Identifikacija vijaka od nehrđajućeg čelika, pocinčanih i poniklanih i postupak toplinske obrade vijaka

Standardni pričvršćivači široko su korišteni opće mehaničke komponente, uključujućivijci, vijci, vijci, matice, podloške, klinovi, zakovice, osigurači, ključevi, ekspanzijski vijci, oprema za opremanje, pričvršćivači posebnog oblika i druge kategorije. Opsežno se primjenjuju u proizvodnji opreme, čeličnih konstrukcija, inženjerskih strojeva, brodogradnji, zrakoplovstvu i građevinarstvu za spajanje i pričvršćivanje mehaničkih dijelova. Ovi pričvršćivači mogu postići trajno pričvršćivanje ili se mogu rastaviti i ponovno sastaviti kako bi se olakšalo održavanje opreme i zamjena komponenti, služeći kao nezamjenjive osnovne komponente u industrijskoj proizvodnji.

1. Proces toplinske obrade vijka

Toplinska obrada vijaka također je poznata kao obrada kaljenja. Obični vijci od željeza i ugljičnog čelika imaju nisku tvrdoću i zahtijevaju toplinsku obradu kako bi se poboljšala čvrstoća i žilavost. Nasuprot tome, vijci od nehrđajućeg čelika posjeduju izvrsna sveobuhvatna mehanička svojstva i općenito ne zahtijevaju kaljenje. U skladu s karakteristikama materijala i scenarijima primjene, različiti postupci kaljenja i popuštanja se usvajaju kako bi se zadovoljili zahtjevi čvrstoće vijaka, plastičnosti, žilavosti i otpornosti na trošenje.

1.1 Principi toplinske obrade različitih čelika

Strukturni kaljeni i kaljeni čelik usvaja kaljenje nakon čega slijedi kaljenje na visokoj temperaturi (500~650 stupnjeva). Opružni čelik usvaja kaljenje nakon čega slijedi kaljenje na srednjoj temperaturi (420~520 stupnjeva). Karburizirani legirani čelik usvaja karburizaciju i kaljenje nakon čega slijedi kaljenje na niskim temperaturama (150~250 stupnjeva). Nakon što se niskougljični čelik i legirani ugljični čelik kale kako bi se formirao martenzit, čvrstoća se smanjuje dok se plastičnost i žilavost povećavaju s porastom temperature kaljenja. Metode ciljane toplinske obrade odabiru se prema sadržaju ugljika kako bi se dobili materijali za spajanje s prilagođenim performansama.

Niskougljični legirani čelik može se kaliti i kaliti na niskoj temperaturi ispod 250 stupnjeva kako bi se formirao niskougljični martenzit visoke čvrstoće. Površinsko pougljenjivanje primjenjuje se kako bi se poboljšala površinska otpornost na trošenje, što je prikladno za konstrukcijske vijke otporne na habanje.

Srednje ugljični čelik prihvaća kaljenje plus kaljenje na visokoj temperaturi na 500 ~ 650 stupnjeva, odnosno postupak kaljenja i kaljenja. Održava dovoljnu čvrstoću dok zadržava dobru plastičnost, što je glavni proces zakonstrukcijski vijci visoke čvrstoće. Kako bi se postigla ultra-visoka čvrstoća s prihvatljivim smanjenjem plastičnosti i žilavosti, može se usvojiti kaljenje na niskim temperaturama za proizvodnju vijaka ultra-visoke čvrstoće.

Srednje i visokougljični čelici (60#, 70#, 80#, 90#) uglavnom se koriste za opružne elastične spojnice. Kaljenje i popuštanje na srednjoj temperaturi primjenjuju se kako bi se osigurala visoka granica elastičnosti, granica tečenja i otpornost na zamor.

1.2 Standardni radni postupak toplinske obrade

(1) Toplinska obrada kaljenog i kaljenog čelika

Prethodni tretman: Normaliziranje, žarenje ili kaljenje na visokoj temperaturi provodi se radi pročišćavanja zrna, uklanjanja trakastih struktura, ujednačene tvrdoće i poboljšanja obradivosti, formirajući jednolike jednakoosne fino zrnate strukture.

Kaljenje: Radni dijelovi se zagrijavaju do približno 850 stupnjeva. Kaljenje vodom, uljem ili zrakom odabire se prema prokaljivosti čelika i veličini izratka. Kaljeni čelik ima visoku tvrdoću, lošu plastičnost i veliko unutarnje zaostalo naprezanje, što zahtijeva pravovremeno kaljenje za smanjenje naprezanja.

