不锈钢紧固件如何选用?
紧固件的制造材料有多个种类,其中不锈钢材质的紧固件在外观形象上更有质感,在强度上有较好表现,并具有耐腐蚀、易制造、好焊接的优点。不锈钢材质的紧固件可以进行电镀或热处理,能够获得更好的性能,同时还能百分百回收再利用。紧固件的制造材料有多个种类,其中不锈钢材质的紧固件在外观形象上更有质感,在强度上有较好表现,并具有耐腐蚀、易制造、好焊接的优点。不锈钢材质的紧固件可以进行电镀或热处空旁理,能够获得更好的性能,同时还能百分百回收再利用。紧固件使用不锈钢作为材质,可以说无论在制造、使用或处理的各个环节都有很大优势,因此虽然紧固件以不锈钢为材质本身的成本较高,周期寿命相对较短,但是在紧固件的解决方案中,却依然属于较为节省的一种拿迟。1、紧固件中的镍元素使用紧固件在使用不锈钢为材质的过程中,曾经较为依赖镍元素的使用,但是在镍元素全球价格上涨的情况下,紧固件的价格也受到了较大影响。紧固件的生产企业为了减缓成本压力,提高紧固件的竞争能力,特别寻找了替代材料,生产了低镍型的不锈钢紧固件。2、紧固件的不锈钢磁性问题紧固件如果使用不锈钢作为主要材质,则还要了解一下不锈钢本身的磁性问题。不锈钢一般来说是被认为不具有磁性的,但是实际上奥氏体系列材料经过一定加工工艺后,是有可能出现一定磁性的,不过如果就此认为磁性是判断不锈钢紧固件质量的标准也是不准确的。紧固件在挑选时,不锈钢材斗敏橡料是否具备磁性并不能说明其品质的高低,实际上一些铬锰不锈钢正是不具有磁性的不锈钢。不锈钢紧固件中铬锰不锈钢并不能替代300系列不锈钢的使用,尤其在高介质腐蚀性工作环境中更是如此。
不锈钢紧固件锁死原因及解决方法
一、不锈钢紧固件锁死的原因
1 螺纹配合存在的偏转角度与不锈钢较软的特性易造成锁死
11 螺丝与螺帽的配合属间隙配合,有着各自执行的国际标准公差范围,所以内外螺纹在配合时中心轴线基本上不在同一条直线上,因为倾斜而减小了内外螺纹的接触面。
12 锁紧过程中的用力不均匀或是倾斜,造成螺丝和螺帽的中心轴线倾斜最大化,使得螺丝与螺帽螺纹的作用面没有完全接触,由面受力转为点受力或是每个单位上受力变大。
13 由(图2)可知偏转角越大,螺纹配合的受力面积就越小,牙纹就越容易受损。
14 不锈钢相对碳钢而言要软,若锁紧过程中摩擦掉下铁屑,会粘连而不掉落,从而干涉螺纹的顺畅进出,导致牙底与牙顶顶死。判早
图1:正常螺纹配合 图2:有倾斜角的螺纹配合
2 锁紧力过大与不锈钢导热率较低特性易导致螺纹锁死
21 锁紧螺帽时,扭力(锁紧力)必须大于螺丝、螺帽自身的摩擦力,方可旋动螺帽液凳。当螺帽顺着螺纹线旋转下降时,因为反作用力的作用会使螺丝伸张,当扭力(锁紧力)超过螺丝的降伏点(即安全扭矩)时,螺丝会发生残留应变而保持伸长状态。当螺丝伸张超过其弹性范围时,则会产生永久变形而导致螺纹锁死。
22 螺丝螺帽旋转过程中因为摩擦产生热量。不锈钢的导热率相对较低(基本在10-30w/mc°范围内,约为碳钢的1/3),当所产生的压力与热力破坏了氧化铬层(不锈钢之所以不易锈的氧化层)时,使得金属牙纹直接发生阻塞/剪切,加之不锈钢特性较软,进而发生黏着的现象。锁紧力越大产生的热量越大,螺丝牙山部分的不锈钢越容易产生粘连。(如图3所示)。
图3
以上原理,在松脱(螺丝螺帽、退出)过程中,掘埋雀其道理亦然。
二、如何降低锁死比例
针对上述易产生锁死的原因,使用不锈钢螺丝需要尽量注意:
1, 保持螺丝、螺帽的中心轴线与被锁面垂直,减少偏转角度。
2, 尽可能使用扭力扳手或套桶扳手,避免用力过大,控制扭力在安全库存扭矩范围内。
3, 尽量使用手动扳手,减缓上锁速度,保持螺纹干净,使用润滑油来降低摩擦系数,减少热能,从而减少粘连。
4, 选择相对高硬度的产品,以减少螺纹的剪切。
不锈钢标准件紧固件通常包括以下12类零件:
1、螺栓:由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的一类紧固件,需与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下,有可以使这两个零件分开,故螺栓连接是属于可拆卸连接。
2、螺柱:没有头部的,仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时,它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中,另一端穿过带有通孔的零件中,然后旋上螺母,即使这两个零件紧固连接成一见整体。这种连接形式称为螺柱连接,也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑,或因拆卸频繁,不宜采用螺栓连接的场合。
3、螺钉:也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件,按用途可以分为三类:机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件,与一个带有通孔的零件之间的紧固连接,不需要螺母配合(这种连接形式称为猜则凳螺钉连接,也属于可拆卸连接;也可以与螺母配合,用于两个带有通孔的零件之间的紧固连接。)紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。
4、不锈钢螺母:带有内螺纹孔,形状一般呈显为扁六角柱形,也有呈扁方柱形或扁圆柱形,配合螺栓、螺柱或机器螺钉,用于紧固连接两个零件,使之成为一件整体。
螺母的特殊类别:
高强度自锁螺母为自锁螺母的一个分类,具有强度高,可靠性强的一面。主要是引进欧洲技术作为前提,用于用于筑路机械、矿山机械、振动机械设备等,目前国内生产该类产品的厂家甚少。
