欢迎您光临北京安凯易科技有限公司!
销售热线:17160116666
首页 >> 新闻中心 >>轴承知识

不锈钢紧固件咬死现象的工艺分析及改善措施

2021-04-07

钱学宁 鄢家洪 高大伟 牛俊杰

(豫西工业集团有限公司,河南江河机械有限责任公司)

在不锈钢紧固件产品装配过程中,其中一组不锈钢紧固件由于各类试验需要反复拆装,在这个过程中螺纹紧固件就会发生咬死现象,一但咬死,就造成后续试验工作无法继续严重影响试验进度和交货期,并且在后续使用过程中(需要拆装)仍存在咬死的风险。

针对这问题,在查阅相关资料,并同时做了大量的试验,认真分析了发生咬死的原因,结合不锈钢紧固件使用的环境条件,找到改善不锈钢紧固件咬死问题的措施。

原因分析

如图一所示,将发生咬死的螺纹紧固件切开后,螺纹牙型处有金属堆积粘和现象,从而造成装配咬死现象的发生。

通过查阅相关资料,因不锈钢本身的特性,决定了较其它普通紧固件更易发生咬死现象:

首先,不锈钢材料本身有防腐蚀性能,其表面在受损伤后会继而产生一层较薄的氧化层来防止进步锈蚀,当不锈钢紧固件被锁紧时,牙纹间所产生的压力与热量会破坏这一氧化层,使得金属螺纹问发生阻塞或剪切,进而发生黏着现象。随着反复的拆卸与装配,这一现象会持续发生,最终使不锈钢紧固件完全锁死,再也无法拆下,通常这一系列的阻塞→剪切→黏着→锁死的一连串动作就发生在短短几秒钟内。

其次,不锈钢延展性好.在使用时产生的钢屑易粘于螺帽牙型处,增加了摩擦力,随着克服摩擦力的拧紧力逐步增大,这种咬死现象进一步加剧,特别是同类不锈钢紧固件之间发生咬死的几率远高于其它咬死类型。

在生产过程中,依据图纸技术要求,该组不锈钢紧固件属于同牌号的材质。通过旋人试验发现,一旦旋人就会立即发生咬死现象,将螺母材质调换为304材质,保持定位螺栓材质不变,取该组螺纹紧固件做了第一轮试验,在螺纹紧固件均合格的情况下,使用合适的扭力扳手旋人,发现第一次旋人后,螺纹牙型部分已出现金属堆积,且外径逐步增大,经螺纹样柱及样圈检验后螺纹副不合格经过两次旋人旋出后已发生咬死现象。

在进行第二轮试验时,在螺纹牙型处涂抹某种润滑剂,同样的试验条件下进行旋入试验,反复四次旋人旋出后,螺纹没有发生咬死现象但是螺纹却有少许金属堆积。通过试验,进一步验证了不锈钢螺纹紧固件易发生咬死的现象,但同时也找到了改善咬死现象措施之一。

解决办法

结合试验结果,提出预防不锈钢螺纹咬死的方法:

1)润滑处理。使用前适当添加润滑剂(如40#机油、黄油、石墨等)来润滑内外牙纹,可减少摩擦,能有效改善咬死现象,由于生产的该型号产品有环境温度的要求,通过相关试验,选出了合适的润滑剂,满足(-60~+70)C的温度条件要求。

2)控制旋人速度。用力过大或上锁速度太快,温度会急速上升而咬死,尽可能选用扭力扳手或套简扳手,避免使用活动扳手或电动扳手,通过试验确定该组螺纹紧固件扭矩为17N.m较为合适。

3)不同牌号的材质使用。通过试验,相同牌号的不锈钢材质一旦旋人即可咬死,故应尽量使用不同类型的不锈钢材质,如奥氏体不锈钢螺栓配马氏体不锈钢螺母等交错搭配类型。

4)螺纹表面质量。螺纹牙型间必须保持洁净,牙纹粗糙或粘有异物(如有焊点及其它金属屑夹杂在牙纹间)会增加摩擦,亦会导致锁死。

5)螺纹加工方法。定位螺栓为我公司自行制造,在加工过程中,通过采用锋利的刀刃,及时更换刀头,使用合适的冷却液,采用交叉式车削螺纹,从而保证定位螺栓螺纹的质量,降低咬死的几率。

结论

相同材料的使用、螺纹表面粗糙有杂物等均会增加咬死现象的发生,故采用以下措施来减少咬死的发生:

1)对螺纹精度表面质量严格检查,在每次装配前均检查螺纹表面,不能有杂物;

2)选择合适的润滑剂对螺纹牙型部分进行涂抹;

3)采用扭力扳手,设定合适的扭力,控制旋人旋出速度以及拧紧力;

4)改变螺纹件材质,尽量不使用同一系列材质的螺纹紧固件。具体采用哪种措施预防咬死现象的发生,还需要根据具体的情况进行选择。

来源:《机械工程师》 2015年第7期