Attachessont les pièces les plus courantes des équipements mécaniques utilisés pour la fixation des connexions. Ils sont tous utilisés dans des environnements spécifiques, et l'interaction à long terme entre les fixations et l'environnement entraînera toujours des changements dans leur état et leurs performances. Le changement, c'est-à-dire la corrosion, est l'une des principales formes de défaillance des fixations. Une légère corrosion des fixations affectera la détachabilité et l'installation répétée des filetages, et une corrosion sévère endommagera la résistance de la connexion entre les composants et entraînera même une défaillance soudaine des pièces, entraînant des accidents catastrophiques. Par conséquent, l'anti-corrosion des fixations a toujours été une grande préoccupation pour tout le monde. sujet de.
Technologie anti-corrosion couramment utilisée pour les fixations
Technologie anti-corrosion couramment utilisée pour les fixations Le traitement anti-corrosion des fixations forme généralement une couche de recouvrement ou une couche anti-corrosion sur la surface de la pièce par une certaine méthode pour empêcher l'influence de l'environnement externe sur la fixation elle-même et obtenir le effet de la résistance à la corrosion. Il existe quatre principales technologies anticorrosion pour les fixations : la technologie de traitement des couches de film, la technologie de revêtement métallique, la technologie de revêtement et la modification de la structure interne du métal (comme l'acier inoxydable).
1. Technologie de traitement de film
La technologie de traitement de film fait principalement référence au processus de formation d'un film de conversion chimique (électrochimique) stable sur la surface métallique par des méthodes chimiques ou électrochimiques. Par exemple, dans les véhicules ferroviaires urbains, le traitement de la couche de film de ses fixations est principalement un traitement noir/bleu et un traitement de phosphatation.
1.1, noir et bleu
Dans une solution alcaline concentrée contenant un oxydant, après une certaine période de traitement à environ 140C, le processus de formation d'un film d'oxyde chimique sur la surface de la pièce en acier (composé principalement de Fe, O,).
Caractéristiques techniques du traitement de noircissement/bleuissement :
1) L'épaisseur du film est de 0.5-1.5 μm.
2) Le test au brouillard salin neutre (NSS) ne dure généralement que 2 à 5 heures. À ce moment, la couche de film d'oxyde a été brisée et même une grande quantité de rouille apparaîtra, comme le montre la figure 1.
3) Faible sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène, peut être utilisé comme boulons à haute résistance.
4) En tant que fixation, sa cohérence de force de couple-préserrage est médiocre.
5) La couleur est plus lumineuse et l'effet décoratif est meilleur.
6) Faible coût.
1.2. Traitement de phosphatation
Le processus d'immersion de pièces en acier dans une solution contenant du manganèse, de l'acide phosphorique, du phosphate et d'autres réactifs pour former une couche de film de conversion de phosphate insoluble dans l'eau sur la surface métallique est appelé traitement de phosphatation. Caractéristiques techniques du traitement de phosphatation.
1) La couche de film est solidement liée au substrat (1-50 μm d'épaisseur).
2) NSS peut atteindre 10 ~ 20 heures, voire 72 heures.
3) Mauvaise résistance mécanique et qualité fragile.
4) En tant que fixation, sa cohérence couple-précharge est très bonne.
5) La couleur est gris clair et d'autres couleurs sombres, et l'effet décoratif est médiocre.
6) La sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène est faible, il peut donc être utilisé comme boulons à haute résistance.
7) Le coût est inférieur.
2. Technologie de revêtement métallique
La technologie de revêtement métallique est principalement un procédé de traitement de surface qui utilise la technologie de revêtement pour former une fine couche métallique à la surface des matériaux métalliques afin de conférer aux matériaux métalliques des propriétés décoratives ou protectrices. Dans les véhicules ferroviaires urbains, la technologie de revêtement métallique des fixations est principalement galvanisée et d'autres revêtements métalliques spéciaux (chromage, nickelage, cadmium, argentage, etc.).
2.1 Galvanisé
Le zinc et le fer peuvent se dissoudre, et son potentiel d'électrode standard est -0.76 V. Pour le substrat en acier, le revêtement de zinc est un revêtement anodique, qui peut mieux protéger le substrat en acier. Par conséquent, la technologie de galvanisation est largement utilisée dans les fixations. Il existe trois méthodes de galvanisation couramment utilisées : la galvanisation à chaud, l'électrozingage et la galvanisation mécanique.
2.1.1 Galvanisation à chaud
La galvanisation à chaud signifie que les pièces en acier sont immergées dans du zinc liquide en fusion, de sorte qu'une série de réactions physiques et chimiques se produisent à la surface de la pièce, formant ainsi une couche de métal galvanisé. L'épaisseur du revêtement de la galvanisation à chaud est très épaisse (jusqu'à 30-60 μm) et sa résistance à la corrosion est très bonne. Il est largement utilisé dans les pièces en acier qui sont utilisées à l'extérieur pendant longtemps (telles que les tours de télévision, les garde-corps d'autoroute, etc.). Pour les fixations, la galvanisation à chaud convient généralement aux boulons de M6 et plus, mais elle ne peut pas être utilisée pour les fixations à haute résistance, principalement parce que la température de fonctionnement du processus de galvanisation à chaud est très élevée (400C ~ 500C), il est facile à tempérer et à ramollir les fixations à haute résistance.