Kaljenje: Kaljenje na visokoj temperaturi na 400~500 stupnjeva poboljšava plastičnost i žilavost čelika s umjerenom čvrstoćom. Čelici osjetljivi na krtost zbog kaljenja zahtijevaju brzo hlađenje nakon kaljenja kako bi se izbjegli nedostaci krtosti. Za zahtjeve ultravisoke čvrstoće, usvaja se kaljenje na niskoj temperaturi na oko 200 stupnjeva kako bi se formirao kaljeni martenzit visoke tvrdoće.

(2) Toplinska obrada čelika za opruge

Kaljenje se provodi na 830~870 stupnjeva uz hlađenje uljem, nakon čega slijedi kaljenje na srednjoj temperaturi na 420~520 stupnjeva kako bi se formirala stabilna kaljena struktura troostita i osigurala izvrsna elastičnost i otpornost na zamor.

(3) Toplinska obrada karburiziranog čelika

Naugljičenje: Proces kemijske toplinske obrade kojim se elementi ugljika infiltriraju u površinu čelika u aktivnom mediju na visokoj temperaturi. Postupak uključuje predgrijavanje na 850 stupnjeva, karburizaciju na 890 stupnjeva i difuziju na 840 stupnjeva kako bi se povećao površinski sadržaj ugljika.

Kaljenje: Ugljični i niskolegirani karburizirani čelik prihvaćaju postupak izravnog kaljenja ili pojedinačnog kaljenja.

Kaljenje: Kaljenje na niskim temperaturama primjenjuje se kako bi se uklonilo unutarnje naprezanje pri kaljenju i poboljšala čvrstoća, žilavost i otpornost na habanje karburiziranog sloja.

2. Metode identifikacije za vijke od nehrđajućeg čelika, pocinčane i poniklane

2.1 Identifikacija boje izgleda (najintuitivnija metoda)

Vijci od nehrđajućeg čelika predstavljaju prirodnu mat boju sirovog metala s ujednačenim tonom površine bez očigledne refleksije premaza. Galvanizirani vijci dostupni su u završnim obradama od bijelog cinka, cinka u boji i crnog cinka, s bijelim, preljevnim ili crnim izgledom. Poniklani vijci imaju ujednačene i svijetle premaze sa srebrno metalnim izgledom visokog sjaja i snažnom refleksijom.

2.2 Magnetska identifikacija pomoću magneta

Većina vijaka od nehrđajućeg čelika nije magnetska i magneti ih ne mogu privući. Pocinčani i poniklani vijci temelje se na podlogama od ugljičnog čelika s magnetizmom i mogu ih magneti normalno privući.

2.3 Karakteristike oksidacije i pasivizacije

Poniklani vijci imaju izvrsnu pasivnu izvedbu. Gusti zaštitni pasivacijski film brzo se stvara na prevlaci nikla nakon galvanizacije s izvanrednom otpornošću na oksidaciju. Pocinčani vijci prekriveni su premazom od čistog cinka bez pasivne zaštite visoke čvrstoće i skloni su oksidaciji i gubitku boje. Vijci od nehrđajućeg čelika oslanjaju se na unutarnje elemente od legure kroma i nikla za otpornost na koroziju bez dodatnog površinskog premaza.

2.4 Otpornost na koroziju na kiseline i lužine

S elementima od legure kroma i nikla, vijci od nehrđajućeg čelika posjeduju optimalnu otpornost na koroziju jakim kiselinama i alkalijama. Pasivacijski film na poniklanim vijcima učinkovito izolira korozivne medije s malom brzinom korozije. Premaz cinka pocinčanih vijaka ima visoku kemijsku aktivnost te se brzo korodira i troši u kiselim i alkalnim sredinama.

3. Sažetak

Za brzu dnevnu identifikaciju primarni kriterij je boja izgleda: prirodni mat metal označava vijke od nehrđajućeg čelika; bijele, preljevne ili crne površine označavaju pocinčane vijke; srebrne površine visokog sjaja označavaju vijke obložene niklom. Za točnu identifikaciju preporučuje se sveobuhvatna procjena koja kombinira magnetizam, otpornost na oksidaciju i otpornost na kiselo-baznu koroziju kako bi se brzo potvrdili materijali vijaka i površinski tretmani za optimalno usklađivanje radnih uvjeta.