Pengikatadalah komponen yang paling biasa dalam peralatan mekanikal yang digunakan untuk menyambung sambungan, yang semuanya digunakan dalam persekitaran tertentu. Interaksi jangka-panjang antara pengikat dan persekitaran akan sentiasa mengubah keadaan dan prestasinya, iaitu, kakisan berlaku, yang merupakan salah satu bentuk utama kegagalan pengikat. Kakisan ringan pada pengikat akan menjejaskan kebolehcabut dan kebolehgunaan semula benang, manakala kakisan yang teruk akan merosakkan kekuatan sambungan antara komponen, malah membawa kepada kegagalan mendadak bahan kerja dan kemalangan yang membawa bencana. Oleh itu, anti-pengakisan pengikat sentiasa menjadi topik yang sangat membimbangkan.
Teknologi Antikarat- Biasa untuk Pengikat
Rawatan anti-pengikat pengikat biasanya membentuk salutan atau-lapisan anti kakisan pada permukaan bahan kerja melalui kaedah tertentu untuk mengelakkan persekitaran luaran daripada menjejaskan pengikat itu sendiri dan mencapai kesan rintangan kakisan. Terdapat empat teknologi anti-karat biasa utama untuk pengikat: teknologi rawatan filem, teknologi penyaduran logam, teknologi salutan dan menukar struktur dalaman logam (seperti keluli tahan karat).
1. Teknologi Rawatan Filem
Teknologi rawatan filem terutamanya merujuk kepada proses menghasilkan filem penukaran kimia (elektrokimia) yang stabil pada permukaan logam dengan menggunakan kaedah kimia atau elektrokimia. Sebagai contoh, dalam kenderaan rel bandar, rawatan menghitam/membiru dan rawatan fosfat digunakan secara meluas untuk rawatan filem pengikat.
1.1 Menghitam dan Membiru
Proses meletakkan bahagian keluli dalam larutan alkali pekat yang mengandungi oksidan dan merawatnya pada kira-kira 140 darjah untuk tempoh masa tertentu untuk membentuk filem oksida kimia (terutamanya terdiri daripada Fe₃O₄) pada permukaan bahagian keluli dipanggil rawatan menghitam/membiru.
Ciri teknikal rawatan menghitam/membiru:
1) Ketebalan filem ialah 0.5-1.5 μm.
2) Masa ujian semburan garam neutral (NSS) biasanya hanya 2 ~ 5 Jam, pada masa itu filem oksida telah pecah, malah banyak karat akan muncul.
3) Kepekaan embrittlement hidrogen yang rendah, boleh digunakan untukbolt-kekuatan tinggi.
4) Sebagai pengikat, ketekalan tork-pramuatnya adalah lemah.
5) Warna terang dan kesan hiasan yang baik.
6) Kos rendah.
1.2 Rawatan Fosfat
Proses merendam bahagian keluli dalam larutan yang mengandungi mangan, asid fosfat, fosfat dan reagen lain untuk membentuk filem-penukaran fosfat tidak larut air pada permukaan logam dipanggil rawatan fosfat. Ciri-ciri teknikal rawatan fosfat adalah seperti berikut:
1) Filem ini digabungkan dengan kuat dengan substrat (ketebalan 1 ~ 50 μm).
2) Masa ujian semburan garam neutral (NSS) boleh mencapai 10 ~ 20 Jam, dan ada yang boleh mencapai 72 Jam.
3) Kekuatan mekanikal yang lemah dan tekstur rapuh.
4) Sebagai pengikat, ketekalan tork-pramuatnya adalah baik.
5) Warnanya gelap seperti kelabu muda, dan kesan hiasannya kurang baik.
6) Kepekaan peretasan hidrogen yang rendah, boleh digunakan untuk bolt{1}}kekuatan tinggi.
7) Kos rendah.
2. Teknologi Penyaduran Logam
Teknologi penyaduran logam adalah proses rawatan permukaan yang terutamanya membentuk lapisan logam nipis pada permukaan bahan logam dengan menggunakan teknologi penyaduran untuk memberikan bahan logam dengan sifat hiasan atau pelindung. Dalam kenderaan rel bandar, teknologi penyaduran logam untuk pengikat adalah terutamanya menggembleng, serta penyaduran logam khas lain (penyaduran kromium, penyaduran nikel, penyaduran kadmium, penyaduran perak, dll.).
