รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนทั่วไปของรัด

ตัวยึดเป็นอุปกรณ์เชิงกลที่ใช้กันทั่วไปในการยึดและต่อ ซึ่งใช้ในสภาพแวดล้อมเฉพาะ และปฏิสัมพันธ์ระยะยาวระหว่างตัวยึดกับสิ่งแวดล้อมจะเปลี่ยนสถานะและประสิทธิภาพเสมอ กล่าวคือ การกัดกร่อน ซึ่งเป็นหนึ่งใน รูปแบบหลักของความล้มเหลวของสปริง การกัดกร่อนของตัวยึดจะส่งผลต่อการถอดออกและการติดตั้งเกลียวซ้ำๆ หรือสร้างความเสียหายต่อความแข็งแรงของการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบ และอาจนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างกะทันหันของชิ้นงาน ส่งผลให้เกิดภัยพิบัติร้ายแรง ดังนั้นการป้องกันการกัดกร่อนของตัวยึดจึงเป็นหัวข้อที่น่ากังวลอย่างยิ่ง

เทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนทั่วไปของรัด

เทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนทั่วไปของรัด การรักษาป้องกันการกัดกร่อนของตัวยึดโดยทั่วไปจะสร้างชั้นปิดหรือชั้นป้องกันการกัดกร่อนบนพื้นผิวของชิ้นงานด้วยวิธีการบางอย่างเพื่อขัดขวางผลกระทบของสภาพแวดล้อมภายนอกที่มีต่อตัวยึดและบรรลุผลของความต้านทานการกัดกร่อน เทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนหลักสี่ประการสำหรับตัวยึด: เทคโนโลยีการชุบฟิล์ม เทคโนโลยีการเคลือบโลหะ เทคโนโลยีการเคลือบ และการเปลี่ยนโครงสร้างภายในของโลหะ (เช่น สแตนเลส)

1. เทคโนโลยีการชุบฟิล์ม

เทคโนโลยีการรักษาฟิล์มส่วนใหญ่หมายถึงกระบวนการบำบัดเพื่อสร้างฟิล์มแปลงเคมี (ไฟฟ้าเคมี) ที่เสถียรบนพื้นผิวโลหะโดยวิธีทางเคมีหรือไฟฟ้าเคมี ตัวอย่างเช่น มีตัวยึดจำนวนมากที่มีการเคลือบสีดำและการเคลือบสีน้ำเงินในรถยนต์

1.1 ใส่ร้ายป้ายสีและสีน้ำเงิน

กระบวนการสร้างชั้นของฟิล์มเคมีออกไซด์ (ส่วนใหญ่ประกอบด้วย Fe, O) บนพื้นผิวของเหล็กและชิ้นส่วนเหล็กหลังการบำบัดที่อุณหภูมิ 140 องศาเซลเซียสเป็นเวลาคงที่ในสารละลายอัลคาไลน์เข้มข้นที่มีสารออกซิแดนท์

คุณสมบัติทางเทคนิคของการใส่ร้ายป้ายสี / สีน้ำเงิน:

1) ความหนาของฟิล์ม 0.5-1.5 μ m。

2) การทดสอบความทนทานต่อละอองเกลือที่เป็นกลาง (NSS) โดยทั่วไปจะใช้เวลาเพียง 2 ~ 5 ชั่วโมงเท่านั้น ในขณะนี้ ฟิล์มออกซิเดชันแตกและเกิดสนิมขึ้นจำนวนมาก ดังแสดงในรูปที่ 1

3) มีความไวต่ำต่อการแตกตัวของไฮโดรเจนและสามารถใช้เป็นสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง

4) ในฐานะที่เป็นสปริง ความสม่ำเสมอในการโหลดล่วงหน้าของแรงบิดนั้นไม่ดี

5) สีสดใสและเอฟเฟกต์การตกแต่งที่ดี

6) ต้นทุนต่ำ

1.2 การบำบัดด้วยฟอสเฟต

ฟอสเฟตเป็นกระบวนการที่ชิ้นส่วนเหล็กและเหล็กกล้าแช่อยู่ในสารละลายที่มีแมงกานีส กรดฟอสฟอริก ฟอสเฟต และรีเอเจนต์อื่นๆ เพื่อสร้างฟิล์มแปลงฟอสเฟตที่ไม่ละลายในน้ำบนผิวโลหะ ลักษณะทางเทคนิคของการบำบัดด้วยฟอสเฟต

1) ฟิล์มยึดติดกับพื้นผิวอย่างแน่นหนา (หนา 1 ~ 50 μ M)

2) NSS สามารถเข้าถึง 10 ~ 20 ชม. แม้กระทั่ง 72 ชม.

