,大部分的疲勞始于螺栓表面或者亞表面。螺栓材料晶體內部存在的大量位錯和一些合金元素或雜質,晶界強度差異,這些因素都有可能導致疲勞裂紋萌生。研究表明,疲勞裂紋易發位置有:晶界、表面夾雜物或第二相顆粒、空洞,這些位置都與材料復雜多變的微觀組織有關。如果熱處理后能夠改善微觀組織,那么就能在一定程度上提高螺栓材料的疲勞強度。 2、脫碳對疲勞強度的影響 螺栓表面脫碳會降低淬火后螺栓的表面硬度、耐磨性,并顯著降低螺栓疲勞強度。GB/T3098.1標準中就有針對螺栓性能的脫碳試驗,并規定最大脫碳層深度。大量的文獻資料表明,由于不當的熱處理方式,使得螺栓表面脫碳和表面質量下降,從而使其疲勞強度降低。在分析42CrMoA風電機組高強度螺栓斷裂失效原因時,發現在頭桿交接處是因為存在脫碳層。Fe3C在高溫下能與O2、H2O、H2發生反應導致螺栓材料內部Fe3C的減少,從而增加了螺栓材料的鐵素體相,降低螺栓材料強度,容易引發微裂紋。在熱處理過程中控制好加熱溫度,同時必須采用可控氣氛保護加熱能夠很好地解決這一問題。 3、熱處理對疲勞強度的影響 在對螺栓疲勞強度進行分析時,發現提高螺栓的靜載荷承受能力可通過提高硬度來實現,而疲勞強度的提高并不能通過提高硬度的方法。因為螺栓有缺口應力會引起較大的應力集中,對于沒有應力集中的樣品提高硬度是能夠提高其疲勞強度的。 硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標,是材料抵抗比它更硬物體壓入的能力,硬度高低也同樣反映了金屬材料的強度、塑性的大小。螺栓表面的應力集中會降低其表面強度,在受到交變的動載荷時,在缺口應力集中部位不斷發生微變形和恢復的過程,且其受到的應力遠遠大于無應力集中的部位,從而容易導致疲勞裂紋的產生。 緊固件通過熱處理調質改善顯微組織,并具有優良的綜合力學性能,可以提高螺栓材料的疲勞強度,合理控制晶粒尺寸以保證低溫沖擊功,也能獲得較高的沖擊韌性。合理的熱處理細化晶粒,縮短晶界距離能阻止疲勞裂紋的產生,在材料內部如果存在一定量的晶須或第二項顆粒,這些加入的相便可以在一定程度上阻止駐留滑移帶的滑移,從而阻止了微裂紋的萌生和擴展。 4、結論 疲勞裂紋總是萌生于材料中最薄弱環節,螺栓因為表面或次表面的缺陷容易產生裂紋,材料內部容易產生駐留滑移帶、晶界、表面夾雜物或第二相顆粒、空洞處,因為這些位置容易導致應力集中。 熱處理對螺栓材料疲勞強度的影響較大,在熱處理過程中,要根據螺栓性能來具體確定熱處理工藝。初始疲勞裂紋的產生是由于螺栓材料微觀組織缺陷導致應力集中引起的。熱處理是一種優化緊固件組織的方法,能在一定程度上提高螺栓材料的疲勞性能,提高產品的壽命。從長遠看能夠節約資源,符合可持續發展戰略。 ?
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彈簧墊圈的防松作用的解析
彈簧墊圈的防松作用的解析 ? 在各類機械連接件中,螺栓的防松是一個很重要的環節。螺栓防松的方式有多種,其中就包括使用彈簧墊圈來防松。 彈簧墊圈的防松原理是在把彈簧墊圈的壓平后,彈簧墊圈會產生一個持續的彈力,使螺母與螺栓的螺紋連接副持續保持一個摩擦力,產生阻力矩,防止螺母松動。同時彈簧墊圈的開口處的尖角分別嵌入螺栓和被連接件表面,從而防止螺栓相對于被連接件回轉。對于商用重型車橋部分,彈簧墊圈的使用比較廣泛,有約50%以上的螺栓采用彈簧墊圈來防松。 以10.9級M16螺栓為例,車橋主減速器與橋殼的連接使用10.9級M16X100螺栓,擰緊力矩為280+20 N?m,使用高精度電動擰緊機擰緊。在有彈簧墊圈和沒有彈簧墊圈兩種狀態下檢測螺栓擰緊過程中力矩隨轉角的變化。對比力矩轉角曲線,發現在有彈簧墊圈的情況下,一直有約10 N?m的預緊力矩;而沒有彈簧墊圈的情況下,螺栓在力矩顯著上升前,力矩處于0 N?m狀態。 以此推斷用約10 N?m的螺栓預緊力矩就可以將彈簧墊圈完全壓平。再通過用數顯扭矩扳手檢測,發現螺栓扭矩還未達到20 N?m,彈簧墊圈已經完全被壓平,驗證了上述推斷的正確性。 分析以上兩點說明,彈簧墊圈只能提供10 N?m的彈力,而10 N?m的彈力對于280 N?m的螺栓預緊力矩來說可以忽略,其次,這么小的力,不足以使彈簧墊圈切口處的尖角嵌入螺栓和被連接件表面。折卸后觀察,螺栓和被連接件表面都沒有明顯的嵌痕。所以,彈簧墊圈對螺栓的防松作用可以忽略。 另外,在螺栓與被連接件之間增加一個墊圈,如果墊圈質量有問題,相當于給螺栓連接又增加了一個安全隱患。 綜上所述,當螺栓扭矩較大時(大于200 N?m),用彈簧墊圈給螺栓防松的方式弊大于利。為此,在沖擊、振動和變載的作用下,預緊力可能在某一瞬間消失,連接有可能松脫。在提高螺栓連接疲勞強度的前提下,減少疲勞失效的措施之一,多采用螺紋鎖固膠防松技術,在螺紋部位涂防松鎖固膠。就是通過把螺紋鎖固膠填充到螺紋連接副間隙內,將內外螺紋粘接(固化)在一起,以達到防松要求的一種粘接防松技術。 目前螺紋鎖固膠粘接防松技術廣泛應用于螺紋連接件,該技術的應用將提升產品的裝配質量,可為企業創造品牌效益。
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