2.1 Menggalvani
Zink dan besi boleh bercampur, dan potensi elektrod piawainya ialah -0.76 V. Untuk substrat keluli, salutan zink ialah salutan anodik, yang boleh melindungi substrat keluli dengan lebih baik. Oleh itu, teknologi galvanizing sangat banyak digunakan dalam pengikat. Terdapat tiga kaedah galvanizing biasa: galvanizing hot-dip, electrogalvanizing dan galvanizing mekanikal.
2.1.1 Panas-Galvanizing
Galvanizing-panas merujuk kepada proses merendam bahagian keluli dalam zink cecair cair, menyebabkan satu siri tindak balas fizikal dan kimia pada permukaan bahan kerja membentuk salutan zink logam. Ketebalan salutan panas-dip galvanizing agak tebal (sehingga 30~60 μm), dan rintangan kakisannya sangat baik. Ia digunakan secara meluas dalam bahagian keluli yang digunakan di luar rumah untuk masa yang lama (seperti menara TV, pagar lebuh raya, dll.). Untuk pengikat, galvani-panas celup biasanya digunakan pada bolt M6 dan ke atas, tetapi ia tidak boleh digunakan untuk-pengikat berkekuatan tinggi. Sebab utama ialah suhu pengendalian proses galvani celup-panas adalah agak tinggi (400 darjah ~500 darjah ), yang mudah menyebabkan kelembutan temper pada pengikat-kekuatan tinggi dan mengurangkan kekuatannya.
2.1.2 Elektrogalvanisasi
Electrogalvanizing ialah penggunaan prinsip elektrolisis untuk membentuk salutan zink yang seragam, padat dan{0}}terikat dengan baik pada permukaan bahagian keluli. Ketebalan lapisan zink elektrogalvani agak nipis (5~30 μm), dan rintangan kakisannya adalah yang paling teruk antara rawatan anti-mengalvani. Walau bagaimanapun, prosesnya mudah, kosnya rendah, dan ia mempunyai sedikit kesan pada penglibatan benang, jadi ia digunakan secara meluas dalam pengikat. Oleh kerana elektrogalvani mempunyai kepekaan peretasan hidrogen yang tinggi dan sukar untuk mengeluarkan hidrogen sepenuhnya (lapisan elektrogalvani akan mengelupas atau gugur apabila suhu melebihi 100 darjah ), elektrogalvani tidak boleh digunakan untuk-pengikat kekuatan tinggi.
2.1.3 Galvanizing Mekanikal
Galvanizing mekanikal merujuk kepada proses rawatan permukaan di mana bahagian keluli membentuk salutan zink dengan memberi kesan pada permukaan bahagian keluli dengan media hentaman di bawah tindakan bahan kimia seperti serbuk zink, dispersant dan pemecut. Ketebalan lapisan tergalvani mekanikal biasanya 5 ~ 50 μm. Permukaan salutan adalah padat dan seragam, dengan kesan hiasan yang baik dan rintangan kakisan yang sangat baik; lebih-lebih lagi, ia tidak mempunyai kekurangan seperti-pembajaan suhu tinggi dan kemerosotan hidrogen yang wujud dalam-pegalvani celup dan elektrogalvani panas, jadi ia merupakan proses rawatan permukaan yang sesuai terutamanya untuk anti-pengakisan.
2.2 Penyaduran Logam Lain
2.2.1 Penyaduran Kromium
Sebagai salutan logam, kromium mempunyai ciri-ciri lekatan yang kuat, rintangan haus yang baik, kesan hiasan yang sangat baik, dan rintangan haba yang tinggi (boleh digunakan biasanya di bawah 500 darjah). Oleh itu, adalah sangat ideal untuk menggunakan salutan kromium sebagai salutan logam pengikat.
Kelemahan utama penyaduran kromium adalah seperti berikut:
1) Prosesnya adalah kompleks, dan nikel atau tembaga mesti disadur terlebih dahulu sebelum penyaduran kromium.
2) Harga tinggi.