2.1.2 Galvanisation
L'électrozingage utilise l'électrolyse pour former une couche galvanisée uniforme, dense et bien liée à la surface des pièces en acier. L'épaisseur de la couche de zinc de l'électro-galvanisation est relativement mince (5 ~ 30 μm) et sa résistance à la corrosion est la pire du traitement anti-corrosion galvanisé. largement utilisé dans les applications. Étant donné que l'électro-galvanisation a une forte sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène et qu'il est difficile de déshydrogéner complètement (la surface de la couche électro-galvanisée se décollera ou tombera au-dessus de 100 ° C), l'électro-galvanisation ne peut donc pas être utilisée pour les fixations à haute résistance.
2.1.3 Galvanisation mécanique
La galvanisation mécanique fait référence au processus de traitement de surface des pièces en fer et en acier utilisant un milieu d'impact pour impacter la surface des pièces en acier sous l'action de substances chimiques telles que la poudre de zinc, le dispersant et l'accélérateur pour former une couche galvanisée. L'épaisseur de la couche de galvanisation mécanique est généralement de 5-50 μm, la surface du revêtement est dense et uniforme, l'effet décoratif est bon et la résistance à la corrosion est excellente ; et le revêtement ne présente aucun défaut de galvanisation à chaud et d'électro-galvanisation tel qu'un revenu à haute température et une fragilisation par l'hydrogène. Un procédé de traitement de surface particulièrement adapté à la protection contre la corrosion des fixations.
2.2. Autres revêtements métalliques
2.2.1 Chromage
Le chrome en tant que revêtement métallique présente les caractéristiques d'une forte adhérence, d'une bonne résistance à l'usure, d'un excellent effet décoratif et d'une résistance élevée à la chaleur (il peut être utilisé normalement en dessous de 500 ° C), de sorte que le revêtement de chrome est utilisé comme revêtement métallique pour les fixations. très idéal.
Le chromage présente principalement les inconvénients suivants :
1) Le processus est compliqué, le nickel ou le cuivre doivent être plaqués avant le chromage.
2) Cher.
3) Le chromage est dur, cassant et facile à tomber.
2.2.2 Nickelage
En tant que revêtement métallique, le nickel a une bonne conductivité électrique, une dureté élevée, un bon effet décoratif et une bonne résistance à la chaleur (il peut être utilisé normalement en dessous de 600C), il est donc idéal d'utiliser le nickelage pour les fixations.
Le nickelage présente principalement les inconvénients suivants :
1) Le processus est compliqué et le cuivre doit être plaqué avant le chromage.
2) Le revêtement de nickel est poreux et la corrosion du substrat sera accélérée lorsque le revêtement est mince.
3) Cher.
2.2.3 Cadmiage
En tant que revêtement métallique, le cadmium est un revêtement anodique, qui présente une forte résistance à la corrosion par l'acide chlorhydrique, une faible fragilisation par l'hydrogène et de bons effets décoratifs. Il est particulièrement adapté aux fixations utilisées dans les environnements marins (comme les micrologiciels rapides).
Le cadmiage présente principalement les inconvénients suivants :
① La pollution de l'environnement est élevée et le gaz et les sels de cadmium solubles produits lorsque le cadmium est fondu sont toxiques.
②Le prix est cher.
2.2.4 Argenture
En tant que revêtement métallique, l'argent a une excellente conductivité électrique, d'excellentes propriétés réfléchissantes, un bon pouvoir lubrifiant et une excellente résistance à la chaleur (il peut être utilisé normalement en dessous de 870C), de sorte que le placage d'argent est largement utilisé dans les domaines de l'électronique, des composants haute fréquence, etc. (tels que les boulons conducteurs du générateur, les bornes de sortie de la batterie du véhicule).
L'argenture présente principalement les inconvénients suivants :
① Le processus est compliqué et le cuivre doit être plaqué avant le placage d'argent.
②Le prix est très cher.
2.2.5 Nickel galvanisé
Le revêtement composite zinc-nickel est un nouveau type de revêtement en alliage métallique développé sur le processus de traitement de surface de la galvanisation, qui présente de nombreux avantages.
1) NSS jusqu'à 500 - 1500 heures.
2) Le potentiel d'électrode du revêtement est compris entre Fe et Zn, ce qui est plus adapté à l'assemblage de pièces en aluminium.
3) La dureté du revêtement est élevée et l'effet décoratif est très bon.
