Крепеж главная

Металлопокрытия

Металлопокрытие — это тонкий слой на поверхности металлического изделия, предохраняющий материал от коррозии. Использование данного способа защиты обеспечивает эстетичный внешний вид продукции, повышает износостойкость, а также дает возможность нарастить габариты объекта.

Виды покрытий

В зависимости от сберегающих свойств выделяют различные виды покрытий.

Анодные. Данный тип обеспечивает электрохимическую и механическую защиту изделия. При наличии микроповреждений или пор в структуре основного металла возникающий очаг коррозии блокируется за счет растворения материала защитного слоя в процессе гальванической реакции. В зависимости от среды, в которой эксплуатируется изделие, анодное покрытие может формироваться на основе цинка (атмосферная среда), олова (кислотная среда) или кадмия (морская вода и аналогичные ей растворы).

Катодные. Данный вид обеспечивает сохранность изделия исключительно при воздействиях механического типа. Обязательным условием корректного функционирования катодного покрытия является сохранение целостности защитного слоя. Для продукции из стали материалом данного вида предохранительной пленки служат медь, олово, свинец, никель, серебро и золото.

Материалы

Для защиты крепежных изделий применяются покрытия на металлической (цинковой, кадмиевой, никелевой и т.д.) и органической (фосфатной, окисной) основах.

Цинк. Данный материал характеризуется значительной стойкостью к внешним воздействиям. В условиях коррозионной среды на поверхности цинка образуется защитная пленка из продуктов распада. При температуре до +70oС покрытие из этого металла сохраняет высокую анодность защиты. При дальнейшем увеличении температуры цинк утрачивает данное свойство и предохраняет изделие только от механических повреждений.

Кадмий. По уровню механической прочности, цвету, а также ряду иных показателей данный материал схож с цинком. При нахождении в атмосфере защитные свойства кадмиевого слоя уступают цинковому аналогу. В случае необходимости эксплуатации изделия в условиях морской среды и значительной конденсации водяных паров металлопокрытие на основе кадмия является основным типом защиты продукции.

Никель. Данный материал является катодным по отношению к стали и предохраняет объект исключительно от повреждений механического типа. Никелевое покрытие обеспечивает эстетичный внешний вид изделий, однако снижает механические свойства стали и характеризуется невысокой стойкостью к воздействию коррозии. По этой причине крепежные изделия с защитным слоем из данного материала используются достаточно редко.

Фосфаты. Технология заключается в нанесении на поверхность изделия специализированного химического состава (соль Мажеф), в результате чего образуется предохранительная пленка с высокими защитными свойствами. Данный способ применяется для обработки продукции, не нуждающейся в декоративном внешнем виде. Фосфатная пленка соединяется с металлом на молекулярном уровне, а также характеризуется значительным уровнем адгезии, что обеспечивает легкое нанесение лакокрасочного покрытия на обработанное изделие. В зависимости от степени качества предварительной подготовки поверхностей защитный слой может обладать различной кристаллической структурой.

Оксиды. Технология заключается в создании пленки окислов на объекте. По антикоррозийным свойствам, уровню адгезии с металлом, а также ряду иных показателей данный тип покрытия аналогичен фосфатному.

Классы прочности крепежных изделий

Прочность металла — это способность данного материала противостоять деформациям. Применительно к крепежным изделиям прочностью будет являться степень восприимчивости металла к эксплуатационным нагрузкам.

Расшифровка обозначений болтов

Нормативы ГОСТ устанавливают единую систему маркировки классов прочности для шпилек, винтов и болтов. Согласно ГОСТ для данных типов изделий приняты следующие обозначения: 3.6; 4.6; 5.6; 6.6; 4.8; 5.8; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Маркировка класса прочности складывается из двух частей. Первый показатель, умноженный на 100, обозначает временное сопротивление на разрыв (предел прочности) σв в Н/мм2 . Второй показатель, умноженный на 10, указывает процентное соотношение предела текучести (σт) к пределу прочности (σв). Произведение обеих цифр, умноженное на 10 определяет заложенное производителем значение предела текучести (Н/мм²).

Данная информация позволяет провести предварительный расчет прочности и выявить требуемый класс крепежных изделий.

