Theo thống kê, có khoảng 240 tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến cho các sản phẩm phụ tùng tiêu chuẩn ô tô đã được ban hành và triển khai, bao gồm các bộ phận bịt kín lumen, ốc vít kết nối đường ống, vòng đệm, vít, đai ốc, bu lông, v.v., trong đó có 115 tiêu chuẩn liên quan đến ốc vít kim loại, chiếm khoảng 48 phần trăm. Với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ô tô, để hạn chế sự gia tăng chi phí sản xuất và quản lý do số lượng ốc vít kim loại ngày càng tăng (sau đây gọi là ốc vít ô tô), các nhà sản xuất ô tô khác nhau đã so sánh và tối ưu hóa các loại ốc vít từ bốn khía cạnh: kết cấu các yếu tố, vật liệu, xử lý nhiệt và xử lý bề mặt. Bài viết này thảo luận về điều này.
1.1 bu lông
Đối với bu-lông lục giác cộng với cụm vòng đệm lò xo, khi tải trọng trước của bu-lông thấp, hiệu quả chống nới lỏng sẽ tốt hơn. Tuy nhiên, do vòng đệm lò xo không được sử dụng cho các bộ phận quan trọng nên các bu lông có vòng đệm lò xo chủ yếu được siết bằng cờ lê khí nén với độ chính xác khoảng ± 40 phần trăm trong sản xuất. Mô-men xoắn lắp ráp và phân tán lực dọc trục lớn. Vòng đệm lò xo thường ở trạng thái bị bẹp, thậm chí có nguy cơ bị giãn vòng đệm. Hiệu suất chống nới lỏng thực tế của bu lông cộng với cụm máy giặt lò xo là không thể kiểm soát, Không thể đáp ứng các yêu cầu thiết kế sản phẩm. Đối với bu lông mặt bích lục giác, có những ưu điểm sau.
① Theo cùng một thông số kỹ thuật ren, diện tích hỗ trợ của bu lông mặt bích lục giác lớn hơn diện tích hỗ trợ của bu lông đầu lục giác, có thể phân tán áp lực lên bề mặt hỗ trợ tốt hơn và tránh biến dạng của các bộ phận được kết nối;
② Dưới cùng một hệ số ma sát, hiệu quả chống lỏng của bu lông mặt bích rõ ràng là tốt hơn so với bu lông lục giác;
③ Để tránh ma sát giữa đầu bọc ngoài và bộ phận được kết nối làm hỏng bề mặt của bộ phận được kết nối, bu lông mặt bích tiết kiệm hơn so với cụm bu lông lục giác có vòng đệm phẳng.
Ưu tiên sử dụng bu lông mặt bích lục giác và bu lông đầu lục giác, bu lông đầu lục giác cộng với vòng đệm lò xo, bu lông đầu lục giác cộng với vòng đệm lò xo cộng với vòng đệm phẳng và bu lông đầu lục giác cộng với vòng đệm phẳng bị hạn chế.
1,2 ốc vít
Hình thức vặn của vít là vít bên trong. Các hình thức lái xe bao gồm hình lục giác bên trong, rãnh chéo và hình lục giác bên trong. Các loại đầu bao gồm đầu tròn, mặt bích đầu hình trụ, đầu tròn phẳng, mặt bích đầu tròn phẳng, đầu chảo, mặt bích đầu chảo, đầu chìm và đầu nửa chìm.
Do các yêu cầu về hiệu quả lắp ráp cũng không ngừng được cải thiện, các vít lục giác Torx được ưu tiên hơn, các cấu trúc tiêu chuẩn được tối ưu hóa và việc sử dụng các vít có lỗ lục giác và các vít lõm chéo dần bị hạn chế.
1,3 hạt
Hiệu quả sử dụng của đai ốc mặt bích lục giác cũng giống như hiệu quả sử dụng của bu lông mặt bích lục giác. Nếu cấu trúc cho phép, ưu tiên sử dụng đai ốc mặt bích lục giác. Đối với các bộ phận có yêu cầu chống nới lỏng đặc biệt, các đai ốc khóa mô-men xoắn hiệu quả, chẳng hạn như tất cả các đai ốc khóa kim loại và đai ốc khóa chèn phi kim loại, phải được xem xét. Bởi vì tất cả các đai ốc khóa kim loại bị khóa do biến dạng của ren, nó không phù hợp với các bộ phận thường được tháo rời; Đai ốc khóa chèn phi kim loại có khả năng tái sử dụng tốt, nhưng theo yêu cầu tiêu chuẩn của ốc vít, ngoại trừ động cơ, nhiệt độ ứng dụng của nó nhỏ hơn hoặc bằng 120 độ. Đặc biệt, cần lưu ý rằng đai ốc khóa kiểu mô-men xoắn hiệu quả cần khắc phục mô-men xoắn bổ sung do biến dạng đai ốc hoặc chèn phi kim loại trong quá trình lắp đặt, do đó mô-men xoắn cần được xác nhận. Lực kẹp có thể không đủ khi lắp ráp theo giá trị mô-men xoắn của đai ốc thông thường và có rủi ro khi sử dụng.
