Parçalanma, alüminyum bileşenlerde tutukluk yapan dişlerin, yırtık sızdırmazlık yüzeylerinin ve reddedilen düzeneklerin en yaygın nedenlerinden biridir. Basit aşınmadan ziyade yapışkan bir aşınma mekanizmasıdır ve çelikteki aşınmadan farklı davranır, bu nedenle önleyici uygulamanın özellikle alüminyuma uyarlanması gerekir. Bu makale dişli ve kayar bağlantılara yönelik mekanizmayı, kaplama ve yağlayıcı seçeneklerini, alaşım seçimini ve tasarım kurallarını kapsamaktadır.
Safralanma Nedir ve Alüminyum Neden Buna Eğilimlidir?
Temas eden yüzeyler pürüzlülük seviyesinde yapıştığında ve daha sonra kayarken yırtılarak malzemeyi bir parçadan diğerine aktardığında sürtünme meydana gelir. Alüminyum üç nedenden dolayı özellikle hassastır: birçok ticari alaşım tavlanmış durumdayken yumuşaktır, metalin yük altında sabit bir yağlayıcı oksiti yoktur ve doğal oksit filmi (Al2O3) sert ama kırılgandır, bu nedenle kırılır ve taze, kimyasal olarak aktif metali açığa çıkarır ve bu metal birleşme yüzeyine anında soğuk-kaynaklanır.
Yumuşak huyluluk:O koşulundaki 1000 ve 3000 serisi alaşımlar kolaylıkla deforme olur ve yapışkan transferine en yatkın olanlardır.
Yüksek temas basıncı:küçük diş yan alanları, sıkı, ince{0}adımlı dişler ve aşırı-torklu bağlantı elemanları yükü yoğunlaştırır ve kaynağı hızlandırır.
Yağlayıcının olmaması veya yerinden çıkması:kuru montaj veya temas bölgesinden sıkılan yağlayıcı, son ayırma katmanını kaldırır.
Yaygın başarısızlık noktaları:dişli bağlantı elemanları, presleme{0}}burçları, kayan kılavuzlar, menteşeler ve elektrikli aletlerle yüksek hızda monte edilen herhangi bir bağlantı.
Aşınmayı Önleyen Kaplamalar ve Yüzey İşlemleri
İki alüminyum yüzey arasında sert veya düşük{0}sürtünmeli bir katman oluşturmak en güvenilir önleyici yoldur. Tipik kalınlık ve sertlik aralıklarıyla birlikte ana seçenekler aşağıda özetlenmiştir.
| Tedavi | Tipik kaplama kalınlığı | Kızartma etkisi |
|---|---|---|
| Sülfürik anotlama (Tip II) | 5 ila 25 µm | Sert oksit tabakası metalin-metale-temasını azaltır; aynı zamanda korozyon direncini de artırır |
| Sert eloksal (Tip III) | 25 ila 50 µm | Aşınma- yüklü kayar bağlantılar için daha yoğun, daha sert oksit |
| PTFE-emprenye edilmiş anodik katman | Temel anotlamayla aynı, kapalı gözenekli | Düşük sürtünme katsayısı; kuru çalışma ve tekrarlanan bisiklet sürme için etkilidir |
| Plazma elektrolitik oksidasyon (PEO) | 20 ila 60 µm | Yüksek sertliğe ve iyi termal stabiliteye sahip seramik dönüşüm katmanı |
| Bağlı kuru-film yağlayıcı | 5 ila 15 µm | Bir reçine bağlayıcı içinde molibden disülfit veya grafit; montajdan önce uygulanır |
Anodik katmanlar, alüminyum üzerindeki anodik oksidasyon kaplamaları için kaplama kütlesini, sızdırmazlık ve aşınma-testi gerekliliklerini tanımlayan ISO 7599 serisine tabidir. Kaplanmış ve anodize edilmiş alüminyum bağlantı elemanları üzerinde yapılan laboratuvar çalışmaları genellikle sürtünmeyle ilgili arızaların çıplak metalle karşılaştırıldığında kabaca yüzde 60 ila 80 oranında azaldığını bildirmektedir, ancak sonuç büyük ölçüde kaplama sürekliliğine bağlıdır: herhangi bir yerel kaplanmamış alan, diş tepesi hasarı veya kenar kesmesi-çıplak metali yeniden{- ortaya çıkarır ve başlangıç alanı haline gelir.
Dişli ve Kayar Bağlantılar için Yağlayıcılar
Yağlama ikinci savunma hattıdır ve genellikle uygulanması en ucuz olanıdır. Seçim esas olarak sıcaklığa, çevreye ve galvanik korozyon riskine bağlıdır.
Grafit anti-yakalama:alüminyum dişler için iyi bir genel seçim; Grafit kimyasal olarak alüminyumla uyumludur.
Nikel-bazlı tutukluk önleme-:yüksek sıcaklıktaki-birleşim yerleri ve aşınmanın en şiddetli olduğu alüminyuma monte edilen paslanmaz bağlantı elemanları için uygundur.
Bakır-bazlı tutukluk önleme-:çelik üzerinde etkilidir, ancak alüminyum üzerinde ıslak, tuz{0}} yüklü veya deniz ortamlarında bundan kaçınılmalıdır çünkü bakır bir katot görevi görür ve alüminyumun galvanik korozyonuna neden olur.
Aşırı basınç (EP) gresleri:yavaş-kayan, yüksek-basınçlı bağlantılarda sade yağlardan daha iyi performans gösterir; EP performansı normalde ASTM D2596 kapsamında dört-top testiyle sıralanır.
Katı{0}film yağlayıcılar:molibden disülfür ve tungsten disülfür, geleneksel greslerin oksitlendiği veya sıkıştığı yerlerde kayganlığı korur ve yüksek-sıcaklık ve vakum-bitişiğindeki görevlere uygundur.
