汽车标准件表处理知识

*,36,*,汽车标准件知识,1.,标准,件概述,广义的标准件包括标准化的紧固件、连接件、传动件、密封件、液压元件、轴承、弹簧等机械零件。狭义的仅包括标准化的紧固件。,使用的标准主要有中国国家标准（,GB,）、美国机械工程师协会标准（,ANSI/ASME,）等，其他日本,(JIS),、德国（,DIN,）等标准也在世界上被广泛使用。例如,GB/T3098.9-2000,；,规定标准件机械性能标准。,汽车标准件特征代号：以“汽”字汉语拼音第一位大写字母“,Q”,表示,。,根据,QC/T 3261999,标准的规定，标准件包括：,大类代号,1,2,3,4,5,6,7,8,9,产品类别,螺柱、螺栓,螺钉,螺母,垫圈、挡圈、铆钉,销、键,螺塞、扩口式管接头、管箍、管夹,滑脂嘴、封堵件、操纵联接件,卡套式管接头,其它,大径,D,小径,D,1,螺纹直径,小径,d,1,大径,d,螺纹的直径有大径（,d,或,D,）、,小径（,d,1,或,D,1,）、,中径之分。普通螺纹和梯形螺纹的大径又称公称直径,(,螺纹的最大直径,),。螺纹的顶径是与外螺纹或内螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径，即外螺纹的大径或内螺纹的小径；螺纹的底径是与外螺纹或内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径，即外螺纹的小径或内螺纹的大径。,螺纹旋向,螺纹有右旋和左旋之分。顺时针旋转时旋入的螺纹，称右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的螺纹，称左旋螺纹。工程上常用右旋螺纹。,左旋（左高右低）,右旋（右高左低）,2.,标准件的,GB,分类,Q1XXXXXX,代表螺栓、螺柱系列,例如,Q1421030,性能等级,8.8,级，,Q142,代表的是六角头带弹簧垫圈的组合件螺栓，,10,代表螺栓的公称直径是,10mm,（大径）,30,代表螺杆部分总长度（含导向部分）。材料通常为,35#,或者,SWRCH35K,2.,标准件的,GB,分类,Q140,代表六角头螺栓和平垫圈组合件；（,Q1840620,）,Q146,代表六角头螺栓和弹簧垫圈平垫组合件，,(Q1461035),Q184,代表六角法兰面螺栓,(Q1841295TF2),2.,标准件的,GB,分类,Q2XXXXXX,代表螺钉系列,例如,Q2716313,Q271,代表的十字槽盘头自攻螺钉，,63,代表螺纹公称直径是,6.3mm,，,13,代表螺纹总长度。,盘头螺钉的头部有明显的圆弧，底部带点厚度，体积相对于圆头要小，而圆头螺钉的头部就是一个圆形（从侧面看），,材料通常为,22#,2.,标准件的,GB,分类,Q3XXXXXX,代表螺母、螺母座系列,例如,Q32012,Q320,代表六角法兰面螺母，,12,代表内螺纹孔公称直径为,12 mm,（大径）。材料通常采用,35#/SWRCH35K.,2.,标准件的,GB,分类,Q4XXXXXX,代表垫圈，挡圈和铆钉系列,例如,Q40210,Q402,代表大垫圈，,10,代表内孔直径为,10 mm,。普通平垫圈常用材料,Q235,弹簧垫圈常用材料为,65Mn,。,2.,标准件的,GB,分类,Q5XXXXXX,代表销、键系列,例如,Q5003220,Q500,代表开口销，,32,代表销子直径为,3.2 mm,，,20,销子的有效长度为,20 mm,。常用材料,Q235,2.,标准件的,GB,分类,Q6XXXXX,代表环箍、管夹和卡口系列,例如,Q673B21,Q673,代表钢带弹性环箍，,21,代表成品的原始自由直径是,21 mm,。