3) ความแข็งแรงทางกลต่ำและเปราะ

4) ในฐานะที่เป็นสปริง ความสม่ำเสมอในการพรีโหลดของแรงบิดนั้นดีมาก

5) สีเป็นสีเทาอ่อนและสีเข้มอื่นๆ และเอฟเฟกต์การตกแต่งไม่ดี

6) มีความไวต่อการเปราะของไฮโดรเจนต่ำ และสามารถใช้เป็นสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง

7) ต้นทุนต่ำ

2. เทคโนโลยีการเคลือบโลหะ

เทคโนโลยีการเคลือบโลหะส่วนใหญ่เป็นกระบวนการบำบัดพื้นผิวที่ใช้เทคโนโลยีการเคลือบเพื่อสร้างชั้นบาง ๆ ของโลหะบนพื้นผิวของวัสดุโลหะ เพื่อให้วัสดุโลหะมีการตกแต่งหรือการป้องกัน ในยานพาหนะที่ใช้รางในเขตเมือง เทคโนโลยีการเคลือบโลหะของตัวยึดส่วนใหญ่เป็นการชุบสังกะสีและการเคลือบโลหะพิเศษอื่นๆ (การชุบโครเมียม การชุบนิกเกิล การชุบแคดเมียม การชุบเงิน ฯลฯ)

2.1 ชุบสังกะสี

สังกะสีและเหล็กสามารถละลายซึ่งกันและกัน และศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของมันคือ -0.76 โวลต์ สำหรับพื้นผิวเหล็ก การเคลือบสังกะสีเป็นการเคลือบแบบอโนไดซ์ ซึ่งสามารถปกป้องพื้นผิวเหล็กได้ดีกว่า ดังนั้นเทคโนโลยีการชุบสังกะสีจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรัด วิธีการชุบกัลวาไนซ์ทั่วไปมีอยู่สามวิธี: การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน การชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า และการชุบสังกะสีทางกล

2.1.1 การชุบกัลวาไนซ์แบบจุ่มร้อน

การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนหมายถึงชิ้นส่วนเหล็กที่จุ่มลงในสังกะสีเหลวที่หลอมเหลว ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีต่อเนื่องกันบนพื้นผิวของชิ้นงาน เพื่อสร้างการเคลือบสังกะสีด้วยโลหะ ความหนาของการเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อนมีความหนามาก (สูงถึง 30 ~ 60 μ m) ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีมาก และใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนเหล็กกลางแจ้งที่ใช้เป็นเวลานาน (เช่น TV Tower, ตัวป้องกันทางหลวง รั้ว เป็นต้น) สำหรับตัวยึด โดยทั่วไปแล้วการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนจะใช้กับสลักเกลียวของ M6 ขึ้นไป แต่ไม่สามารถใช้กับตัวยึดที่มีความแข็งแรงสูงได้ สาเหตุหลักมาจากอุณหภูมิในการทำงานของกระบวนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนสูงมาก (400C ~ 500C) ซึ่ง ง่ายต่อการปรับอุณหภูมิและทำให้รัดที่มีความแข็งแรงสูงนุ่มลง

