Согласно статистике, выпущено и внедрено около 240 общеупотребительных стандартов на продукцию стандартных автомобильных деталей, охватывающих элементы уплотнения просвета, соединительные элементы трубопроводов, шайбы, винты, гайки, болты и т. д., из которых 115 стандартов связаны к металлическим застежкам, что составляет около 48 процентов. С непрерывным развитием автомобильной промышленности, чтобы сдержать рост производственных и управленческих затрат, вызванный увеличением количества металлических крепежных деталей (далее именуемых автомобильными крепежными деталями), различные производители автомобилей сравнили и оптимизировали крепежные детали по четырем аспектам: элементы, материалы, термообработка и обработка поверхностей. Эта статья обсуждает это.
1.1 болты
Для узла с шестигранным болтом и пружинной шайбой, когда предварительная нагрузка болта низкая, эффект предотвращения ослабления лучше. Однако, поскольку для ответственных деталей пружинная шайба не используется, болты с пружинными шайбами на производстве в основном затягивают пневматическими ключами с точностью около ±40 процентов. Крутящий момент при сборке и рассеивание осевой силы велики. Пружинная шайба часто находится в сплющенном состоянии и даже имеет риск расширения кольца. Фактическая защита от ослабления болта и пружинной шайбы в сборе не поддается контролю и не может соответствовать требованиям к конструкции изделия. Болты с шестигранной головкой имеют следующие преимущества.
① При той же спецификации резьбы площадь опоры болта с фланцем с шестигранной головкой больше, чем у болта с шестигранной головкой, что может лучше распределить давление на опорную поверхность и избежать деформации соединяемых деталей;
② При одинаковом коэффициенте трения противоотвинчивающий эффект фланцевого болта явно лучше, чем у болта с шестигранной головкой;
③ Чтобы избежать трения между концом втулки и соединяемой деталью, повреждающего поверхность соединяемой детали, фланцевый болт более экономичен, чем болт с шестигранной головкой в сборе с плоской шайбой.
Болты с шестигранной головкой предпочтительны, а болты с шестигранной головкой, болты с шестигранной головкой плюс пружинные шайбы, болты с шестигранной головкой плюс пружинные шайбы плюс плоские шайбы и болты с шестигранной головкой плюс плоские шайбы ограничены.
1,2 винта
Форма завинчивания винта - внутреннее завинчивание. Приводные формы включают внутренний шестигранник, поперечную канавку и внутренний шестигранник. Типы головок включают круглую головку, фланец с цилиндрической головкой, плоскую круглую головку, фланец с плоской круглой головкой, плоскую головку, фланец с плоской головкой, потайную головку и полупотайную головку.
Поскольку требования к эффективности сборки также постоянно улучшаются, предпочтение отдается винтам с шестигранной головкой Torx, оптимизируются стандартные конструкции, а использование винтов с внутренним шестигранником и винтов с крестообразным шлицем постепенно ограничивается.
1,3 ореха
Эффект использования шестигранной гайки с буртиком такой же, как у болта с буртиком с шестигранной головкой. Если позволяет конструкция, предпочтительнее использовать шестигранную гайку с буртиком. Для деталей с особыми требованиями к защите от ослабления следует рассматривать контргайки с эффективным крутящим моментом, такие как цельнометаллические стопорные гайки и стопорные гайки с неметаллическими вставками. Поскольку цельнометаллическая стопорная гайка блокируется деформацией резьбы, она не подходит для деталей, которые часто разбираются; Контргайка с неметаллической вставкой имеет хорошую возможность повторного использования, но в соответствии со стандартными требованиями к крепежным деталям, за исключением двигателя, температура ее применения составляет менее или равна 120 градусам. В частности, следует отметить, что контргайка с эффективным крутящим моментом должна преодолевать дополнительный крутящий момент, вызванный деформацией гайки или неметаллическими вставками во время установки, поэтому крутящий момент необходимо подтвердить. Усилие зажима может быть недостаточным при сборке в соответствии со значением крутящего момента обычной гайки, и существует риск использования.