弹性环箍材料为,65Mn/51CrV4,3.,标准件强度等级,钢结构连接用螺栓性能等级分,3.6,、,4.6,、,4.8,、,5.6,、,6.8,、,8.8,、,9.8,、,10.9,、,12.9,等,10,余个等级，其中,8.8,级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经调制处理（淬火,+,回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。,螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。,例如：性能等级,8.8,级的螺栓，其含义是：,1,、螺栓材质公称抗拉强度达,800MPa,级；,2,、螺栓材质的屈强比值为,0.8,；,3,、螺栓材质的公称屈服强度达,8000.8=640MPa,。级性能等级,10.9,级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到：,1,、螺栓材质公称抗拉强度达,1000MPa,级；,2,、螺栓材质的屈强比值为,0.9,；,3,、螺栓材质的公称屈服强度达,10000.9=900MPa,。,螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。,3.,标准件的表处理方式,为什么防护件都镀锌，而不镀其他的金属？,镀锌层相对其他耐腐蚀金属层较耐腐蚀，而且自然环境中锌的含量较大。并且电镀锌工艺简单，镀层比较稳定。虽然对于钢铁腐蚀，锌是牺牲阳极保护钢铁本身，但是镀锌层不是那么容易被腐蚀掉的，锌被腐蚀后的腐蚀产物能够覆盖在镀层表面也能减缓进一步腐蚀。这些相对其他牺牲阳极型镀层都不具备。归根到底，镀锌层具有很好的经济效益和实用效益的平衡载体。,镀铅、镍都也有，但是相对于,Zn,它们各有利弊， 铅主要是铅污染很严重，镍合金 也有的， 但是价格较贵。我们说的腐蚀，在实验室条件下研究 一般大部分都是模拟海水的腐蚀 即,3.5%,或,5%NaCl,中进行腐蚀性能评定的。,电镀锌实验后为何要出光和钝化？,电镀锌钝化表面形成保护膜，提高镀锌层空气中耐腐蚀性，镀锌层如果不做钝化的话，在一般环境中，镀锌层会逐点变色，发生锈蚀,(,约一周左右,),，钝化可进一步提高镀锌层的耐腐蚀性。,3.,标准件的表处理方式,表准件表处理常用形式：电镀锌（标注方法：,Fe/Ep.Zn12.c2C,），防蚀磷化（标注方法：,Fe/ Ct .MnPh,），达克罗,Deltatone/,佳美特。,电镀锌根据钝化膜外观表面颜色的不同又可以分为,；白钝化、蓝白钝化、彩虹钝化、金黄色钝化、黑钝化、军绿色钝化。,这些钝化膜耐腐蚀强弱的顺序是,；军绿色钝化黑钝化金黄色钝化彩虹钝化蓝白钝化白钝化。,3.,标准件的表处理方式,环保达克罗,720h,无红锈,Q673C38F61,达克罗,240h,无红锈,Q1841260TF6,军绿锌,96h,无白锈,Q1840825F30,彩锌,72h,无白锈,Q1841025,白锌,24h,无白锈,我司对标准件盐雾试验的要求,:,3.,标准件的表处理方式,图纸技术要求中电镀彩锌标注方法：,Fe/Ep.Zn12.c2C,钢材是基体材料（,Fe,）,电镀锌（,Ep,）,12m,以上,彩虹铬酸盐处理,2,级,C,型,电镀军绿锌标注方法：,Fe/Ep.Zn8c2D,钢材是基体材料（,Fe,）,电镀锌（,Ep,）,8m,以上,深色铬酸盐处理,2,级,D,型,车轮螺母,(,件号：,09159-12003 ),Fe/Ep.Ni5bCr0.3r,(,钢材,电镀光亮镍,5m,以上,普通铬,0.3m,以上,),3.,标准件的表处理方式,在产品代号中具体的表处理方法：,镀彩锌采用省略的表示方法：如,Q1841025F3(,六角头螺栓,);,镀军绿表示方法：,Q1840825,F30;,防蚀磷化表示方法,:Q1841025T,F2;,镀达克罗表示方法：,Q1841260T,F6/F61,(,环保达克罗,);,T,代表螺栓等级为,10.9,级，其抗拉强度为,1000MPa.,屈服强度为,900MPa,代码,表面处理,适用产品,F,不处理，钢制件涂油,全部,F2,防蚀磷化,钢质件,F3,镀锌，彩虹色钝化,外螺纹件，内螺纹件,F30,镀军绿表示方法,非螺纹件,F31,镀锌，黑白钝化,外螺纹件，内螺纹件,F32,镀锌，漂白钝化,外螺纹件，内螺纹件,F5,防护氧化,铝制件,F6,锌铝铬涂层（,达克罗,）,外螺纹件，弹垫组合件,F9,氧化,钢质件,(,弹簧垫圈,),3.,标准件的表处理方式,常用镀锌层钝化工艺过程：,在盛有镀锌液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。