1.4 chủ đề
Do khả năng chịu lực và khả năng chống nới lỏng của ren mịn cao hơn so với ren thô, nên khi chọn ốc vít có ren lớn hơn, nên chọn ren mịn càng nhiều càng tốt, đồng thời cũng có thể giảm bớt sự đa dạng của ốc vít ren. Có thể thấy từ bảng 1, nhìn chung chỉ có răng thô ở dưới M12 và răng mịn ở trên M12. Trong các chốt có ren của xe thương mại, răng thô và mịn cùng tồn tại trên M12 và vẫn còn chỗ để tối ưu hóa.
máy giặt 1.5
Để nâng cao hiệu quả lắp ráp và giảm nguy cơ thiếu và lắp ráp sai, về nguyên tắc, các miếng đệm không được phép tồn tại một mình. Gợi ý cho việc sử dụng các miếng đệm khác nhau như sau.
① Máy giặt phẳng chủ yếu được sử dụng để cải thiện trạng thái tiếp xúc, tăng diện tích chịu lực và duy trì sự ổn định của hệ số ma sát của bề mặt hỗ trợ; ② Vòng đệm lò xo sử dụng tính đàn hồi để tạo ra tải trước dọc trục, điều này có thể làm giảm bớt sự suy giảm của lực dọc trục. Tuy nhiên, do hiệu suất chống nới lỏng khó kiểm soát hiệu quả nên bu lông dễ chịu tải trọng lệch tâm và có nguy cơ hư hỏng; ③ Vòng đệm đàn hồi hình răng có răng xoắn và có độ cứng cao sau khi xử lý nhiệt. Trong quá trình lắp ráp, răng sẽ bị biến dạng đàn hồi và nhúng một phần vào bề mặt hỗ trợ để tạo thành hiệu ứng khóa. Vòng đệm hình răng nên được sử dụng thận trọng ở phần kết nối.
xử lý bề mặt
Chốt ô tô bao gồm bu lông, đai ốc và vòng đệm, hầu hết chúng phải được xử lý bề mặt để bảo vệ chúng khỏi bị ăn mòn, cải thiện hình thức bên ngoài hoặc đạt được một số chức năng đặc biệt, chẳng hạn như chốt vít và chốt điều khiển mô-men xoắn khóa. Ví dụ, xem Bảng 2 để biết các yêu cầu về môi trường dịch vụ và khả năng chống ăn mòn của dây buộc ô tô trong nước.
2.1 mạ điện
Hiệu suất chống ăn mòn tốt nhất là thụ động màu vàng kẽm, tiếp theo là thụ động kẽm xanh, thụ động kẽm đen và thụ động trắng xanh kẽm. Khả năng chống ăn mòn của lớp phủ chung là 8 μm. Thời gian gỉ trắng thụ động hóa vàng 72h, gỉ đỏ 144H; Thụ động đen trắng thời gian rỉ trắng 6h, rỉ đỏ thời gian 72h.
Ba khía cạnh sau đây cần được chú ý trong ứng dụng thực tế. Với việc thắt chặt bảo vệ môi trường dần dần, việc sử dụng phương pháp thụ động hóa trị ba crom, lớp phủ nhôm kẽm và các phương pháp thân thiện với môi trường khác cho ốc vít ô tô là xu hướng trong tương lai; Chốt ô tô có độ bền kéo tối đa lớn hơn 1000MPa (tương đương với giá trị độ cứng 33,5 HRC và 332 HV) phải được xử lý truyền động bằng hydro sau khi mạ trước khi thụ động hóa để giảm nguy cơ gãy muộn; Nếu màng thụ động cromat tiếp xúc với môi trường trên 70 độ trong một thời gian dài, khả năng chống ăn mòn của nó sẽ bị hỏng. Do đó, đối với những khu vực có nhiệt độ môi trường cao, nên thận trọng khi sử dụng kẽm thụ động.
