پیچ های شش گوشه فولاد کربنی: انواع، درجه ها و دستورالعمل های گشتاور

چه چیزی فولاد کربنی را به ماده غالب برای پیچ های شش گوش تبدیل می کند

فولاد کربنی اکثریت قریب به اتفاق پیچ های شش ضلعی تولید شده در سطح جهان را تشکیل می دهد - و دلیل خوبی هم دارد. ترکیب آن از استحکام کششی بالا، ماشین کاری و راندمان هزینه آن را به انتخاب پیش فرض در ساخت و ساز، خودرو، ماشین آلات و مونتاژ سازه تبدیل می کند. برخلاف فولاد ضد زنگ، فولاد کربنی را می توان برای دستیابی به طیف وسیع تری از سطوح سختی تحت عملیات حرارتی قرار داد و به سازندگان اجازه می دهد تا خواص مکانیکی را با توجه به نیازهای خاص هر برنامه کاربردی تنظیم کنند.

محتوای کربن خود - معمولاً بین 0.15٪ تا 0.60٪ - عامل اصلی حاکم بر سختی، شکل پذیری و جوش پذیری پیچ است. نمرات کم کربن (زیر 0.25٪) شکل پذیری عالی را ارائه می دهند و در مواردی که نیروی گیره متوسط ​​کافی است استفاده می شود. گریدهای کربن متوسط ​​(0.25٪ - 0.60٪) اسب های کار صنعت اتصال دهنده ها هستند که به طور معمول برای دستیابی به عملکرد درجه 8.8 یا بالاتر در اتصالات سازه ای سخت تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند.

یکی از معاوضه های مهم مقاومت در برابر خوردگی است. فولاد کربنی بدون عملیات سطحی در محیط های مرطوب یا بیرون اکسید می شود. این نقصی نیست که باید از آن اجتناب کرد، بلکه یک محدودیت طراحی برای مهندسی در اطراف است - انتخاب پوشش مناسب، آبکاری یا ارتقاء مواد یک بخش استاندارد از مشخص کردن است. پیچ های شش ضلعی فولاد کربنی برای شرایط بیرونی یا مرطوب

طبقه بندی درجه: تطبیق ویژگی های مکانیکی با الزامات بار

پیچ های شش ضلعی بر اساس عملکرد مکانیکی آنها درجه بندی می شوند، نه تنها بر اساس ترکیب مواد اولیه. برای اتصال دهنده های فولاد کربنی، دو سیستمی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از سیستم کلاس اموال متریک ISO (در اکثر نقاط جهان استفاده می شود) و سیستم درجه SAE (مسلط در آمریکای شمالی).

گرید 8.8 پرکاربردترین پیچ شش گوش فولاد کربنی در تدارکات صنعتی است ، ارائه ترکیبی متعادل از استحکام و شکل پذیری با قیمت رقابتی. درجه 10.9 زمانی استفاده می‌شود که الزامات پیش‌بار مشترک بیش از آنچه 8.8 می‌تواند به طور قابل اعتماد ارائه کند، استفاده می‌شود - رایج در اتصالات لوله فلنج، نصب موتور و براکت‌های ساختاری سنگین. تعیین درجه بالاتر از حد لازم به ندرت مفید است و در صورت سخت شدن بیش از حد ماده می تواند خطرات شکنندگی ایجاد کند.

پوشش های سطحی و گزینه های محافظت در برابر خوردگی

فولاد کربنی لخت در حضور رطوبت و اکسیژن به سرعت خورده می شود. بنابراین عملیات سطحی برای اکثر کاربردها اختیاری نیست - این بخش اصلی مشخصات اتصال دهنده است. انتخاب پوشش مناسب به محیط قرار گرفتن در معرض، عمر مفید مورد نیاز و اینکه آیا هدایت الکتریکی یا چسبندگی رنگ از عوامل هستند بستگی دارد.

• آبکاری روی (غیرفعال سازی آبی یا زرد): رایج ترین و مقرون به صرفه ترین گزینه. مقاومت خوردگی متوسطی را ارائه می دهد - معمولاً 72 تا 200 ساعت در آزمایش اسپری نمک (ASTM B117). مناسب برای مجموعه های داخلی و قرار گرفتن در معرض خفیف در فضای باز با نگهداری.
• گالوانیزه گرم: پوشش روی ضخیم (45 تا 85 میکرومتر) با مقاومت بسیار بالاتر در برابر خوردگی، معمولا بیش از 1000 ساعت در اسپری نمک تولید می کند. پوشش حجمی ابعادی را اضافه می کند، بنابراین پیچ های شش گوش پیش گالوانیزه معمولاً با رزوه های کمی بزرگ ساخته می شوند تا پس از پوشش، تناسب را حفظ کنند.
• پوشش داکرومت / هندسه: یک پوشش روی-آلومینیوم مبتنی بر آب که بدون آبکاری الکتریکی اعمال می شود. محبوب در کاربردهای سازه ای خودرو و فضای باز، با مقاومت عالی در برابر شکنندگی هیدروژن - یک مزیت کلیدی برای درجه های مقاومت بالا مانند 10.9 و 12.9.
• اکسید سیاه: یک پوشش تبدیل شیمیایی که به خودی خود حداقل محافظت در برابر خوردگی را ارائه می دهد، اما در مواردی استفاده می شود که یک روکش با انعکاس کم و از نظر زیبایی شناختی یکنواخت مورد نیاز است. معمولاً با یک روکش روغنی یا مومی ترکیب می شود تا مقاومت در برابر رطوبت را تا حدی بهبود بخشد.
• روغن فسفاته: یک درمان رایج برای پیچ های با استحکام بالا برای جلوگیری از شکنندگی هیدروژن در حالی که درجه ای از محافظت در برابر خوردگی را فراهم می کند. اغلب پایان پیش فرض برای بست های درجه 10.9 و 12.9 در مجموعه های ماشینکاری شده است.