通电后，镀锌液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入镀锌液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。镀锌时，阳极材料的质量、镀锌液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、等都会影响镀层的质量。,3.,标准件的表处理方式,对于镀锌：钝化液配方的不同决定了外观的颜色。,1,。彩锌钝化液组成,:,硫酸：,1020mL/L,硝酸：,3040mL/L,铬酐：,250300mL/L,室温,t,溶液中,515S,空气中,515S,该配方工艺简单，成本低，所得钝化膜颜色均匀，结合力好，耐腐蚀性高，且钝化膜具有良好的机械性能和自我修复能力，缺点是零件的废液中含大量六价铬，是剧毒和致癌物质。,锌镀层铬酸钝化工艺流程,镀锌清洗清洗出光,(2,3,HN03),2s,5s,清洗彩色钝化清洗热水洗甩干烘烤老化入库。,视屏镀彩锌钝化,.mp4,3.,标准件的表处理方式,对于镀锌：钝化液配方的不同决定了外观的颜色。,军绿色钝化液组成：,磷酸：,1015mL/L,硫酸：,4.58mL/L,硝酸：,67.5mL/L,盐酸 适量,铬酐,3050g/L, 2030C,t,溶液中,2050S,空气中,520S,该配方所形成的钝化膜均匀，致密，结合力牢固，耐腐蚀性高于彩色钝化膜。但六价铬对人和环境造成严重危害。,2,工艺流程,镀锌清洗出光,(2,3,HN03) ,清洗军绿色钝化清洗三次干燥。,军绿色钝化膜外观为油光草绿色，允许轻微淡绿色、淡黄色或微灰色。本工艺不适宜锌层厚度小于,6m,的小紧固件。,3.,标准件的表处理方式,关于彩锌颜色不一致原因：,在彩色钝化膜中，三价铬和六价铬的含量比例是随着各种因素（如时间、温度、浓度、,PH,值等）的变化而改变的，因而钝化膜的色彩也随之发生变化。三价铬化合物含量高时，膜层呈偏绿色；六价铬含量高时，膜层则呈紫红色。而且，钝化膜的颜色深浅还与膜层的厚度有关，而膜层厚度又与钝化时间或在空气中停留时间的长短有关。在实际生产过程中，是用篮筐进行钝化操作，将篮筐装入镀好的产品浸入钝化液中，按工艺规定的时间将篮筐提出，冲洗掉产品表面多余的钝化液，离心甩干，充分干燥！在整个操作过程中，可以看出在篮筐中心产品及篮筐边缘产品表面的钝化膜是不完全一致的，在颜色上也是有差异的。随着一框框产品的钝化，溶液的浓度，温度，,PH,值等条件均有一定偏差，这就造成了同一批次产品颜色差异较大！,3.,标准件的表处理方式,锌铬涂层为,GB/T 18684-2002,锌铬涂层 技术条件,所使用名称；国内通常俗称为“达克罗”。是指将水基锌铬涂料浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件或构件表面，经烘烤形成的以鳞片状锌和锌的铬酸盐为主要成分的无机防腐蚀涂层。,极强的耐蚀性 ：在涂覆量相同的情况下,锌铬涂层在湿热带海洋和工业大气条件下,其防护性能高出电镀锌、电镀镉、热浸镀锌等防护层的几倍乃至几十倍。