尼龙自锁螺母是一种新型高抗振防松紧固零件,能应用于温度-50~100℃的各种机械、电器产品中。目前,宇航、航空、坦克、矿山机械、汽车运输机械、农业机械、纺织机械、电器产品以及各类机械对尼龙自锁螺母的需求量剧增,这是因为它的抗振防松性能大大高于其他各种防松装置,而且振动寿命要高几倍甚至几十倍。当前机械设备的事故有盯辩80%以上是由于紧固件的松动而造成的,特别在矿山机械中尤为严重,而使用尼龙自锁螺母就可以杜绝由于紧固件松脱所造成的重大事故。
5、自攻螺钉:与机器螺钉相似,但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件,使之成为一件整体,构件上需要事先制出小孔,由于这种螺钉具有较高的硬度,可以直接旋入构件的孔中,使构件中形成响应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。
6、木螺钉:也是与机器螺钉相似,但螺杆上的螺纹为专用的木螺钉用罗纹,可以直接旋入木质构件(或零件)中,用于把一个带通孔的金属(或非金属)零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以拆卸连接。
7、垫圈:形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间,起着增大被连接零件接触表面面积,降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用;另一类弹性垫圈,还能起着阻止螺母回松的作用。
8、挡圈:供装在机器、设备的轴槽或孔槽中,起着阻止轴上或孔上的零件左右移动的作用。
9、销:主要供零件定穗旅位用,有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用。
10、铆钉:由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件,用于紧固连接两个带通孔的零件(或构件),使之成为一件整体。这种连接形式称为铆钉连接,简称铆接。属与不可拆卸连接。因为要使连接在一起的两个零件分开,必须破坏零件上的铆钉。
11、组合件和连接副:组合件是指组合供应的一类紧固件,如将某种机器螺钉(或螺栓、自供螺钉)与平垫圈(或弹簧垫圈、锁紧垫圈)组合供应;连接副指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件,如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。
12、焊钉:由于光能和钉头(或无钉头)构成的异类紧固件,用焊接方法把他固定连接在一个零件(或构件)上面,以便再与其他不锈钢标准件零件进行连接。
一、机械性能
不锈钢螺丝顾名思义,肯定是用不锈钢螺丝线材墩打而成,后在搓好牙螺纹的螺丝。而不锈钢螺丝具有的性能很多都跟不锈钢材质有关。考虑到不锈钢的性能与组织,了解不锈钢材质的性能等方面。从而明白不锈钢具有防生锈,防腐蚀,耐高温等良好的机械性能,那么不锈钢螺丝也当然有这喊高些良好的机械性能。随着不锈钢材料材质的越来越优良。螺丝行业所生产出来的不锈钢螺丝的机械性能就越来越好。防生锈,防腐蚀能力,而高温高压就越来越强。
二、物理性能
不锈钢和碳钢的物理性能数据对比,碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢;电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;线膨胀系数大小的排序也类似,奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小;碳钢、铁圆渗销素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性,可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。奥氏体型不锈钢与碳钢相比,具有下列特点:
1)高的电阴率,约为碳钢的5倍。
2)大的线膨胀系数,比碳钢大40%,并随着温度的升高,不锈钢螺丝线膨胀系数的数值也相应地提高。
3)低的热导率,约为碳钢的1/3。
三、力学性
不论不锈钢板还是耐热钢板,奥氏体型的钢板的综合性能最好,既有足够的强度,又有极好的塑性同时硬橘游度也不高,这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似,其抗拉强度、屈服强度和硬度,随着温度的降低而提高;塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度15~80°C范围内增长是较为均匀的。更重要的是:不锈钢螺丝随着温度的降低,其冲击韧度减少缓慢,并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。
四、耐热性能
耐热性能是指高温下,既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性,同时在高温时双有足够的强度即热强性。
由于各种机械设备和家用电器多样化,所以它们需要的螺丝也大都不一样,一般根据码空螺丝的形状外观把不锈管螺丝分为了:外六角螺栓、圆柱内六角螺钉、内六角凹端紧定螺钉、内六角平端紧定螺钉、半圆头内六角螺钉、十字槽盘头机螺钉、全牙丝杆等一系列的型号。
因为现在市场上不锈钢是一种最常用的钢材、不锈钢螺丝的特性和造价低廉,所以一般不锈钢螺丝都应用在环保设备、医巧茄疗设备、通讯设备、电力设施、电子产品、食品机械、石油化工、船舶装配、泵阀管道、建筑幕墙、露天孝模察场合等。因此不锈钢螺丝的市场需求量十分庞大。
在选用不锈钢螺丝是也一定要注意,要选用强度高、韧性好、耐腐蚀性、耐高温的不锈钢螺丝,这样它的使用寿命才回更加的长久。也正是这样才能保证各种机械设备能长时间的工作。