Според статистиката има около 240 често използвани стандарта за продукти със стандартни автомобилни части, които са пуснати и внедрени, обхващащи елементи за уплътняване на лумена, крепежни елементи за свързване на тръбопроводи, шайби, винтове, гайки, болтове и др., от които 115 стандарта са свързани към метални крепежни елементи, което представлява около 48 процента. С непрекъснатото развитие на автомобилната индустрия, за да се ограничи нарастването на производствените и управленските разходи, причинени от нарастващия брой метални крепежни елементи (наричани по-нататък автомобилни крепежни елементи), различни производители на автомобили сравняват и оптимизират крепежни елементи от четири аспекта: структурни елементи, материали, топлинна обработка и повърхностна обработка. Този документ обсъжда това.
1.1 болтове
За монтажа на шестоъгълния болт плюс пружинната шайба, когато предварителното натоварване на болта е ниско, ефектът против разхлабване е по-добър. Въпреки това, тъй като пружинната шайба не се използва за важни части, болтовете с пружинни шайби се затягат главно с пневматични ключове с точност от около ± 40 процента в производството. Монтажният въртящ момент и дисперсията на аксиалната сила са големи. Пружинната шайба често е в сплескано състояние и дори има риск от разширяване на пръстена. Действителната производителност против разхлабване на болта плюс пружинната шайба е неконтролируема, не може да отговори на изискванията за дизайн на продукта. За болтовете с шестоъгълни фланци има следните предимства.
① При същата спецификация на резбата опорната площ на болта с шестоъгълен фланец е по-голяма от тази на болта с шестоъгълна глава, което може по-добре да разпръсне натиска върху опорната повърхност и да избегне деформация на свързаните части;
② При същия коефициент на триене ефектът против разхлабване на фланцовия болт е очевидно по-добър от този на шестоъгълния болт;
③ За да се избегне триенето между края на втулката и свързаната част, което да повреди повърхността на свързаната част, болтът с фланец е по-икономичен от монтажа на шестоъгълния болт с плоска шайба.
Болтовете с шестостенни фланци са за предпочитане, а болтовете с шестостенна глава, болтовете с шестостенна глава плюс пружинни шайби, болтовете с шестостенна глава плюс пружинни шайби плюс плоски шайби и болтовете с шестостенна глава плюс плоски шайби са ограничени.
1.2 винтове
Формата на завинтване на винта е вътрешно завинтване. Задвижващите форми включват вътрешен шестоъгълник, напречен жлеб и вътрешен шестоъгълник. Типовете глави включват кръгла глава, фланец с цилиндрична глава, плоска кръгла глава, фланец с плоска кръгла глава, плоска глава, фланец с цилиндрична глава, вдлъбната глава и полувдлъбната глава.
Тъй като изискванията за ефективност на сглобяването също непрекъснато се подобряват, се предпочитат винтовете с шестоъгълна глава Torx, стандартните структури са оптимизирани и употребата на винтове с вътрешен шестостен и винтове с кръстосана вдлъбнатина постепенно се ограничава.
1,3 ядки
Ефектът от употребата на шестоъгълната фланцева гайка е същият като този на шестоъгълния фланец. Ако конструкцията позволява, за предпочитане е шестоъгълната гайка с фланец. За части със специални изисквания против разхлабване трябва да се имат предвид ефективни контрагайки с въртящ момент, като всички метални контрагайки и контрагайки с неметална вложка. Тъй като изцяло металната контрагайка е заключена от деформация на резбата, тя не е подходяща за частите, които често се разглобяват; Неметалната контрагайка на вложката има добра възможност за повторна употреба, но според стандартните изисквания за крепежни елементи, с изключение на двигателя, температурата на приложение е по-малка или равна на 120 градуса. По-специално, трябва да се отбележи, че контрагайката с ефективен въртящ момент трябва да преодолее допълнителния въртящ момент, причинен от деформация на гайката или неметални вложки по време на монтажа, така че въртящият момент трябва да бъде потвърден. Силата на затягане може да не е достатъчна, когато се сглоби според стойността на въртящия момент на обикновената гайка и има риск от употреба.