,3.,标准件的表处理方式,不会产生,氢脆：,很适用于抗拉强度,Rm1000N/mm2,的高强度螺栓、弹簧等这类钢铁零件的表面防护，,3.,标准件的表处理方式,锌铬涂层技术的不足：,(1),普通的锌铬涂层是一种银白色的非装饰性涂层，表面粗糙度较高，在存放、转运过程中容易粘附污物，影响外观；,(2),由于锌铬涂层的主要成分是锌，而单质锌的硬度仅为,HV80,左右，从而造成锌铬涂层的整体硬度较低，不耐摩擦；,(3),锌铬涂层的导电性能不好，不宜用于导电连接的零件，如电器的接地螺栓等；,3.,标准件的表处理方式,锌铬涂层技术的工艺过程：,零件准备,喷丸处理,除尘（或除油,除锈）,涂覆锌铬涂层,烘烤,冷却,二次涂覆锌铬涂层,烘烤,冷却,检验。常用的涂覆工艺种类有一涂一烘、二涂二烘、三涂三烘。,3.,标准件的表处理方式,磷化工艺：,磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；,工艺流程：,上件脱脂漂洗磷化吹扫烘干下件,磷化,+,防锈油的表处理方式主要用于,10.9,高强度螺栓，可以避免氢脆问题。盐雾试验可以可达到,7296,小时无红锈。,3.,标准件的氢脆,氢脆：紧固件在加工和处理过程中，尤其在镀前的酸洗和碱洗以及随后的电镀过程中，表面吸收了氢原子，沉积的金属镀层然后俘获氢。当紧固件拧紧时，氢朝着应力最集中的部分转够，引起压力增高到超过基体金属的强度并产生微小的表面破裂。氢特别活动并很快渗入到新形成的裂隙中去。这种压力,-,破裂,-,渗入的循环一直继续到紧固件断裂。,通常发生在第一次应力应用后的几个小时之内。,氢脆对产品存在极大的隐患，对汽车底盘上性能要求高的地方，通常采用的,10.9,级的高强度螺栓，常采用防蚀磷化表处理方式来杜绝氢脆问题。,3.,标准件的摩擦系数,一般螺纹副在装配过程中，对螺栓、螺母施加一个扭矩,MA,这个扭矩可以分解为三部分：螺栓所受的夹紧力,FR,占,10%,，螺母与装配面得摩擦系数占,50%,，螺栓与螺母在旋转时螺纹副的摩擦系数力战,40%,，从图中可以看出，当,AB,件夹紧时，夹紧力,FR,仅占预应扭矩,MA,的,10%,左右，而螺纹及螺栓支撑面之间的摩擦力却占去了整个预扭紧力,MA,的,90%,。（有,90%,的扭矩被拧紧过程中的摩擦消耗掉,）,3.,标准件的表处理方式,螺纹的摩擦系数：,在生产过程中，对同一螺栓、螺母，采用同样的工艺方法进行装配，有时会发现不同批次的螺栓、螺母发生失效的现象。主要是螺栓拉长甚至断裂、螺栓和螺母滑牙等现象。螺纹副装配扭矩的大小、不但与螺纹直径、螺纹材料、螺纹的表面处理情况、表面粗糙度、润滑情况等情况有关系。,表处理方式,摩擦系数,磷化,+,防锈油,0.110.12,镀彩锌,0.130.15,达克罗,0.16,我司,360,前悬异响，就是由于安装螺栓表处理方式不同，导致夹紧力不同，导致了异响。,3.,标准件的表处理方式,通常情况下，如果是受交变载荷比较大的地方，尽量选用,10.9,级的高强度螺栓，且表处理方式选择防蚀磷化工艺，已减少扭矩的衰减，从而可减少异响的情况。,3.,标准件的常用材料及代号,适用产品,代码,材料,采用钢号,硬度,螺栓、螺柱,T,钢,10.9,40Cr/20MnTiB,HRC,32-39,螺栓、螺柱,T1,（省略）,钢,8.8,45/35/35k,HRC 22-32,螺母,T2,（省略）,钢,8,45/35/Q345,我司常用的标准件螺栓材质一般为是,SWRCH35K/35#/40Cr,SWRCH35K,的,S,（钢材）,W(,线,)R,（棒）,C,（冷却）,H(,冷镦,)JIS,标准,化学成份为,C,：,0.350.36 Mn:0.74 Si:0.210.25 S:0.00600.8 P:0.0070.014,在常温下利用金属塑性加工成型,材料内部组织严密、产品的机械性能好、表面光洁度好,被广泛用于螺栓、螺帽、螺钉的制做。,40Cr,中碳调制钢，为合金结构钢，碳含量为,0.37-0.45%,，含铬,0.8-1.1%,，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。该钢具有最佳的综合力学性能。