2.1.2 การชุบกัลวาไนซ์ด้วยไฟฟ้า

การชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้าคือการใช้อิเล็กโทรไลซิสเพื่อสร้างการเคลือบสังกะสีที่สม่ำเสมอ หนาแน่น และยึดติดอย่างดีบนพื้นผิวของเหล็กและชิ้นส่วนเหล็ก ความหนาของชั้นสังกะสีของการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้าค่อนข้างบาง (5 ~ 30 มม.) μ m) ความต้านทานการกัดกร่อนนั้นแย่ที่สุดในการบำบัดป้องกันการกัดกร่อนของการชุบสังกะสี แต่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในรัดเนื่องจากกระบวนการที่เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และ ผลกระทบเล็กน้อยต่อการขันเกลียว เนื่องจากการชุบด้วยสังกะสีมีความไวต่อการแตกตัวของไฮโดรเจนสูง และเป็นการยากที่จะขจัดไฮโดรเจนออกให้หมด (พื้นผิวของชั้นสังกะสีด้วยไฟฟ้าจะลอกหรือหลุดออกมาที่อุณหภูมิสูงกว่า 100 องศาเซลเซียส) จึงไม่แนะนำให้ใช้สังกะสีด้วยไฟฟ้ากับตัวยึดที่มีความแข็งแรงสูง

2.1.3 การชุบกัลวาไนซ์ทางกล

การชุบกัลวาไนซ์ทางกลหมายถึงกระบวนการชุบผิวเคลือบสังกะสีโดยการกระทบพื้นผิวของชิ้นส่วนเหล็กที่มีสื่อรับแรงกระแทกภายใต้การกระทำของสารเคมี เช่น ผงสังกะสี สารช่วยกระจายตัว และตัวเร่งปฏิกิริยา ความหนาของการเคลือบสังกะสีเชิงกลโดยทั่วไปคือ 5 ~ 50 μ m การเคลือบมีพื้นผิวที่กะทัดรัดและสม่ำเสมอ ผลการตกแต่งที่ดีและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม และการเคลือบไม่มีข้อเสียของการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนและการชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า เช่น การแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูงและการแตกตัวของไฮโดรเจน เป็นกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนของตัวยึด

2.2 สารเคลือบโลหะอื่นๆ

2.2.1 การชุบโครเมียม

โครเมียมมีลักษณะการยึดเกาะที่แข็งแรง ทนต่อการสึกหรอได้ดี มีคุณสมบัติในการตกแต่งที่ดีเยี่ยม และทนต่อความร้อนสูง (ใช้งานปกติที่อุณหภูมิต่ำกว่า 500 องศาเซลเซียส) ในการเคลือบผิวโลหะ ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งที่จะใช้การเคลือบโครเมียมเป็นการเคลือบโลหะของตัวยึด

การชุบโครเมียมมีข้อเสียดังต่อไปนี้:

1) กระบวนการนี้ซับซ้อน ต้องชุบนิกเกิลหรือทองแดงก่อนชุบโครเมียม

2) มัน's แพง.

3) การเคลือบโครเมียมนั้นแข็ง เปราะ และหลุดง่าย

2.2.2 การชุบนิเกิล

สำหรับการเคลือบโลหะ นิกเกิลมีการนำไฟฟ้าที่ดี มีความแข็งสูง ผลการตกแต่งที่ดีและทนความร้อนได้ดี (สามารถใช้งานได้ตามปกติที่อุณหภูมิต่ำกว่า 600C) ดังนั้นการชุบนิเกิลจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับรัด

การชุบนิกเกิลมีข้อเสียดังต่อไปนี้:

1) กระบวนการนี้ซับซ้อน และต้องชุบทองแดงก่อนชุบโครเมียม

2) การเคลือบนิกเกิลเป็นรูพรุน และการกัดกร่อนของพื้นผิวจะเพิ่มขึ้นเมื่อเคลือบบาง

3) มัน's แพง.

2.2.3 การชุบแคดเมียม

ในฐานะที่เป็นการเคลือบโลหะ แคดเมียมเป็นการเคลือบแบบอโนไดซ์ มีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนของกรดไฮโดรคลอริกได้ดี การแตกตัวของไฮโดรเจนต่ำ และมีผลการตกแต่งที่ดี เหมาะอย่างยิ่งสำหรับรัดที่ใช้ในสภาพแวดล้อมทางทะเล (เช่นรัดของเครื่องบิน HNA และแท่นขุดเจาะน้ำมัน)

การชุบแคดเมียมส่วนใหญ่มีข้อเสียดังต่อไปนี้:

① มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมสูง ก๊าซและเกลือแคดเมียมที่ละลายได้ซึ่งเกิดจากการหลอมของแคดเมียมเป็นพิษ

② มัน's แพง.