3) Salutan kromium adalah keras dan rapuh, dan mudah jatuh.
2.2.2 Penyaduran Nikel
Sebagai salutan logam, nikel mempunyai kekonduksian elektrik yang baik, kekerasan yang tinggi, kesan hiasan yang baik dan rintangan haba (boleh digunakan biasanya di bawah 600 darjah ), jadi ia juga sesuai untuk menggunakan penyaduran nikel untuk pengikat.
Kelemahan utama penyaduran nikel adalah seperti berikut:
1) Prosesnya adalah kompleks, dan kuprum mesti disadur terlebih dahulu sebelum penyaduran nikel ("sebelum penyaduran kromium" asal adalah salah taip).
2) Salutan nikel berliang, dan kakisan matriks akan dipercepatkan apabila salutan nipis.
3) Harga tinggi.
2.2.3 Penyaduran Kadmium
Sebagai salutan logam, kadmium adalah salutan anodik, yang mempunyai ciri-ciri rintangan kakisan asid hidroklorik yang kuat, embrittlement hidrogen yang rendah dan kesan hiasan yang baik. Ia amat sesuai untuk pengikat yang digunakan dalam persekitaran marin (seperti pengikat pesawat marin dan platform penggerudian minyak).
Kelemahan utama penyaduran kadmium adalah seperti berikut:
① Pencemaran alam sekitar yang tinggi. Gas yang dihasilkan apabila kadmium cair dan garam kadmium larut adalah toksik.
② Harga tinggi.
2.2.4 Saduran Perak
Sebagai salutan logam, perak mempunyai kekonduksian elektrik yang sangat baik, prestasi reflektif yang sangat baik, pelinciran yang baik dan rintangan haba yang sangat baik (boleh digunakan biasanya di bawah 870 darjah). Oleh itu, penyaduran perak digunakan secara meluas dalam bidang seperti elektronik dan kejuruteraan elektrik,-komponen frekuensi tinggi (seperti bolt konduktif penjana, terminal alur keluar bateri kenderaan).
Kelemahan utama penyaduran perak adalah seperti berikut:
① Prosesnya kompleks, dan tembaga mesti disadur terlebih dahulu sebelum penyaduran perak.
② Harganya sangat mahal.
2.2.5 Zink-Penyaduran Nikel
Salutan komposit nikel-zink ialah jenis salutan logam aloi baharu yang dibangunkan berdasarkan teknologi rawatan permukaan penyaduran zink, yang mempunyai banyak kelebihan:
1) Masa ujian semburan garam neutral (NSS) boleh mencapai 500 ~ 1500 Jam.
2) Potensi elektrod salutan adalah antara Fe dan Zn, yang lebih sesuai untuk pemasangan dengan bahagian aluminium.
3) Kekerasan salutan tinggi dan kesan hiasan yang baik.
4) Hampir tiada kerosakan hidrogen, boleh digunakan untukpengikat{0}}kekuatan tinggi.
5) Rintangan haba yang baik (boleh digunakan biasanya di bawah 800 darjah; "8009C" asal adalah kesilapan menaip).
Kelemahan utama salutan zink-nikel ialah harganya yang tinggi (kira-kira 6 kali ganda daripada galvanizing biasa), tetapi prestasi komprehensifnya yang cemerlang telah semakin diiktiraf secara meluas.
3. Teknologi Salutan
Teknologi salutan ialah teknologi rawatan permukaan yang menggunakan salutan khusus pada permukaan objek melalui peralatan dan kaedah tertentu untuk membentuk filem padat, berterusan dan seragam di permukaan, dan kemudian mengeringkan dan menyembuhkannya dengan kaedah semula jadi atau buatan untuk membentuk salutan pelindung atau hiasan.
Dalam pengikat, teknologi salutan yang paling banyak digunakan ialah zink-teknologi salutan kromium, iaitu salutan yang terbentuk pada permukaan bahagian keluli dengan menggunakan salutan zink-kromium pada bahagian keluli dan membakar melalui salutan kitaran litar-tertutup penuh, juga dikenali sebagai rawatan Dacromet. Ia mempunyai ciri-ciri cemerlang berikut:
1) Masa ujian semburan garam neutral (NSS) boleh mencapai 500 ~ 1000 Jam.