4) Il n'y a presque pas de fragilisation par l'hydrogène et il peut être utilisé pour les fixations à haute résistance.
5) Bonne résistance à la chaleur (il peut être utilisé normalement en dessous de 8009C).
Le principal inconvénient du revêtement zinc-nickel actuel est son prix plus élevé (environ 6 fois celui du zingage), mais ses excellentes performances globales sont de plus en plus largement reconnues par les gens.
3. Technologie de revêtement
La technologie de revêtement fait référence à l'application de revêtements spécifiques sur la surface d'objets avec certains équipements et méthodes pour former un film dense, continu et uniforme sur la surface, qui est ensuite séché et durci par des méthodes naturelles ou artificielles pour former des propriétés protectrices ou décoratives. Une technologie de traitement de surface pour les revêtements fonctionnels.
Dans les fixations, la technologie de revêtement la plus largement utilisée est la technologie de revêtement zinc-chrome, qui est une sorte de revêtement formé à la surface des pièces en acier en enduisant des revêtements zinc-chrome sur des pièces en acier et en les faisant cuire dans un circuit entièrement fermé. Couche, également appelée traitement dacromet, qui présente les excellentes caractéristiques suivantes.
1) NSS peut atteindre 500 ~ 1000 heures.
2) Bonne perméabilité.
3) Aucune sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène.
4) La pollution de l'environnement est faible.
5) En tant que fixation, sa cohérence couple-précharge est très bonne.
6) Le prix est modéré (environ deux fois celui du galvanisé).
Le traitement au Dacromet présente principalement les inconvénients suivants :
1) Mauvaise résistance à l'usure (la dureté n'est que de 1 H).
2) La couleur est unique (uniquement blanc argenté et gris argenté) et l'effet décoratif est médiocre.
3) Mauvaise conductivité, ne convient pas aux pièces avec des connexions conductrices.
4. Changer la forme organisationnelle de l'acier
4.1 Changements de composition (comme l'acier inoxydable)
L'acier inoxydable est l'abréviation d'acier inoxydable résistant aux acides, qui présente une excellente résistance à la corrosion et un bon effet décoratif, et est largement utilisé dans divers domaines. On pense généralement que le mécanisme de résistance à la corrosion de l'acier inoxydable est principalement le suivant.
1) Lorsque la teneur en Cr dépasse 13 %, le potentiel d'électrode de l'acier passera du potentiel d'électrode négative au potentiel d'électrode positive, rendant la matrice d'acier elle-même "inerte" ;
2) Cr formera un film de passivation dense riche en Cr sur la surface de l'acier, protégeant ainsi davantage le substrat.
3) L'acier inoxydable est divisé en : acier martensitique, acier ferritique, acier austénitique, acier inoxydable austénitique-ferritique, etc., parmi lesquels l'acier inoxydable austénitique a la meilleure résistance à la corrosion, comme l'acier inoxydable A2, A4.
L'acier inoxydable présente principalement les défauts suivants : ①La limite d'élasticité est très faible (généralement pas plus de 300 MPa), ce qui n'est pas adapté à la connexion de pièces structurelles majeures.
②Il est sujet au grippage du fil. Lorsque les boulons en acier inoxydable sont serrés, il est facile d'endommager la surface du filetage. A ce moment, il se produira spontanément une couche de couche d'oxyde, qui intensifiera l'adhérence et le blocage des boulons.
③ sujets à la corrosion intergranulaire. Le C et le Cr dans l'acier inoxydable formeront des composés à une certaine température, en particulier près de la limite des grains, ce qui provoquera une "zone pauvre en Cr" à la limite des grains, entraînant une corrosion des limites des grains.
④ Mauvaise tenue à la corrosion au milieu CI (sauf inox A4).
⑤ Le prix est plus élevé (environ 4 fois celui du Dacromet).
4.2 Changements d'état du traitement thermique
Les matériaux en fer et en acier sont principalement des structures multiphases (des phases secondaires telles que des impuretés, des carbures et des composés intermétalliques existent généralement dans l'acier sous forme de cathodes et dans la matrice Fe sous forme d'anodes). Il existe une différence de potentiel entre les phases dans la structure multiphase, formant une micro-batterie de corrosion. La deuxième phase peut être une phase de passivation anodique ou une phase de dissolution cathodique, les deux affectant la résistance à la corrosion de la matrice.
Comme l'acier inoxydable, il faut être très prudent lors du soudage et du traitement thermique. Une fois l'acier inoxydable soumis à un traitement de solution à haute température, il est chauffé entre 400C et 850C et une grande quantité de CrsC est formée. Et Cr, C; Le carbure précipitera le long de la limite des grains, de sorte qu'une région pauvre en Cr se forme près de la limite des grains. Le carbure agit comme la cathode de la cellule de corrosion et la région pauvre en Cr agit comme l'anode de la cellule de corrosion, ce qui conduit à la corrosion des joints de grains et sa résistance à la corrosion sera considérablement réduite.