Lớp phủ nhôm kẽm 2.2
Lớp phủ nhôm kẽm không có tính giòn hydro và đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trường. Thời gian gỉ đỏ của thử nghiệm phun muối trung tính có thể đạt tới 720h. Các màu sơn là đen và xám. Thêm chất bôi trơn vào chất lỏng phủ có thể thay đổi hệ số ma sát. Bu lông từ lớp 10.9 trở lên được ưu tiên. Ngoài ra, các khía cạnh sau đây cũng cần được xem xét khi sử dụng. Độ bám dính giữa lớp mạ nhôm kẽm với nền không bền bằng lớp mạ kẽm, có hiện tượng rơi bột trong quá trình sử dụng. Do đó, nó không thể được sử dụng bên trong các bộ phận truyền động và không nên sử dụng các bu lông cần phải tháo rời nhiều lần. Ngoài ra, đối với bu lông và đai ốc cỡ lớn, lớp mạ thùng dễ sinh ra các vết xước, va đập làm giảm khả năng chống ăn mòn, cần cân nhắc khi lựa chọn; Đối với các ốc vít có yêu cầu về độ dẫn điện và các ốc vít có đường kính danh nghĩa ren ngoài nhỏ hơn M6 và ren trong nhỏ hơn M10, không nên sử dụng lớp phủ nhôm kẽm để đảm bảo bắt vít và lắp ráp bình thường.
2.3 kẽm hợp kim niken
So với mạ kẽm, khả năng chống ăn mòn của hợp kim kẽm niken đã được cải thiện rất nhiều, và lớp mạ tương tự 8 μ Sau khi xử lý thụ động và bịt kín, bề mặt có thể không bị gỉ trắng trong 240 giờ và gỉ đỏ trong 1000 giờ; Ngoài ra, nó cũng đáp ứng các yêu cầu về khả năng chịu nhiệt độ cao. Do hợp kim niken kẽm vẫn có xu hướng giòn hydro nhẹ, nên để giảm rủi ro về chất lượng của các chốt ô tô có độ bền kéo lớn hơn 1000MPa, cần phải tiến hành xác minh cần thiết trước khi sử dụng.
2.4 mạ đồng
Điểm nóng chảy của đồng là khoảng 1083 độ. Trong môi trường nhiệt độ cao, để tránh thiêu kết các bộ phận có ren, mạ đồng được chọn để xử lý bề mặt, đặc biệt là đối với các chốt ô tô xung quanh ống xả động cơ.
Vật liệu và xử lý nhiệt
Bu lông cường độ cao ô tô thường đề cập đến các sản phẩm từ cấp 8,8 trở lên, không chỉ yêu cầu độ bền kéo và tỷ lệ năng suất cao mà còn phải có hiệu suất va đập ở nhiệt độ thấp cao. Một trong những khó khăn trong sản xuất cũng là xử lý tôi và tôi của bu lông cường độ cao. Thép Swrch35k, 10B21, 10b33, 35CrMo, 42CrMo hoặc 20MnTiB được chọn làm vật liệu, xem Bảng 3 để biết chi tiết. Như chúng ta đã biết, kết quả kiểm tra hiệu suất cơ học của ốc vít cường độ cao không chỉ là chỉ số chất lượng sản phẩm chính mà còn là chỉ số quan trọng liên quan đến an toàn. Vấn đề chính của thép swrch35k và 10B21 là độ cứng kém. Kiểm soát hiệu quả quá trình tôi và tôi của bu lông cường độ cao đóng một vai trò quan trọng đối với các tính chất cơ học.
Để cải thiện chất lượng xử lý nhiệt của bu lông cường độ cao ô tô, thép cần được kiểm soát từ ba khía cạnh sau. ① Kiểm soát hàm lượng carbon ở giới hạn giữa và giới hạn trên không chỉ có thể cải thiện độ bền và độ dẻo dai của thép mà còn giảm xu hướng phân tách. ② Kiểm soát nguyên tố hợp kim đến giới hạn trên có thể tăng độ cứng và cải thiện độ bền và độ dẻo dai của thép. ③ Giảm thiểu hàm lượng các nguyên tố còn lại có hại P và s để đảm bảo độ tinh khiết của thép. Loại và vật liệu dây buộc ô tô.
Một trong những khó khăn trong việc kiểm soát chất lượng là không thể theo dõi sự thay đổi cấu trúc bên trong và tính chất của bu lông trong quá trình tôi và ram trong thời gian thực. Trước khi gia công cần kiểm tra kỹ dấu trên đầu bu lông để đảm bảo thông tin của bu lông cần gia công là chính xác, không bị mất và nhận dạng được sau khi gia công nhiệt. Quá trình làm nguội và gia nhiệt phải được kiểm soát chặt chẽ, tiềm năng carbon phải chính xác và thời gian làm nguội của từng lô bu lông phải được ghi lại. Sau khi xả môi trường làm nguội, độ cứng bề mặt của phôi phải được kiểm tra. Thép 10B21 và 20MnTiB phải lớn hơn 43hrc; Thép Swrch35k, 45 và 10b33 sẽ lớn hơn 48hrc. Cấu trúc vi mô sau khi tôi luyện là martensite kim mịn, được đánh giá theo cấp độ JB / t9211-2008 martensite của thép cacbon trung bình và thép kết cấu hợp kim cacbon trung bình. Mactenxit dập tắt là loại 3-5, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật; Độ đồng đều của độ cứng tôi bề mặt và lõi không được lớn hơn 3HRC.