резьба 1,4
Поскольку несущая способность и способность препятствовать ослаблению мелкой резьбы выше, чем у крупной резьбы, мелкая резьба должна быть выбрана как можно больше при выборе резьбовых крепежных изделий большего размера, а также может быть уменьшено разнообразие резьбовых крепежных изделий. Из таблицы 1 видно, что, как правило, ниже M12 имеются только крупные зубья, а выше M12 — мелкие. В резьбовых соединениях грузовых автомобилей крупные и мелкие зубья сосуществуют выше М12, и еще есть возможности для оптимизации.
1,5 шайба
Чтобы повысить эффективность сборки и снизить риск отсутствия или неправильной сборки, прокладки в принципе не должны существовать сами по себе. Ниже приведены рекомендации по использованию различных прокладок.
① Плоская шайба в основном используется для улучшения состояния контакта, увеличения площади подшипника и поддержания стабильности коэффициента трения опорной поверхности; ② Пружинная шайба использует эластичность для создания осевой предварительной нагрузки, что может уменьшить ослабление осевой силы. Однако, поскольку характеристики защиты от ослабления трудно контролировать, болт легко выдерживает внецентренную нагрузку и может быть поврежден; ③ Эластичная шайба в форме зуба имеет скрученные зубья и обладает высокой твердостью после термической обработки. Во время сборки зубья упруго деформируются и частично внедряются в опорную поверхность, создавая эффект блокировки. Зубчатую шайбу следует использовать с осторожностью на соединительной части.
обработка поверхности
К автомобильным крепежным изделиям относятся болты, гайки и шайбы, большинство из которых должны подвергаться обработке поверхности для защиты от коррозии, улучшения их внешнего вида или достижения определенных специальных функций, таких как винтовые и москитные крепления, которые контролируют момент блокировки. Например, см. Таблицу 2 для условий эксплуатации и требований к коррозионной стойкости бытового автомобильного крепежа.
2.1 электроцинкование
Наилучшие антикоррозионные характеристики имеют цинково-желтую пассивацию, за которой следуют цинково-зеленая пассивация, цинково-черная пассивация и цинково-белая пассивация. Коррозионная стойкость основного покрытия 8 мкм. Желтая пассивация время белой ржавчины 72 часа, время красной ржавчины 144 часа; Черно-белая пассивация время белой ржавчины 6 часов, время красной ржавчины 72 часа.
При практическом применении следует обратить внимание на следующие три аспекта. С постепенным ужесточением защиты окружающей среды использование пассивации трехвалентным хромом, цинково-алюминиевого покрытия и других более экологически чистых методов для автомобильных крепежных деталей является тенденцией в будущем; Автомобильные крепежные детали с максимальным пределом прочности на растяжение более 1000 МПа (эквивалент значения твердости 33,5 HRC и 332 HV) должны подвергаться обработке водородным приводом после нанесения покрытия перед пассивацией, чтобы снизить риск замедленного разрушения; Если хроматная пассивирующая пленка длительное время подвергается воздействию окружающей среды при температуре выше 70 градусов, ее коррозионная стойкость будет повреждена. Поэтому для участков с высокой температурой окружающей среды пассивирование цинком следует применять с осторожностью.
2.2 цинково-алюминиевое покрытие
Цинк-алюминиевое покрытие не имеет водородного охрупчивания и соответствует требованиям охраны окружающей среды. Время красной ржавчины в нейтральном солевом тумане может достигать 720 часов. Цвет покрытия черный и серый. Добавление смазки в жидкость для покрытия может изменить коэффициент трения. Предпочтительны болты класса прочности 10.9 и выше. Кроме того, при использовании следует также учитывать следующие аспекты. Прочность сцепления между цинковым алюминиевым покрытием и подложкой не такая высокая, как у цинкового покрытия, и во время использования порошок осыпается. Поэтому его нельзя использовать внутри деталей трансмиссии, а также не рекомендуется использовать болты, которые необходимо многократно разбирать. Кроме того, для крупногабаритных болтов и гаек на покрытии ствола легко образуются царапины и удары, что снижает коррозионную стойкость, что следует учитывать при выборе; Для крепежных изделий с требованиями по электропроводности и крепежных изделий с номинальным диаметром наружной резьбы менее М6 и внутренней резьбой менее М10 цинко-алюминиевое покрытие не должно использоваться для обеспечения завинчивания и нормальной сборки.