1.4 резба
Тъй като носещият капацитет и капацитетът против разхлабване на фината резба са по-високи от тези на грубата резба, фината резба трябва да бъде избрана колкото е възможно повече при избора на по-големи резбови крепежни елементи, а разнообразието от резбови крепежни елементи също може да бъде намалено. Може да се види от таблица 1, че обикновено има само груби зъби под M12 и фини зъби над M12. В крепежните елементи с резба на търговски превозни средства грубите и фините зъби съществуват едновременно над M12 и все още има място за оптимизация.
1.5 шайба
За да се подобри ефективността на сглобяването и да се намали рискът от липсващ или неправилен монтаж, принципно не се допуска уплътненията да съществуват сами. Предложенията за използване на различни уплътнения са както следва.
① Плоската шайба се използва главно за подобряване на контактното състояние, увеличаване на площта на лагера и поддържане на стабилността на коефициента на триене на опорната повърхност; ② Пружинната шайба използва еластичност, за да генерира аксиално предварително натоварване, което може да облекчи затихването на аксиалната сила. Въпреки това, тъй като ефективността срещу разхлабване е трудно да се контролира ефективно, болтът лесно понася ексцентрично натоварване и има риск от повреда; ③ Еластичната шайба с форма на зъби има усукани зъби и има висока твърдост след термична обработка. По време на монтажа зъбите ще бъдат еластично деформирани и частично вградени в опорната повърхност, за да образуват заключващ ефект. Шайбата във формата на зъб трябва да се използва с повишено внимание при свързващата част.
повърхностна обработка
Автомобилните крепежни елементи включват болтове, гайки и шайби, повечето от които трябва да бъдат подложени на повърхностна обработка, за да ги предпазят от корозия, да подобрят външния им вид или да постигнат определени специални функции, като винтови и москитни крепежни елементи, които контролират въртящия момент на заключване. Например, вижте таблица 2 за изискванията за работна среда и устойчивост на корозия на закопчалка за битови автомобили.
2.1 електро поцинковане
Най-доброто антикорозионно представяне е цинково-жълтата пасивация, следвана от цинково-зелената пасивация, цинково-черната пасивация и цинково-синьо-бялата пасивация. Устойчивостта на корозия на общото покритие е 8 μm. Жълто пасивиране на бяла ръжда време 72 часа, червено време на ръжда 144 часа; Черно-бяла пасивация бяла ръжда време 6h, червена ръжда време 72h.
При практическото приложение трябва да се обърне внимание на следните три аспекта. С постепенното затягане на защитата на околната среда, използването на пасивиране с тривалентен хром, цинково-алуминиево покритие и други по-екологични методи за автомобилни крепежни елементи е тенденцията в бъдещето; Автомобилните крепежни елементи с максимална якост на опън над 1000 MPa (еквивалентна на стойност на твърдост от 33,5 HRC и 332 HV) трябва да бъдат подложени на обработка с водородно задвижване след покритие преди пасивиране, за да се намали рискът от забавено счупване; Ако хроматният пасивиращ филм е изложен на околната среда над 70 градуса за дълго време, неговата устойчивост на корозия ще бъде повредена. Следователно, за зони с висока температура на околната среда, цинковата пасивация трябва да се използва с повишено внимание.
2.2 цинково алуминиево покритие
Цинково-алуминиевото покритие няма водородна крехкост и отговаря на изискванията за опазване на околната среда. Времето за червена ръжда при тест за неутрален солен спрей може да достигне 720 часа. Цветовете на покритието са черно и сиво. Добавянето на лубрикант към покриващата течност може да промени коефициента на триене. Предпочитат се болтове от клас 10.9 и по-високи. В допълнение, следните аспекти също трябва да се имат предвид при употреба. Силата на адхезия между цинковото алуминиево покритие и субстрата не е толкова силна, колкото тази на цинковото покритие и по време на употреба има падане на прах. Следователно не може да се използва вътре в частите на трансмисията и не се препоръчва използването на болтове, които трябва да се разглобяват многократно. В допълнение, за големи болтове и гайки, покритието на цевта е лесно за получаване на драскотини и неравности, намалявайки устойчивостта на корозия, което трябва да се има предвид при избора; За крепежни елементи с изисквания за проводимост и крепежни елементи с номинален диаметър на външната резба, по-малък от M6 и вътрешна резба, по-малък от M10, не трябва да се използва цинково-алуминиево покритие, за да се осигури завинтване и нормално сглобяване.