,3.,标准件的表处理方式,标准件的热处理方式,:,常用调制处理：,调质即淬火和,高温回火,的综合热处理工艺。提高工件硬度强度和耐磨性的同时消除淬火时所产生的应力。使零件具有高的硬度和耐磨性，同时具有所需要的塑性和韧性。,调质件大都在比较大的动载荷作用下工作，它们承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用，有的表面还具有摩擦，要求有一定的,耐磨性,等等。总之，零件处在各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器和机构的结构件，如轴类、连杆、螺栓、齿轮等，调质处理在热处理中占有很重要的位置。,在机械产品中的调质件，因其受力条件不同，对其所要求的性能也就不完全一样。一般说来，各种调质件都应具有优良的综合力学性能，即高强度和高韧性的适当配合，以保证零件长期顺利工作。,3.,标准件的性能等级,螺母性能等级,相配的螺栓、螺钉和螺柱,螺母,1,型,2,型,性能等级,螺纹规格范围,螺纹规格范围,4,3.6,；,4.6,；,4.,.8,M16,M16,5,3.6,；,4.6,；,4.,.8,M16,M39,5.6;5.,8,M39,6,6.8,M39,M39,8,8.8,M39,M39,M16,M39,9,9.8,M16,M16,10,10.9,M39,M39,12,12.9,M39,M16,M39,注：、一般来说，性能等级高的螺母可以替代性能等级低的螺母；,、表中的数据摘自,GB/T3098.2-2000,紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹,3.,标准件的表处理方式,一：平垫 弹垫的作用？什么时候应该加双螺帽？用了双螺帽是不是可以不加弹垫，只要平垫？单螺帽,+,平垫,+,弹垫是不是也可以等同于双螺帽？,双螺帽：是利用两个螺帽之间锁紧后提供的摩擦力防松，也就是说是防松用的,弹垫：锁紧后，利用弹垫的弹性起到防松的作用，当然要较双螺母效果差。,单螺帽,+,平垫,+,弹垫：靠螺母本身的锁紧力和弹垫的防松性能，较双螺母差。,垫圈有两种 ：弹簧垫圈和平垫圈,弹簧垫圈作用是拧紧螺母以后，弹簧垫圈给螺母一个弹力，抵紧螺母，使其不易脱落 ，拧螺母时,弹簧垫片一定要放在平垫上面。,平垫作用：只是增加表面积 防止软基体的被安装件受到损坏，或者是遮挡孔用的。,弹簧垫的作用：防止螺栓因震动或热胀冷缩引起的松动。,弹簧垫主要用于防松，用于震动不大的情况，如果震动比较大的情况一般要用双螺母防松，平垫圈主要是用于增大接触面积。弹簧垫是用来防松的，在用弹簧垫时要注意开口的方向，要不然起的防松效果不大。,平垫可以保护工件表面的接触面 ，弹垫防松主要是要在其弹性变形范围内使紧固件之间始终存在一预紧力,另外还要注意的是，垫圈的强度和厚度有一定的要求。,3.,标准件的表处理方式,二、弹簧垫片的作用是：,1,，防止紧固后在使用过程中的松动。防松原理如下：,1.1.,一般螺纹都是右旋的，而弹簧垫片的螺旋方向是左旋的，在螺栓、螺母紧固的时候，弹簧垫片是顺着螺旋方向拧紧、压缩的，如果有松动的力量作用，弹簧垫片切口的尖角会与被紧固件、螺母有较大的局部接触应力和摩擦力防止松动。,1.2.,同时，紧固件组合在螺栓受到振动的轴向力时，由于各个零件受力后的弹性变形，在某一瞬时会在紧固件间产生间隙，比较容易松动。弹簧垫片的弹性力正好可以弥补瞬时会在紧固件间产生的间隙，防止松动。,2,，吸收震动能量，防止被紧固零件之间由于振动力的作用在较小的接触面上产生振动磨损，从而在一定程度上阻止（或者延缓）由于振动磨损在紧固组合各个零件之间产生间隙、或者增大间隙而失去紧固的作用。,3.,标准件的表处理方式,三、什么时候用平垫，什么时候用弹簧垫片？,1.,一般情况下，在载荷比较小、以及不承受振动载荷的情况下可以只用平垫。,2.,在载荷比较大、以及承受振动载荷的情况下，必须用平垫、弹垫组合。,3.,弹簧垫圈基本上不单独用，都是组合使用的。,