Su-bazlı yağlayıcılar:yangına dayanıklılık veya düşük VOC'nin önemli olduğu durumlarda faydalıdır, ancak bir korozyon önleyici paket içermelidirler, aksi takdirde alüminyum sistemlerde çukurlaşmayı teşvik ederler.
Montaj hızı, yağlayıcının kendisi kadar önemlidir. Yüksek-hızlı güç-takımın parçalanması, yağlayıcı filmi milisaniyeler içinde yok eden yerel flaş sıcaklığı üretir; devrilme hızını azaltmak ve kontrollü tork kullanmak basit ve etkili karşı önlemlerdir.
Alaşım Seçimi, Temperleme ve Malzeme Eşleştirme
Sertlik ve mikro yapı gevşeme direncine hakimdir. Yağışla sertleştirilmiş 2000 ve 7000 serisi alaşımlar, ticari olarak saf veya düşük-alaşımlı kalitelere göre yapışma aşınmasına önemli ölçüde daha iyi direnç gösterir ve T6 temperi yüzey sertliğini daha da artırır. İşlenmiş alaşımlar genellikle döküm kalitelerinden daha iyi performans gösterir ve silikon veya nikel gibi elementlerin eklenmesi, sert ikinci-faz parçacıklarının eklenmesiyle yapışma aşınmasını azaltır. Alaşım eşleştirmesi de önemlidir: Benzer-benzer-çiftler en çok safra oluşumuna eğilimlidir, bu nedenle, galvanik uyumluluğun anotlama, izolasyon pulları veya uyumlu bir kaplama sistemi ile yönetilmesi koşuluyla, farklı bir yüzeye karşı çalışan bir alüminyum bileşen genellikle daha iyi performans gösterir. ASTM G98, kritik bağlantılar için malzeme çiftlerinin sürtünme direncini sıralamak için standart bir yöntem sağlar.
Tasarım ve Montaj Uygulaması
Konu seçimi:Diş açıklığını kabaca yüzde 15 ila 20 oranında arttırmak ve ince hatveler yerine kaba hatveleri tercih etmek, temas basıncını düşürür ve yırtılmayı azaltır.
Nişan süresi:Yükün daha fazla yan alana yayılması için alüminyumdaki diş kavramasını genellikle nominal çapın yaklaşık iki katına kadar uzatın.
Konu ekler:helisel tel veya yekpare dişli ekler yükü dağıtır ve daha sert bir birleşme yüzeyi sağlar; bu, tekrar tekrar bakımı yapılan dişli delikler için standart çözümdür.
Yüzey kaplaması:temas yüzeylerinin 0,8 µm'den küçük veya eşit Ra'ya kadar parlatılması, kaynaklanabilir pürüzlerin sayısını azaltır; Son derece ince bir ayna kaplama otomatik olarak daha iyi değildir çünkü hafif bir doku yağlayıcının korunmasına yardımcı olabilir.
Tork kontrolü:tork değerlerini belirtin ve bunları hat üzerinde doğrulayın ve son sıkma öncesinde yeni bağlantılarda düşük-tork molası-döngüsü kullanın.
Analiz:Yük taşıma geometrisinin sonlu eleman analizi-, yerel basınçların yapıştırıcı transferinin başladığı seviyenin altında tutulmasına yardımcı olur.
Sıkça Sorulan Sorular
S: Alüminyum neden çelikten daha fazla aşındırır?
Alüminyum genel temperlerde daha yumuşaktır, yüzey oksiti yük altında akmak yerine kırılır ve yeni maruz kalan metal soğuk-kolayca kaynaklanır, dolayısıyla yapışkan aktarımı çeliğe göre daha düşük temas basınçlarında başlar.
S: Hangi alüminyum alaşımları aşınmaya en iyi şekilde direnir?
2000 ve 7000 serisindeki daha yüksek-mukavemetli çökeltme-sertleştirilmiş kaliteler ve T6 ile temperlenmiş malzeme, 1000 veya 3000 serisi alaşımlardan daha iyi yapışma aşınmasına direnç gösterir. Dövme kaliteler genellikle dökümlerden daha iyidir.
S: Eloksal kaplama aşınmayı tamamen ortadan kaldırır mı?
Hayır. Eloksallama, metal yüzeyleri ayrı tutarak riski büyük ölçüde azaltır, ancak sert ve kırılgan bir katman, ağır noktasal yükleme altında çatlayabilir ve kaplanmamış herhangi bir alan veya hasarlı diş tepesi, yeni bir başlangıç noktası haline gelebilir.
S: Bakır-bazlı yapışma önleyici-alüminyum iplikler için uygun mudur?
Mekanik olarak çalışır ancak ıslak veya tuzlu-ortamlarda bakır, alüminyumun galvanik korozyonunu hızlandırır. Grafit veya nikel-bazlı bileşikler alüminyum bağlantılar için daha güvenlidir.
S: Hangi yüzey kalitesi belirtilmelidir?
Kayar ve sızdırmazlık yüzeylerinde 0,8 µm'ye eşit veya daha az bir Ra kaplaması pratik bir hedeftir. Yaklaşık 0,2 µm'nin altında fayda platoları oluşur ve yüzey artık yağlayıcıyı etkili bir şekilde tutamaz.
S: Bir bağlantı temizlendikten sonra nasıl yeniden monte edilmelidir?
Dişleri temizleyin, aktarılan malzemeyi inceleyin, hasar görmüş olan kaplamayı onarın, uyumlu bir -yakalanma önleyici veya katı-film yağlayıcıyı yeniden uygulayın ve kontrollü hız ve torkta sıkın.
