鉚釘雖小作用大

2017-12-13  來自: 深圳市文達五金制品有限公司 瀏覽次數:429

  

鉚釘雖小作用大 (轉載)


  在焊接工藝未面世前,所有工件的連接都是鉚接的,它是一種非常古老的工件連接工藝,雖

  然它有四五千年的歷史,但至今仍是主要的連接工藝之一,不可或缺。特別是在航空航天器

  制造中,鉚接工作量非常大,據稱C919大飛機的鉚釘用量以百萬個計,支線客機ARJ21的鉚釘

  用量也多達五六十萬個。

  航空器的主要結構材料為鋁合金,商用飛機的鋁制結構與零部件凈質量占飛機總凈質量

  的60%~80%。連接鋁結構與零件的鉚釘必須用電極電位差最小的鋁合金制造,當然最好是用同

  種合金的鉚釘,如果不能用同種合金鉚釘,也應用電極電位盡量相近合金,以防異種金屬和/

  或合金之間的接觸腐蝕。

  鉚釘是用線材制的,為了制造航空器及其他鋁制裝備,鋁工業及其他部門研發與加工制

  造了一系列鉚釘線專用鋁合金。鋁結構用的鋁合金材料有兩類:熱處理不可強化鋁合金及熱

  處理可強化鋁合金。這些專用鉚釘鋁合金大都已納入國家標準GB/T3197。

  鋁及鋁合金鉚釘線材尺寸

  中國鋁合金鉚釘線材生產始于1956年11月東北輕合金有限責任公司(當時名為哈爾濱鋁

  加工廠,代號一零一廠)的建成投產,鉚釘線材生產能力1000t/a;1968年9月又建成了中國

  鋁業西北鋁加工分公司(當時廠名西北鋁加工廠,代號一一三廠),生產能力300t/a,但是

  航空航天器柳釘線材仍主要由于上述兩廠生產,有些鉚釘及線材是進口的或外商在華獨資企

  業提供的,如鋁-鋰合金鉚釘等。鋁及鋁合金鉚線材尺寸及其尺寸偏差見表1(GB/T3197)。

  抗剪強度

  鉚釘在工作中受到的載荷主要為剪應力,因此,鉚釘線材必須具有一定的抗剪強度。熱

  處理不可強化的工業純鋁及鋁合金鉚釘線材的標定(GB/T3196)抗剪強度見表2,而經固溶處

  理及時效的鋁合金鉚釘線材的抗剪強度見表3。

  熱處理不可強化鋁合金鉚釘線材

  1035工業純鋁

  1035工業純鋁鉚釘用于鉚接工業純鋁制造的構件,在航空器中用于連接通風系統零部件

  、電線保護導管件、墊片等。在鋁制化工設備中有較多的應用。1035工業純鋁是一種應用廣

  泛的純鋁,它的成分(質量%):Cu0.05、Mn0.05、Mg0.05、Zn0.10、Ti0.06、V0.05、

  (Si+Fe)0.65,其他雜質單個0.03、Al99.35,高壓輸電線都是用此種鋁拉制的。

  3A21合金

  3A21合金是一種Al-Mn系不可熱處理強化的變形鋁合金,應用廣泛,半成品種類齊全,板

  、帶、箔、管、棒、型、線、緞件都有,GB/T3196與GJB2055對鉚釘線材性能、成分等作了

  規定,它的合金元素含量為1.0%Mn~1.6%Mn,線材直徑1.6mm~10.0mm,在HX8狀態成捆供應,

  抗剪強度Rc≥69N/mm2。合金的強度低,但比工業純鋁的高,冷變形可以提高其強度,有很高

  的抗蝕性,與工業純鋁的相當。在不平衡條件下的凝固組織為α-Al、Al12Mn、Al6Mn、

  Al4Mn,在退火時Al4Mn轉變為Al6Mn。Al12Mn是亞穩定的,溫度≥550℃時完全消失。另外,

  含Mn的過飽和固溶體分解時,初期形成的Al12Mn轉變為穩定的Al6Mn。合金中的雜質Fe可形

  成不溶解的Al6(FeMn)相,Si可能產生Al10Mn3Si(T)相。在航空器中用于制造油箱、汽

  油滑油導管、冷沖壓件、受力小的零件,在民品、通用設備與建筑中有著大量應用。

  5A02合金