2.3 сплав цинка и никеля
По сравнению с цинкованием коррозионная стойкость сплава цинка и никеля была значительно улучшена, и такое же покрытие 8 мкм. После пассивации и герметизации поверхность может быть свободна от белой ржавчины в течение 240 часов и красной ржавчины в течение 1000 часов; Кроме того, он также отвечает требованиям устойчивости к высоким температурам. Поскольку цинко-никелевый сплав все еще имеет небольшую склонность к водородному охрупчиванию, для снижения риска качества автомобильных крепежных изделий с пределом прочности на растяжение более 1000 МПа перед использованием необходимо провести необходимую проверку.
2.4 меднение
Температура плавления меди составляет около 1083 градусов. В высокотемпературной среде, во избежание спекания резьбовых деталей, для обработки поверхности выбирают меднение, особенно для автомобильных крепежей вокруг выпускного коллектора двигателя.
Материалы и термообработка
Автомобильные высокопрочные болты обычно относятся к продуктам класса 8.8 или выше, которые не только должны иметь высокую прочность на растяжение и коэффициент текучести, но также обладают высокими ударными характеристиками при низких температурах. Одной из трудностей изготовления является также закалка и отпуск высокопрочных болтов. В качестве материалов выбраны стали Swrch35k, 10B21, 10b33, 35CrMo, 42CrMo или 20MnTiB, подробности см. в Таблице 3. Как известно, результаты механических испытаний высокопрочных крепежных изделий являются не только ключевыми показателями качества продукции, но и важными показателями, связанными с безопасностью. Основная проблема стали swrch35k и 10B21 – плохая прокаливаемость. Эффективный контроль процесса закалки и отпуска высокопрочных болтов играет жизненно важную роль в механических свойствах.
Чтобы улучшить качество термической обработки автомобильных высокопрочных болтов, сталь следует контролировать по следующим трем аспектам. ① Контроль содержания углерода в среднем и верхнем пределах может не только повысить прочность и ударную вязкость стали, но и уменьшить склонность к расслоению. ② Регулирование легирующего элемента до верхнего предела может повысить прокаливаемость и улучшить прочность и ударную вязкость стали. ③ Свести к минимуму содержание вредных остаточных элементов P и s для обеспечения чистоты стали. Марка автомобильного крепежа и материал.
Одной из трудностей контроля качества является то, что изменения внутренней структуры и свойств болтов во время закалки и отпуска не могут отслеживаться в режиме реального времени. Перед загрузкой внимательно проверьте маркировку на головке болта, чтобы убедиться, что информация о болтах, подлежащих обработке, точна, не потеряна и идентифицируема после термической обработки. Процесс закалки и нагрева должен строго контролироваться, углеродный потенциал должен быть точным, а время закалки каждой партии болтов должно регистрироваться. После выпуска закалочной среды необходимо проверить поверхностную твердость заготовки. стали 10Б21 и 20МнТиБ должны быть выше 43hrc; Сталь Сврч35к, 45 и 10б33 должна быть более 48hrc. Микроструктура после закалки представляет собой мелкоигольчатый мартенсит, который оценивают по JB/t{9}} мартенситному сорту среднеуглеродистой стали и конструкционной стали из среднеуглеродистого сплава. Мартенсит закалки марки 3-5 соответствует техническим требованиям; Равномерность закалочной твердости поверхности и сердцевины не должна превышать 3HRC.