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壓鉚螺母緊固件氫脆問題不容小覷
2018-11-15

1、緊固件氫脆產生的原因及危害

  壓鉚螺柱、壓鉚螺母、壓鉚螺絲等緊固件在制造的過程(如:調質(淬火+高溫回火)、氰化、滲炭、化學清洗、磷化、電鍍、滾壓碾制和機加工(不適當的潤滑而燒焦)等工序和服役環境中,由于陰極保護的反作用或腐蝕的反作用,氫原子有可能進入鋼或其余金屬的基體,并滯留在基體內,在低于屈服強度(合金的公稱強度)的應力狀態下,它將可能導致延伸性或承載能力的降低或喪失、裂紋(通常是亞微觀的),直致在服役過程或儲存過程中發生突然斷裂,造成嚴重的脆性失效。導致緊固件氫脆的原因很多,但是電鍍處理工序是關鍵的因素之一。

   緊固件由于氫脆產生的脆性斷裂,一般發生的很突然,是無法預料的,故這種失效的形式造成的后果是很嚴重的。尤其是在有安全性能要求時,減少氫脆的產生是很有必要的,因此,電鍍緊固件去除氫脆是一項很重要的工作。

2、緊固件易產生氫脆失效危險的情況及特征

A、高抗拉強度或硬化或表面淬硬;

B、吸附氫原子;

C、在拉伸應力狀態下。

  隨著零件硬度的提高、含碳量的增加、冷作硬化程度的強化,在酸洗和電鍍過程中。氫的溶解度和因此產生吸收氫的總量也將增加,也就是說零件的氫脆敏感性就越強。直徑較小的零件比直徑較大的零件氫脆敏感性就強。

3、減少電鍍緊固件氫脆的措施

A、加工硬度大于或等于320HV的電鍍緊固件,在清洗過程前,應增加應力釋放過程;在清洗過程中,應使用防腐蝕酸、堿性或機械方法進行。浸入到防腐酸的時間盡可能的設計為較小持續時間。

B、硬度超過320HV的緊固件在進行冷拔、冷成形、機械加工、磨削后進行熱處理工序時,則應符合ISO9587D的規定;

C、應盡可能避免有意引入殘余應力辦法。如:螺栓、螺釘在熱處理后碾制螺紋;

D、經熱處理或冷作硬化的硬度超過385HV或性能等級12.9級及其以上的緊固件不適宜采用酸洗處理,應使用無酸的特殊方法,如:堿性清洗、噴砂等方法。

E、熱處理或冷作硬化的硬度超過365HV的緊固件,應采用大陰極功率電鍍溶液電鍍工藝。

F、鋼制緊固件為了進行電鍍,表面應經特殊處理,即經很小浸入時間清洗后再進行電鍍。

G、選擇合適的鍍層厚度,因為,鍍層厚度的增加,增加了氫釋放的難度;

4、去除氫脆的措施

  去除氫脆的措施實際上就是烘干過程,可以說是為了使氫脆減少到很小,在給定的溫度下和規定的時間內,將零件加熱的過程。電鍍后烘干過程就是將鋼中的氫蒸發和不可逆收集而釋放氫原子的過程,在標準附錄A中給出了烘干過程的詳細資料。根據零件的產品品種、幾何形狀、材料、性能等級或硬度、清洗工藝、鍍層種類及電鍍工藝的不同,制定的烘干工藝也不同。去除氫脆時應注意以下幾點:

A、不應采用超過零件回火的溫度進行烘干;

B、烘干過程應在電鍍后(在一小時內),鉻酸鹽鈍化處理前立即進行;

C、烘干溫度在200℃---230℃是合理的,一般采用較低的烘干溫度和較長的烘干時間;

D、烘干持續時間在2h—24h內選取,一般8h.是烘干持續時間的典型示例。


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