2.2.4 ชุบเงิน

ในฐานะที่เป็นโลหะเคลือบ เงินมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ประสิทธิภาพการสะท้อนแสงที่ดีเยี่ยม การหล่อลื่นที่ดีและทนความร้อนได้ดีเยี่ยม (โดยปกติสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 870c) ดังนั้นการชุบเงินจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า ส่วนประกอบความถี่สูง และสาขาอื่นๆ (เช่น สลักเกลียวนำไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ขั้วตะกั่วสำหรับแบตเตอรี่รถยนต์)

การชุบเงินมีข้อเสียดังต่อไปนี้:

① กระบวนการนี้ซับซ้อน ดังนั้นต้องชุบทองแดงก่อนชุบเงิน

② ราคาค่อนข้างแพง

2.2.5 สังกะสีชุบนิกเกิล

การเคลือบคอมโพสิตนิกเกิลของสังกะสีเป็นการเคลือบโลหะอัลลอยด์ชนิดใหม่ที่ได้รับการปรับปรุงและพัฒนาในกระบวนการบำบัดพื้นผิวของการชุบสังกะสีซึ่งมีข้อดีหลายประการ

1) NSS สามารถเข้าถึง 500 - 1500hrs

2) ศักย์ไฟฟ้าของสารเคลือบอยู่ระหว่าง Fe และ Zn ซึ่งเหมาะสำหรับการประกอบชิ้นส่วนอลูมิเนียมมากกว่า

3) การเคลือบมีความแข็งสูงและมีผลการตกแต่งที่ดี

4) แทบไม่มีการแตกตัวของไฮโดรเจนและสามารถใช้กับรัดที่มีความแข็งแรงสูงได้

5) ทนความร้อนได้ดี (ใช้งานได้ปกติที่อุณหภูมิต่ำกว่า 8009c)

ข้อเสียเปรียบหลักของการเคลือบสังกะสีนิกเกิลคือราคาสูง (ประมาณ 6 เท่าของการเคลือบสังกะสี) แต่คุณสมบัติที่ครอบคลุมที่ยอดเยี่ยมนั้นได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากผู้คน

3. เทคโนโลยีการเคลือบ

เทคโนโลยีการเคลือบหมายถึงเทคโนโลยีการรักษาพื้นผิวซึ่งการเคลือบเฉพาะถูกเคลือบบนพื้นผิวของวัตถุด้วยอุปกรณ์และวิธีการบางอย่างในการผลิตฟิล์มที่มีความหนาแน่น ต่อเนื่อง และสม่ำเสมอบนพื้นผิว จากนั้นทำให้แห้งและแข็งตัวโดยวิธีธรรมชาติหรือประดิษฐ์เพื่อสร้าง เคลือบป้องกันหรือตกแต่ง

ในบรรดาสิ่งตรึงตรา เทคโนโลยีการเคลือบสังกะสีโครเมียมเป็นเทคโนโลยีการเคลือบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด เป็นการเคลือบที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของชิ้นส่วนเหล็กโดยการเคลือบสังกะสีโครเมียมบนชิ้นส่วนเหล็กและการอบผ่านวงจรปิดเต็มรูปแบบหรือที่เรียกว่าการบำบัด Dacromet มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมดังต่อไปนี้

1) NSS สามารถเข้าถึง 500 ~ 1,000 ชม.

2) การซึมผ่านที่ดี

3) ไม่มีความไวต่อการเปราะของไฮโดรเจน

4) มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ

5) ในฐานะที่เป็นสปริง ความสม่ำเสมอในการโหลดล่วงหน้าของแรงบิดนั้นดีมาก

6) ราคาอยู่ในระดับปานกลาง (ประมาณสองเท่าของสังกะสี)

การรักษาด้วย Dacromet มีข้อเสียดังต่อไปนี้:

1) ความต้านทานการสึกหรอต่ำ (ความแข็งเพียง 1 ชั่วโมง)

2) สีเดียว (เฉพาะสีเงินสีขาวและสีเทาเงิน) ผลการตกแต่งไม่ดี

3) การนำไฟฟ้าไม่ดี ไม่เหมาะสำหรับชิ้นส่วนเชื่อมต่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

4. เปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของเหล็ก

4.1 การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบ (เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม)

เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นตัวย่อของเหล็กกล้าไร้สนิมและเหล็กทนกรด มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและมีผลการตกแต่งที่ดี ใช้กันอย่างแพร่หลายในเมืองต่างๆ เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่ากลไกการต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมเป็นส่วนใหญ่ดังนี้

1) เมื่อปริมาณ Cr เกิน 13% ศักย์ไฟฟ้าของเหล็กจะเพิ่มขึ้นจากศักย์ไฟฟ้าลบเป็นศักย์ไฟฟ้าบวก ทำให้เมทริกซ์เหล็กเอง"เฉื่อย";

2) CR จะสร้างฟิล์มพาสซีฟที่มีความหนาแน่นสูงของ CR บนพื้นผิวเหล็กเพื่อปกป้องพื้นผิวเพิ่มเติม

3) เหล็กกล้าไร้สนิมแบ่งออกเป็นเหล็กกล้ามาร์เทนซิติก เหล็กกล้าเฟอร์ริติก เหล็กกล้าออสเทนนิติก เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก ฯลฯ เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีที่สุด เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม A2 และ A4

เหล็กกล้าไร้สนิมมีข้อเสียดังต่อไปนี้: ① ความแข็งแรงของผลผลิตต่ำมาก (โดยทั่วไปไม่เกิน 300 MPa) ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อของชิ้นส่วนโครงสร้างหลัก

② การยึดด้ายเกิดขึ้นได้ง่าย เมื่อขันน๊อตสแตนเลสให้แน่น จะทำให้พื้นผิวของเกลียวเสียหายได้ง่าย ในเวลานี้ มันจะสร้างชั้นของออกไซด์ตามธรรมชาติ ซึ่งจะทำให้การยึดเกาะและการล็อคของโบลต์แย่ลง

③ มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรน ที่อุณหภูมิหนึ่ง C และ Cr ในเหล็กกล้าไร้สนิมจะเกิดสารประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้ขอบเกรน ซึ่งจะนำไปสู่ ​​& quot;CR โซนยากจน" ที่ขอบเกรนและการกัดกร่อนของขอบเกรน

④ ความต้านทานการกัดกร่อนปานกลาง CI แย่ (ยกเว้นสแตนเลส A4)

⑤ ราคาสูงขึ้น (ประมาณ 4 เท่าของการรักษา Dacromet)

4.2 การเปลี่ยนสถานะการอบชุบ

วัสดุเหล็กและเหล็กกล้าส่วนใหญ่เป็นโครงสร้างแบบหลายเฟส (สิ่งเจือปน คาร์ไบด์ สารประกอบระหว่างโลหะ และเฟสที่สองอื่นๆ มักมีอยู่ในเหล็กและเหล็กกล้าเป็นแคโทด และเมทริกซ์ Fe เป็นแอโนด) มีความต่างศักย์ระหว่างเฟสในโครงสร้างแบบหลายเฟส ทำให้เกิดไมโครเซลล์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ระยะที่สองอาจเป็นเฟสทู่แอโนดหรือเฟสการละลายของแคโทด ซึ่งทั้งสองอย่างนี้จะส่งผลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของเมทริกซ์

ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าไร้สนิมควรระมัดระวังในการเชื่อมและการอบชุบด้วยความร้อน หลังจากการบำบัดด้วยสารละลายที่อุณหภูมิสูง เหล็กกล้าไร้สนิมจะถูกให้ความร้อนระหว่าง 400C ถึง 850c เพื่อผลิต CRSC จำนวนมาก และ Cr, C; คาร์ไบด์จะตกตะกอนตามแนวขอบของเกรน ส่งผลให้เกิดโซนยากจน Cr ใกล้ขอบเกรน คาร์ไบด์ถูกใช้เป็นแคโทดของแบตเตอรี่ที่กัดกร่อน และพื้นที่ที่ไม่ดี Cr ถูกใช้เป็นขั้วบวกของแบตเตอรี่ที่กัดกร่อน ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนของขอบเกรน และความต้านทานการกัดกร่อนจะลดลงอย่างมาก