  5A02合金是一種熱處理不可強化的Al-Mg系合金,相當于國際上的5052合金,強度低,

  塑性高,冷變形可以提高其強度,但降低塑性,抗蝕性高,可焊性好,適宜在海洋環境中工

  作,冷作硬化對合金抗蝕性及可焊性無影響,材料退火溫度350℃~410℃,GB/T3196、

  GJB2055對5A02合金鉚釘線材的有關事項作了規定,線材直徑1.6mm~10.0mm,HX8狀態成捆供

  應。退火狀態5A02合金組織由α-Al、β相(Al3Mg2)組成,雜質鐵和硅可形成Al3Fe和

  Mg2Si,還可能有AlMg2Mn和AlFeSi。線材抗剪強度Rc≥1180N/mm2。

  5A05合金

  5A05合金:一種含Mg量較高(4.80%~5.50%)與含有Mn的(0.30%~0.60%)不可熱處理強

  化的變形鋁合金,冷變形可提高強度,降低塑性,退火狀態材料的塑性高,半冷作硬化狀態

  材料的塑性中等,抗蝕性高,按GJB2055鉚釘線材在HX8狀態成捆交貨,直徑1.6mm~10.0mm,

  抗剪強度Rc≥166N/mm2。該合金通常用于制造要求有高的工藝塑性和耐腐蝕的承受中等載荷

  的焊接管道、液體容器等,鉚釘用于緊固零部件。5A05合金的抗蝕性與第二相β(Al3Mg2)

  的分布形態密切相關,當β相連續分布于晶界,合金就有相當大的晶界腐蝕和應力腐蝕開裂

  敏感性,但是經適當的退火使β相呈彌散狀態均勻地分布于晶界和晶粒,就可以顯著提高合

  金的抗蝕性,甚至消除對這兩種腐蝕的敏感性;冷作硬化、焊接、使用中的長期加熱會降低

  合金的抗蝕性,甚至會引起剝落腐蝕。5A05合金的常溫組織為α-Al+β相,Mn、Fe、Si可

  形成AlMg2Mn、AlFeSi和Mg2Si,在310℃~335℃退火可以避免β相沿晶界連續性分布。5A05

  合金相當于美國的5056合金,合金的熔化溫度范圍638℃~568℃。

  5B05合金

  5B05合金:一種含Mg量高的(4.70%~5.70%)Al-Mg系專業鉚釘合金,不可熱處理強化,

  其鉚釘用于鉚接鋁結構與鎂結構,鉚釘在退火狀態下鉚接,因為此狀態鉚釘具有最佳的塑性

  ,它的平均含鎂量5.2%,比5A05合金的5.15%略高一點點,實際上這兩個合金的合金化元素

  (Mg、Mn)含量相等,但是在雜質含量方面則有一些差別,5B05合金的Si、Fe含量分別應≤

  0.40%,而5A05合金的為0.5%,而在5B05合金中,(Si+Fe)之和應≤0.6%,可是對5A05的(

  Si+Fe)含量未作規定。5B05合金鉚釘線材直徑1.6mm~10.0mm,在HX8狀態成捆交貨,按

  GB/T3196和GJB2055的規定,合金的抗剪強度應≥157N/mm2。鉚釘在陽極氧化與重鉻酸鉀封

  孔后需退火再鉚接,如在鹽浴槽內退火,須將鉚釘裝入一頭封孔的壁薄的鋼管內(管徑<50mm

  、壁厚<1.5mm),保溫時間與空氣爐內退火相當,即40min。5B05合金線材的退火制度:

  (350℃~410℃),按材料直徑確定,不宜過長。該合金鉚釘用于鉚接在-196℃~200℃工作

  的退火狀態的鋁合金及鎂合金結構件。5B05合金的組織結構與5A05合金的相當,它的抗蝕性

  與第二相(β相-Al3Mg2)的分布形態密切相關,若連續分布于晶界,則有晶界腐蝕與應力

  腐蝕開裂敏感性,進行適當的退火可使β相呈細小的質點均勻地分布于晶界與晶內,顯著提

  高抗蝕性。冷作硬化與使用過程中長時間加熱都會降低合金的抗蝕性,甚至引發剝落腐蝕。

關鍵詞: 鉚釘           

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