Kulkeutuminen on yksi yleisimmistä syistä alumiiniosien kierteiden takertumiseen, repeytyneisiin tiivistepintoihin ja hylättyihin kokoonpanoihin. Se on pikemminkin liimautuva kulumismekanismi kuin pelkkä hankaus, ja se käyttäytyy eri tavalla kuin teräksessä, minkä vuoksi ennaltaehkäisevä käytäntö on mukautettava erityisesti alumiiniin. Tämä artikkeli kattaa kierre- ja liukuliitosten mekanismin, pinnoitteen ja voiteluaineen vaihtoehdot, seosten valinnan ja suunnittelusäännöt.
Mikä Galling on ja miksi alumiini on altis sille
Sattumaa tapahtuu, kun kosketuksissa olevat pinnat tarttuvat asperity-tasolla ja repeytyvät liukuessaan siirtäen materiaalia osasta toiseen. Alumiini on erityisen herkkä kolmesta syystä: monet kaupalliset seokset ovat pehmeitä hehkutetussa tilassa, metallissa ei ole stabiilia voiteluoksidia kuormituksen alaisena, ja alkuperäinen oksidikalvo (Al2O3) on kova mutta hauras, joten se murtuu ja paljastaa tuoreen, kemiallisesti aktiivisen metallin, joka kylmä{3}}hitsautuu välittömästi maton pintaan.
Pehmeät luonne:1000- ja 3000-sarjan seokset O-tilassa muotoutuvat helposti ja ovat alttiimpia liiman siirtymiselle.
Korkea kosketuspaine:pienet kierteen kylkialueet, tiukat hienojakoiset-kierteet ja yli-kireät kiinnikkeet keskittävät kuorman ja nopeuttavat hitsausta.
Puuttuva tai syrjäytynyt voiteluaine:kuiva kokoonpano tai kosketusvyöhykkeeltä puristettu voiteluaine poistaa viimeisen erotuskerroksen.
Yleisiä vikakohtia:kierrekiinnikkeet, purista{0}}holkit, liukuohjaimet, saranat ja kaikki sähkötyökaluilla suurella nopeudella kootut liitokset.
Pinnoitteet ja pintakäsittelyt, jotka ehkäisevät kuoppia
Kovan tai matalakitkaisen-kitkakerroksen luominen kahden alumiinipinnan väliin on luotettavin ennaltaehkäisevä tapa. Tärkeimmät vaihtoehdot ja niiden tyypilliset paksuus- ja kovuusalueet on yhteenveto alla.
| Hoito | Tyypillinen pinnoitteen paksuus | Vaikutus rappioon |
|---|---|---|
| Rikkianodisointi (tyyppi II) | 5-25 µm | Kova oksidikerros vähentää metallin -metallikosketuksen-; parantaa myös korroosionkestävyyttä |
| Kova-anodisointi (tyyppi III) | 25-50 µm | Tiheämpi, kovempi oksidi kuluneisiin{0}}liukuliitoksiin |
| PTFE{0}}kyllästetty anodikerros | Sama kuin pohja-anodisointi, suljetut huokoset | Matala kitkakerroin; tehokas kuivajuoksussa ja toistuvassa pyöräilyssä |
| Plasma elektrolyyttinen hapetus (PEO) | 20-60 µm | Keraaminen muunnoskerros, jolla on korkea kovuus ja hyvä lämmönkestävyys |
| Liimattu kuiva{0}}kalvovoiteluaine | 5-15 µm | Molybdeenidisulfidi tai grafiitti hartsisideaineessa; levitetään ennen kokoamista |
Anodisia kerroksia säätelee alumiinin anodisten hapetuspinnoitteiden ISO 7599 -sarja, joka määrittelee pinnoitteen massan, tiivistys- ja kulumistestivaatimukset. Laboratoriotutkimukset pinnoitetuista ja anodisoiduista alumiinikiinnittimistä raportoivat yleensä 60–80 prosentilla pinnoitteen aiheuttamia vikoja, jotka ovat vähentyneet paljaaseen metalliin verrattuna, mutta tulos riippuu suuresti pinnoitteen jatkuvuudesta: mikä tahansa paikallinen pinnoittamaton alue, kierteen harjanteen vaurio tai reunaleikkaus-läpi{7}}muuttuu paljastettuun metalliin.
Voiteluaineet kierre- ja liukuliitoksille
Voitelu on toinen puolustuslinja, ja se on yleensä halvin toteuttaa. Valinta riippuu pääasiassa lämpötilasta, ympäristöstä ja galvaanisen korroosion riskistä.
Grafiitti juuttumisenesto{0}}:hyvä yleinen valinta alumiinilangoille; grafiitti on kemiallisesti yhteensopiva alumiinin kanssa.
Nikkeli{0}}pohjainen takertumisenesto-:sopii korkeiden{0}}lämpötilojen liitoksiin ja ruostumattomiin kiinnikkeisiin, jotka on asennettu alumiiniin, missä hankaus on voimakkainta.
Kupari-pohjainen tarttumisenesto-:tehokas teräkselle, mutta sitä tulee välttää märissä, suolapitoisissa{0}} tai meriympäristöissä alumiinilla, koska kupari toimii katodina ja ajaa alumiinin galvaanista korroosiota.
Äärimmäisen paineen (EP) rasvat:ylittävät tavalliset öljyt hitaissa{0}}liukuvissa, korkeapaineisissa-liitoksissa; EP-suorituskyky luokitellaan tavallisesti neljän-pallon testillä ASTM D2596:n mukaan.
Kiinteät{0}}kalvovoiteluaineet:molybdeenidisulfidi ja volframidisulfidi säilyttävät voitelunsa, kun tavanomaiset rasvat hapettuvat tai puristuvat ulos, ja ne sopivat korkeaan{0}}lämpötiloihin ja tyhjiöihin{1}}viereiseen käyttöön.
