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鋁合金緊固件與金屬緊固件誰(shuí)更“強(qiáng)”
發(fā)表時(shí)間:2018-11-14 16:42:19

鋁制緊固件的重量是其同類(lèi)鋼制緊固件重量的1/3。這種經(jīng)常被使用的合金的強(qiáng)度特性出奇的好。實(shí)際上,在強(qiáng)-質(zhì)比上,鋁制緊固件比其它任何一種工貿(mào)易用材料制成的緊固件都要高。鋁是不可磁化的。鋁的熱電傳導(dǎo)性很好,約為同體積下銅傳導(dǎo)性能的2/3。鋁有很好的加工特性,易于冷成型和熱鍛。

鋁合金緊固件與金屬緊固件強(qiáng)度特性比較:

外螺紋緊固件鋁合金材料2024-T4、6061-T6和7075-T73的強(qiáng)度特性在B-158頁(yè)的ASTMF468有具體論述;螺母鋁合金材料2024-T4、6061-T6和6062-T9的強(qiáng)度特性在B-184頁(yè)的ASTMF467中有具體論述!

在這里有必要說(shuō)明一下鋁合金制螺紋緊固件和其它金屬材料制緊固件在機(jī)械性能上的兩點(diǎn)差別。

第一點(diǎn)就是:計(jì)算零件的負(fù)載能力時(shí),要測(cè)定橫截面牙底部分的區(qū)域而不是面積更大的拉應(yīng)力區(qū)域。只有在ASTMF468的表格2中給定的機(jī)械測(cè)試樣本的抗拉、屈服強(qiáng)度值才是真正的強(qiáng)度值。在對(duì)整個(gè)尺寸的緊固件做強(qiáng)度計(jì)算時(shí),可以做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。這樣在將應(yīng)力值與螺紋受力區(qū)域面積相乘以計(jì)算以磅為單位的負(fù)載能力時(shí),計(jì)算結(jié)果大約即是表中真值與更小的牙底區(qū)域面積的乘積。  

第二點(diǎn)是鋁合金的硬度區(qū)別很小,而且象檢查準(zhǔn)則一樣沒(méi)什么意義。作為硬度測(cè)試的替換,通常引進(jìn)抗剪強(qiáng)度測(cè)試。

2024-T4型鋁合金(含4.5%的銅,1.6%的錳,1.5%的鎂,其余為鋁)是重負(fù)荷合金。它在強(qiáng)度、抗腐蝕性、制造性、經(jīng)濟(jì)性的結(jié)合上達(dá)到了完美的平衡,廣泛地應(yīng)用于螺紋緊固件的制造。

用7075-T73型鋁合金(含1.6%的銅,2.5%的錳,0.3%的鉻,其余為鋁)制成的螺栓、螺釘和雙頭螺栓在強(qiáng)度上有了微小的進(jìn)步,而且由于T73特殊的熱處理工藝,使它能在很大程度上阻止應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。但昂貴的造價(jià)使它的普及受到限制。

6061-T6型鋁合金(含0.6%的硅,0.25%的銅,1%的鎂,0.2%的鉻,其余為鋁)可用于設(shè)計(jì)對(duì)抗腐蝕能力有更高要求的內(nèi)、外螺紋緊固件! 

6062-T9型鋁合金(含0.6%的硅,0.25%的銅,1%的鎂,0.09%的鉻,0.5%的鉛,其余為鋁)幾乎為設(shè)計(jì)螺母專用。這種合金比6061-T6型鋁合金強(qiáng)度更高并有相對(duì)較好的抗腐蝕性。

6062-T9型鋁合金制成的全厚度螺母有足夠的強(qiáng)度用來(lái)配合2024-T4或7075-T73型鋁合金制成的螺栓。機(jī)用螺釘、螺母和其它1/4英寸及更小尺寸的螺母用2024-T4型鋁合金制成。

鋁合金用于緊固件制造的優(yōu)勢(shì)

已經(jīng)提到的四種鋁合金在螺紋承載緊固件的制造中應(yīng)用最為廣泛,而其它的鋁合金則用于其它類(lèi)型緊固件的制造業(yè)。小固體、半管和盲鉚釘分別由1100-F、 5052-F、5056-F型鋁合金制得?蔁崽幚淼2017-T4、2117-T4、2024-T4、6061-T6型鋁合金和相對(duì)新研制出的 7075-T73型鋁合金有著優(yōu)越的抗剪強(qiáng)度,并且不需要進(jìn)行預(yù)傳動(dòng)處理就可以傳動(dòng)。

平墊圈通常由鍍鋁的2024-T4合金制得;螺旋彈簧墊圈通常用7075-T6合金制得;攻牙螺釘可利用7075-T6合金制得;自攻螺釘由同材料合金通過(guò)陽(yáng)極處理得到。2011-T3型鋁合金(含5.5%的銅,0.5%的鉛,0.5%的鉍,其余為鋁)可用于制造螺紋切削機(jī)的零件。

在正常環(huán)境下,鋁有足夠的抗腐蝕能力。而且當(dāng)預(yù)計(jì)的暴露環(huán)境很惡劣時(shí),它的抗腐蝕能力可以通過(guò)陽(yáng)極處理得到極大的改善。陽(yáng)極處理是一種在金屬表面形成氧化膜的電加工工藝。陽(yáng)極處理不僅增強(qiáng)了抗腐蝕的能力,同時(shí)還增強(qiáng)了對(duì)磨損和劃傷的保護(hù)能力。陽(yáng)極鍍層出于裝飾和辨認(rèn)的目的有著很多種顏色。在大氣腐蝕中,鋁在表面形成一層淡灰色的氧化膜。這些腐蝕產(chǎn)物不會(huì)污染鋁的表面,或者蔓延到毗鄰的表面上,它和其他很多金屬在腐蝕作用下的表現(xiàn)在這一點(diǎn)上不一樣。

純鋁的抗拉強(qiáng)度約為13,000psi,增加少量合金元素而極大進(jìn)步強(qiáng)度是可能的。2XXX、6XXX、7XXX的鋁合金對(duì)熱處理的效果很好。因此,實(shí)際上所有用于載荷傳遞的螺紋緊固件都由這三大類(lèi)鋁合金制成。有四種鋁合金幾乎是專用的。



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