2) Kebolehtelapan yang baik.
3) Tiada sensitiviti kerosakan hidrogen.
4) Pencemaran alam sekitar yang rendah.
5) Sebagai pengikat, ketekalan tork-pramuatnya sangat baik.
6) Harga sederhana (kira-kira 2 kali ganda daripada galvanizing biasa).
Kelemahan utama rawatan Dacromet adalah seperti berikut:
1) Rintangan haus yang lemah (kekerasan hanya 1 H).
2) Warna tunggal (hanya perak putih dan kelabu perak), kesan hiasan yang lemah.
3) Kekonduksian elektrik yang lemah, tidak sesuai untuk bahagian yang mempunyai sambungan konduktif.
4. Menukar Struktur Mikro Keluli
4.1 Perubahan Komposisi (seperti Keluli Tahan Karat)
Keluli tahan karat ialah singkatan keluli tahan karat-asid, yang mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik dan kesan hiasan yang baik, dan digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang. Pada masa ini, secara amnya dipercayai bahawa mekanisme rintangan kakisan keluli tahan karat adalah seperti berikut:
1) Apabila kandungan Cr melebihi 13%, potensi elektrod keluli akan meningkat daripada potensi negatif kepada potensi positif, menjadikan matriks keluli itu sendiri "inert";
2) Cr akan membentuk filem pasif kaya Cr-pada permukaan keluli untuk terus melindungi matriks;
3) Keluli tahan karat boleh dibahagikan kepada keluli martensit, keluli ferit, keluli austenit,-keluli tahan karat ferit austenit, dsb. mengikut struktur mikro. Antaranya, keluli tahan karat austenit mempunyai rintangan kakisan terbaik, seperti keluli tahan karat siri A2 dan A4.
Keluli tahan karat terutamanya mempunyai kekurangan berikut:
① Kekuatan hasil yang rendah (biasanya tidak melebihi 300 MPa), tidak sesuai untuk sambungan bahagian struktur utama;
② Terdedah kepada penyitaan benang: apabila bolt keluli tahan karat diketatkan, permukaan benang mudah rosak, dan pada masa ini, lapisan oksida akan terhasil secara spontan, yang akan memburukkan lagi lekatan dan penguncian bolt;
③ Terdedah kepada kakisan antara butiran: pada suhu tertentu, C dan Cr dalam keluli tahan karat akan membentuk sebatian, terutamanya berhampiran sempadan butiran, yang akan membawa kepada kemunculan "kawasan Cr-habis" di sempadan butiran dan menyebabkan kakisan antara butiran;
④ Rintangan kakisan yang lemah kepada medium Cl⁻ (kecuali keluli tahan karat A4);
⑤ Harga tinggi (kira-kira 4 kali ganda daripada rawatan Dacromet).
4.2 Perubahan Keadaan Rawatan Haba
Bahan keluli terutamanya struktur berbilang fasa (kekotoran, karbida, sebatian antara logam dan fasa kedua lain biasanya wujud sebagai katod dalam keluli, manakala matriks Fe bertindak sebagai anod). Terdapat perbezaan potensi antara setiap fasa dalam struktur berbilang fasa, membentuk mikrosel kakisan. Fasa kedua mungkin sama ada fasa pempasifan anodik atau fasa pembubaran katodik, kedua-duanya akan menjejaskan rintangan kakisan matriks.
Mengambil keluli tahan karat sebagai contoh, proses kimpalan dan rawatan habanya memerlukan lebih berhati-hati. Selepas-rawatan larutan suhu tinggi, jika keluli tahan karat dipanaskan antara 400 darjah dan 850 darjah , sejumlah besar karbida Cr₂₃C₆ dan Cr₇C₃ akan memendakan di sepanjang sempadan butiran, membentuk kawasan habis Cr-berhampiran sempadan butiran. Karbida bertindak sebagai katod sel kakisan, dan kawasan habis Cr-bertindak sebagai anod sel kakisan, dengan itu menyebabkan kakisan antara butiran dan membawa kepada penurunan ketara dalam rintangan kakisan keluli tahan karat.