Нормируемые механические свойства

Нормативы ГОСТ определяют следующие технические условия продукции.

Временное сопротивление на разрыв (σв). Данный показатель определяет наибольшую степень нагрузки, превышение которой приведет к разрушению изделия.

Твердость (HV, HB, HR). Это свойство характеризует сопротивляемость продукции нагрузкам пластической деформации в поверхностном слое материала.

Предел текучести (σт). Данный показатель определяет максимальную степень воздействия, превышение которой не позволит изделию полностью вернуться в исходную форму после исчезновения нагрузки.

Напряжение от пробной нагрузки (σп). Эта характеристика указывает на диапазон тестовых воздействий, установленных для резьбовой крепежной продукции. Изделия считаются соответствующими заявленному классу прочности в том случае, если по завершению контрольного нагружения форма и геометрия испытываемого объекта остались неизменны.

Относительное растяжение после разрыва (δ5). Данный показатель учитывается при определении степени упругости, пластичности и вязкости материала, характеризующих способность изделия противостоять разрушению.

Разрывная прочность на косой шайбе/прочность сопряжения головки со стержнем.

Эти характеристики определяют прочность объекта (болт, винт) в точке сопряжения головки и резьбового стержня. Данная зона является местом наивысшей концентрации нагрузки при воздействии на изделие и считается наиболее проблемной в плане обеспечения надежности.

Расшифровка обозначений гаек

Нормативами ГОСТ классы прочности гаек определяются в зависимости от высоты и наружного диаметра резьбы изделия. Согласно ГОСТ различаются две разновидности этой продукции.

(Значение «d» соответствует наружному диаметру резьбы изделия)

Изделия высотой ≥ 0,8d. Для этого типа приняты обозначения 4; 5; 6; 8; 9; 10; 12. Значение цифр указывает максимальную группу прочности болтов, с которыми возможно сопряжение данных гаек.

Изделия высотой <0,8 d и ≥ 0,5 d. Этому виду продукции соответствуют классы 04; 05. Первая цифра в обозначении указывает на более низкий уровень нагрузочной способности соединения «болт — гайка» по сравнению с предыдущей разновидностью. Второй показатель, умноженный на 100, обозначает номинальное напряжение от пробной нагрузки.

виды сталей

Классификация видов стали

Сталью называется сплав железа и углерода, содержание которого не превышает 2,14 %. Помимо углерода, в состав могут входить фосфор, сера, марганец, кремний. Легирующие компоненты добавляют для улучшения физических и химических свойств стали.

Классификация видов стали

Конструкционные углеродистые стали могут быть обыкновенного качества и качественные.

Первые изготавливаются по ГОСТ 380-94 и маркируются от Ст0 до Ст6 (с возрастанием номера увеличивается содержание углерода). Чем выше марка стали, тем лучше прочностные характеристики (предел текучести, прочности) и ниже пластические (относительное удлинение и сужение).

Производят из такого материала следующие виды проката: швеллеры, балки, листы, прутки, трубы. Такая сталь часто используется для соединений строительных конструкций. Чем больше в материале будет углерода, тем хуже качество сварочного процесса. Из-за таких особенностей марки стали Ст 5, 6 применяют в тех конструкционных элементах, которые не требуют сварки.

Качественные углеродистые стали, изготавливающиеся по ГОСТ 1050-88, маркируются цифровыми значениями 08, 10…85, эта информация отображает содержание углерода в сотых частях процента.

Низкоуглеродистые стали (менее 0,25 % углерода) обозначают: 07кп, 10кп, 05кп, 08, 10; они имеют более низкую прочность, но высокопластичны.

Среднеуглеродистые стали (0-0,5 %) маркируются: 35, 40…55. Пластичность их ниже, а прочность — более высокая.

Высокоуглеродистые стали (0,6-0,85 %) отличаются прочностью, упругостью и износостойкостью. Производят из них рессоры, пружины, замковые шайбы, шпиндели, прокатные валки и пр.

Легированные конструкционные стали соответствуют требованиям ГОСТ 4543-71. Чем больше содержание легирующих добавок в составе материала, тем он дороже. Маркируется такая сталь цифровыми и буквенными обозначениями. Буквы указывают на элемент, использовавшийся в изготовлении стали, а цифры обозначают количество компонента в процентном соотношении.