2.3 цинк-никелова сплав
В сравнение с цинковото покритие, устойчивостта на корозия на цинково-никелова сплав е значително подобрена и същото покритие 8 μ След пасивиране и запечатване, повърхността може да бъде без бяла ръжда за 240 часа и червена ръжда за 1000 часа; В допълнение, той също отговаря на изискванията за устойчивост на висока температура. Тъй като цинково-никелова сплав все още има лека тенденция към водородна крехкост, за да се намали рискът за качеството на автомобилни крепежни елементи с якост на опън над 1000 MPa, трябва да се извърши необходимата проверка преди употреба.
2.4 медно покритие
Точката на топене на медта е около 1083 градуса. В среда с висока температура, за да се избегне синтероването на резбови части, медното покритие е избрано за повърхностна обработка, особено за автомобилни крепежни елементи около изпускателния колектор на двигателя.
Материали и термична обработка
Автомобилните болтове с висока якост обикновено се отнасят за продукти от клас 8.8 или по-висок, от които не само се изисква да имат висока якост на опън и коефициент на провлачване, но също така имат висока производителност при удар при ниска температура. Една от трудностите при производството е и обработката за закаляване и темпериране на високоякостни болтове. Като материали са избрани стомана Swrch35k, 10B21, 10b33, 35CrMo, 42CrMo или 20MnTiB, вижте таблица 3 за подробности. Както всички знаем, резултатите от тестовете за механични характеристики на високоякостни крепежни елементи са не само ключови показатели за качество на продукта, но и важни показатели, свързани с безопасността. Основният проблем на стоманата swrch35k и 10B21 е лошата закаляемост. Ефективният контрол на процеса на закаляване и темпериране на високоякостни болтове играе жизненоважна роля за механичните свойства.
За да се подобри качеството на топлинна обработка на автомобилни болтове с висока якост, стоманата трябва да се контролира от следните три аспекта. ① Контролирането на съдържанието на въглерод в средните и горните граници може не само да подобри здравината и издръжливостта на стоманата, но и да намали тенденцията на сегрегация. ② Контролирането на легиращия елемент до горната граница може да увеличи закаляването и да подобри здравината и издръжливостта на стоманата. ③ Минимизирайте съдържанието на вредни остатъчни елементи P и s, за да гарантирате чистотата на стоманата. Клас и материал за закрепване на автомобили.
Една от трудностите при контрола на качеството е, че промените във вътрешната структура и свойствата на болтовете по време на закаляване и отвръщане не могат да бъдат наблюдавани в реално време. Преди зареждане внимателно проверете маркировката върху главата на болта, за да се уверите, че информацията за болтовете, които ще се обработват, е точна, не е загубена и може да бъде разпозната след топлинна обработка. Процесът на охлаждане и нагряване трябва да бъде строго контролиран, въглеродният потенциал трябва да бъде точен и времето за охлаждане на всяка партида болтове трябва да бъде записано. След като охлаждащата среда се изпразни, трябва да се тества повърхностната твърдост на детайла. Стоманата 10B21 и 20MnTiB трябва да бъде по-голяма от 43hrc; Стоманата Swrch35k, 45 и 10b33 трябва да бъде повече от 48hrc. Микроструктурата след охлаждане е фин игловиден мартензит, който се оценява според степента на мартензит JB / t9211-2008 на средно въглеродна стомана и средно въглеродна легирана структурна стомана. Закалителният мартензит е клас 3-5, отговарящ на техническите изисквания; Еднаквостта на твърдостта на закаляване на повърхността и сърцевината не трябва да бъде по-голяма от 3HRC.