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防水螺母柱的氢脆问题

发布时间:2019-12-30 点击次数:357

1、防水螺母柱氢脆产生的原因及危害
防水螺母柱在制造的过程(如:调质(淬火+高温回火)、氰化、渗炭、化学清洗、磷化、钝化、电镀、滚压碾制和机加工(不适当的润滑而烧焦)等工序)和服役环境中,由于阴极保护的反作用或腐蚀的反作用,氢原子有可能进入钢或其他金属的基体,并滞留在基体内,在低于屈服强度(合金的公称强度)的应力状态下,它将可能导致延伸性或承载能力的降低或丧失、裂纹(通常是亚微观的),直致在服役过程或储存过程中发生突然断裂,造成严重的脆性失效。导致防水螺母柱氢脆的原因很多,螺纹紧固件,尤其是高强度紧固件经冷拔、冷成形、碾制螺纹、机加工、磨削后,再进行淬硬热处理、钝化处理,极易受氢脆的破坏。电镀处理工序虽然不常用于不锈钢防水螺母柱,但是是其它电镀紧固件氢脆关键的因素之一。 
防水螺母柱由于氢脆产生的脆性断裂,一般发生的很突然,是无法预料的,故这种失效的形式造成的后果是很严重的。尤其是在有安全性能要求时,减少氢脆的产生是很有必要的,因此,去除氢脆是一项很重要的工作工作。

2、防水螺母柱易产生氢脆失效危险的情况及特征:
A、高抗拉强度或硬化或表面淬硬;
B、吸附氢原子;
C、在拉伸应力状态下。
随着零件硬度的提高、含碳量的增加、冷作硬化程度的强化,在酸洗和电镀过程中。氢的溶解度和因此产生吸收氢的总量也将增加,也就是说零件的氢脆敏感性就越强。直径较小的零件比直径较大的零件氢脆敏感性就强。
3、减少电镀紧固件氢脆的措施
A、加工硬度大于或等于320HV的电镀紧固件,在清洗过程前,应增加应力释放过程;在清洗过程中,应使用防腐蚀酸、碱性或机械方法进行。浸入到防腐酸的时间尽可能的设计为最小持续时间。
B、硬度超过320HV的紧固件在进行冷拔、冷成形、机械加工、磨削后进行热处理工序时,则应符合ISO9587D的规定;
C、应尽可能避免有意引入残余应力办法。如:螺栓、螺钉在热处理后碾制螺纹;
D、经热处理或冷作硬化的硬度超过385HV或性能等级12.9级及其以上的紧固件不适宜采用酸洗处理,应使用无酸的特殊方法,如:碱性清洗、喷砂等方法。
E、热处理或冷作硬化的硬度超过365HV的紧固件,应采用大阴极功率电镀溶液电镀工艺。
F、钢制紧固件为了进行电镀,表面应经特殊处理,即经最小浸入时间清洗后再进行电镀。
G、选择合适的镀层厚度,因为,镀层厚度的增加,增加了氢释放的难度;
H、以下紧固件产品电镀后必须进行去处氢脆处理:
1、 性能等级大于或等于10.9级的螺栓、螺钉和螺柱;
2、 硬度大于或等于372HV的弹性垫圈或弹性垫圈组合件;
3、 性能等级大于或等于12级的螺母;
4、 自攻螺钉、自攻自钻螺钉、自攻锁紧螺钉等表面淬硬类紧固件;
5、 抗拉强度大于或等于1000Mpa或硬度大于或等于365HV金属弹性夹等紧固件。

4、防水螺母柱去除氢脆的措施
防水螺母柱去除氢脆的措施实际上就是烘干过程,可以说是为了使氢脆减少到最小,在给定的温度下和规定的时间内,将加热的过程。根据零件的产品品种、几何形状、材料、性能等级或硬度、清洗工艺、镀层种类及电镀工艺的不同,制定的烘干工艺也不同。不锈钢防水螺母柱去除氢脆时应注意以下几点:
A、不应采用超过零件回火的温度进行烘干;
B、铬酸盐钝化处理前立即进行;
C、烘干温度在200℃---230℃是合理的,一般采用较低的烘干温度和较长的烘干时间;
D、烘干持续时间在2h—24h内选取,一般8h.是烘干持续时间的典型示例。

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