Коррозионностойкие жаростойкие марки сплавов и сталей производят по ГОСТ 5632-72.

Жаростойкость достигается благодаря добавлению к составу кремния, хрома или алюминия: эти элементы образуют при нагреве защитный слой оксидов. Применяются в изготовлении газовых турбин, высокотемпературного оборудования, деталей печей.

Коррозионностойкие нержавеющие стали востребованы в производстве деталей с высокой пластичностью, которые в дальнейшем подвержены ударным нагрузкам (домашней утвари, частей гидравлических прессов). Также материал необходим для изготовления изделий, испытывающих воздействие сред со слабой агрессивностью (водных растворов солей, осадков и пр.).

Инструментальные стали

Углеродистый тип выпускают по ГОСТ 1435-90, применяют в закаленном состоянии. Используются как режущий инструмент в процессах с малыми скоростями из-за утраты высокой твердости уже при 190 градусах Цельсия.

Сталь с маркировкой У10 … У13 применяется в изготовлении режущих элементов (шаберов, фрез, сверл, напильников и пр.). В деревообрабатывающей отрасли используется тип материала У 7, 8. Углерод в составе указан десятыми долями процента.

Легированные инструментальные стали необходимы для разрезания изделий небольшой прочности при малой скорости. Если сравнивать такую сталь с углеродистой, то она обладает большей прокаливаемостью.

Быстрорежущие стали

Материал характеризуется термостойкостью при использовании до 650 градусов Цельсия. Как легирующие компоненты применяются молибден, ванадий, вольфрам и кобальт. Маркируют продукцию буквенным символом «Р», а цифровое обозначение указывает на содержание добавок в процентах. Из этих сталей производят сложные инструменты для обработки металла путем резания: фрезы, сверла, протяжки и прочее.

Поле допуска

Точность исполнения резьбы определяется полем допуска. Чем выше значение этого параметра, тем больше отклоняются характеристики процесса реза от номинальных.

В большинстве крепежных деталей за нормальное значение данного параметра для внутренней резьбы принимается 6Н, а для внешней — 6g. Обозначение поля допуска включает в себя цифры, обозначающие точность, и буквы, указывающие на основное отклонение. Примеры: 6g; 4h; 6Н. Отверстия маркируют большими буквами латинского алфавита, а валы — строчными буквенными обозначениями.

В условных обозначениях поле допуска необходимо указывать после размера резьбы.

Например:

  • резьба с крупным шагом. Наружный параметр — М12-6g, внутреннее значение — М12-6Н;
  • мелкий шаг. Обозначение для наружной резьбы — М12х1-6g, внутренний параметр — М12х1-6Н;
  • левая резьба. Внешнее значение — М12х1LH-6g, внутреннее — М12х1LH-6Н.

Ограничивается поле допуска нижним и верхним отклонением, определяется величиной допуска, его положением по отношению к номинальному размеру. Одинаковое значение допуска для равных номинальных размеров может отличаться полями допусков.

Изобразить эту величину графически, получить наглядное соотношение размеров, предельных допусков и отклонений помогает понятие нулевой линии. Она соответствует номинальному размеру, от нее откладывают граничные отклонения размеров при построении графиков полей допусков. При горизонтальном расположении нулевой линии в условном масштабе положительные значения указывают вверху, а отрицательные — внизу. Если график строится в вертикальной плоскости, то положительные отклонения располагают справа от линии. Поля допусков валов и отверстий часто занимают разное положение по отношению к нулевой линии, за счет чего образуются необходимые посадки.

Существуют начало и конец параметра поля допуска. Начинается замер от границы, характеризующей наибольший объем детали; за счет этого значения отличают рабочие элементы и непригодные, но подлежащие ремонту. Концом поля допуска является параметр, соответствующий наименьшему объему детали, что дает возможность определить годный элемент от непригодного для дальнейшего использования.

Если требуется обозначить поле допуска отверстия, то началом является линия нижнего отклонения, а концом — линия верхнего отклонения. Для валов — наоборот.

С увеличением допуска на размер производство детали становится дешевле и проще. Если поля допуска одинаковы, то сложнее будет изготовить более крупный элемент.