Vesipohjaiset-voiteluaineet:hyödyllisiä, kun palonkestävyys tai alhainen VOC on tärkeä, mutta niiden on sisällettävä korroosionestopakkaus tai ne edistävät pistesyöpymistä alumiinijärjestelmissä.
Kokoamisnopeudella on yhtä paljon merkitystä kuin itse voiteluaineella. Nopea-teho-työkalun loppuminen tuottaa paikallisen leimahduslämpötilan, joka tuhoaa voiteluainekalvon millisekunneissa; ajonopeuden vähentäminen ja säädellyn vääntömomentin käyttö ovat yksinkertaisia ja tehokkaita vastatoimia.
Seoksen valinta, lämpötilan ja materiaalin yhdistäminen
Kovuus ja mikrorakenne hallitsevat hankauskestävyyttä. Sakka-karkaistut 2000- ja 7000-sarjojen seokset kestävät liiman kulumista huomattavasti paremmin kuin kaupallisesti puhtaat tai matala{4}}seoslaadut, ja T6-karkaistuminen nostaa pinnan kovuutta entisestään. Muokatut seokset ylittävät yleensä valulaadut, ja piin tai nikkelin kaltaisten elementtien lisääminen vähentää liiman kulumista lisäämällä kovia toisen vaiheen hiukkasia. Myös metalliseosparilla on merkitystä: kuten-kuten-parilla on tapana sappia eniten, joten erilaista pintaa vasten kulkeva alumiinikomponentti toimii usein paremmin, jos galvaaninen yhteensopivuus hoidetaan anodisoinnilla, eristysaluslevyillä tai yhteensopivalla pinnoitusjärjestelmällä. Kriittisille liitoksille ASTM G98 tarjoaa vakiomenetelmän materiaaliparien iskulujuuden luokitteluun.
Suunnittelu- ja kokoonpanokäytäntö
Langan valinta:lisäämällä kierteen välystä noin 15-20 prosenttia ja suosimalla karkeita nousuja hienojakoisuuden sijaan alentaa kosketuspainetta ja vähentää repeytymistä.
Kihlauksen pituus:laajentaa kierteen kiinnitystä alumiinissa, tavallisesti noin kaksinkertaiseksi nimellishalkaisijaan nähden, jotta kuorma jakautuu suuremmalle kyljelle.
Kierteen lisäykset:kierrelangan tai umpikierteiset insertit jakavat kuorman ja tarjoavat kovemman liitäntäpinnan, mikä on vakioratkaisu toistuvasti huolletuille kierrereikille.
Pintakäsittely:kosketuspintojen kiillotus arvoon Ra, joka on pienempi tai yhtä suuri kuin 0,8 µm, vähentää hitsattavien aukkojen määrää; erittäin hieno peilipinta ei ole automaattisesti parempi, koska kevyt rakenne voi auttaa säilyttämään voiteluaineen.
Vääntömomentin ohjaus:määritä vääntömomenttiarvot ja tarkista ne linjalla ja käytä pientä -vääntömomenttitaukoa- uusissa liitoksissa ennen lopullista kiristystä.
Analyysi:kantavuusgeometrian äärelliselementtianalyysi auttaa pitämään paikalliset paineet sen tason alapuolella, jolla liiman siirtyminen alkaa.
Usein kysytyt kysymykset
K: Miksi alumiini sappii enemmän kuin teräs?
Alumiini on pehmeämpää tavallisissa lämpötiloissa, sen pintaoksidi murtuu sen sijaan, että se virtaisi kuormituksen alaisena, ja juuri paljastettu metalli kylmä{0}}hitsautuu helposti, joten liiman siirto alkaa pienemmillä kosketuspaineilla kuin teräksessä.
K: Mitkä alumiinilejeeringit kestävät rappeutumista parhaiten?
Korkeampi-lujuus sademäärä-karkaistu 2000- ja 7000-sarjojen laatu ja T6-karkaistu materiaali kestävät liiman kulumista paremmin kuin 1000- tai 3000-sarjan seokset. Taotut arvot ovat yleensä parempia kuin valukappaleet.
K: Poistaako anodisointi kokonaan ruskistumisen?
Ei. Anodisointi vähentää huomattavasti riskiä pitämällä metallipinnat erillään, mutta kova hauras kerros voi halkeilla raskaan pistekuormituksen vaikutuksesta, ja mistä tahansa päällystämättömästä alueesta tai vaurioituneesta kierteen harjasta tulee uusi aloituspiste.
K: Soveltuuko kupari-pohjainen tarttumisenesto-alumiinilangoille?
Se toimii mekaanisesti, mutta märässä- tai suolapitoisessa ympäristössä kupari kiihdyttää alumiinin galvaanista korroosiota. Grafiitti- tai nikkeli{2}}pohjaiset yhdisteet ovat turvallisempia alumiiniliitoksissa.
K: Mikä pinnan viimeistely tulisi määrittää?
Liuku- ja tiivistyspintojen Ra Less -viimeistely, joka on enintään 0,8 µm, on käytännöllinen tavoite. Noin 0,2 µm:n alapuolella hyötytasanteet ja pinta ei enää pidä voiteluainetta tehokkaasti.
K: Kuinka liitos tulisi koota uudelleen puhdistuksen jälkeen?
Puhdista kierteet, tarkasta siirtynyt materiaali, palauta pinnoite vaurioituneeseen kohtaan, levitä uudelleen yhteensopivaa tarttumista estävää tai kiinteää-kalvovoiteluainetta ja kiristä kontrolloidulla nopeudella ja vääntömomentilla.