توجه داشته باشید که تردی هیدروژنی یک خطر واقعی با اتصال دهنده های آبکاری شده با استحکام بالا است . ISO 4042 و ASTM F1941 پخت (معمولاً 190 درجه سانتیگراد به مدت 4 تا 24 ساعت) را پس از آبکاری برای پیچ های با استحکام کششی بالاتر از 1000 مگاپاسکال الزامی می کند تا هیدروژن جذب شده را قبل از ایجاد شکست تاخیری خارج کند.

مشخصات گشتاور و دستورالعمل های عملی سفت کردن

کاربرد صحیح گشتاور مسلماً مهمتر از خود انتخاب بست است. پیچ شش گوش با گشتاور کمتر در اثر لرزش بار گیره را از دست می دهد. یک تورک بیش از حد، خطر تسلیم شدن یا شکستن ساقه را دارد. بار گیره هدف - نه گشتاور - هدف واقعی طراحی است ، اما گشتاور عملی ترین پروکسی در کف مونتاژ باقی می ماند.

مقادیر گشتاور به ضریب اصطکاک سطوح یاتاقان و جناح های رزوه بسیار حساس است. یک جفت پیچ و مهره از فولاد کربنی خشک و روغن کاری نشده با همان بست که کمی روغن کاری شده یا با واکس روکش شده عمل می کند. اکثر جداول گشتاور منتشر شده ضریب اصطکاک (µ) را تقریباً 0.12-0.14 برای تماس فولاد با فولاد با روغن کاری کم فرض می کنند. اگر مجموعه شما از روان کننده، شرایط خشک یا ترکیب ضد گیر متفاوتی استفاده می کند، مقادیر گشتاور باید بر این اساس مجدداً محاسبه شود.

به عنوان یک دستورالعمل کلی برای پیچ های شش گوش فولاد کربنی درجه 8.8 تحت شرایط کمی روغن کاری:

• M8 × 1.25: تقریبا 23-25 نیوتن متر
• M10 × 1.5: تقریبا 46-50 نیوتن متر
• M12 × 1.75: تقریبا 79-85 نیوتن متر
• M16 × 2.0: تقریبا 195–210 نیوتن متر
• M20 × 2.5: تقریبا 380–410 نیوتن متر

برای کاربردهای حیاتی ایمنی یا چرخه بالا، نشانگرهای کشش مستقیم یا کشش مستقیم گشتاور (DTIs) نسبت به آچارهای گشتاور به تنهایی، پیش بار مشترک قابل اعتمادتری را ارائه می دهند. در سازه‌های فولادی، EN 1090 و AISC 360 روش‌های سفت کردن مورد تایید را برای پیچ‌های شش گوش با استحکام بالا در اتصالات حساس به لغزش، از جمله رویه‌های محکم به همراه چرخش مهره به عنوان جایگزینی برای گشتاور آچار کالیبره شده، مشخص می‌کنند.

استانداردهای ابعادی و مطابقت فرم نخ

پیچ های شش ضلعی فولاد کربنی با طیف وسیعی از استانداردهای ابعادی بین المللی ساخته می شوند. ISO 4017 (پیچ شش گوش تمام رزوه) و ISO 4014 (پیچ شش گوش با رزوه جزئی) بیشترین ارجاع جهانی را دارد، ابعاد سر، تحمل رزوه، و هندسه ساقه برای اتصال دهنده های متریک. DIN 931 و DIN 933 - استانداردهای آلمانی قبلی - به طور گسترده توسط مشخصات تدارکات قدیمی مورد استفاده قرار می گیرند، اگرچه آنها از نظر عملکرد تقریباً مشابه استانداردهای ISO خود هستند.

در آمریکای شمالی، ASME B18.2.1 پیچ‌های سرپوش شش‌گانه سری اینچی را کنترل می‌کند، با فرم‌های رزوه‌ای مطابق با سری Unified National Coarse (UNC) یا Fine (UNF). انتخاب گام نخ بین درشت و ریز یک تصمیم تکرارشونده در مشخصات است:

• نخ درشت (پیچ متریک استاندارد): مونتاژ سریع تر، تحمل بیشتر در برابر آسیب رزوه، و برای مواد پایه نرم یا کاربردهایی که پیچ اغلب برداشته شده و دوباره نصب می شود، مناسب تر است.
• نخ ظریف: مقاومت بیشتر در برابر شل شدن تحت ارتعاش به دلیل زاویه مارپیچ کم‌تر، بار گیره بالاتر در واحد گشتاور ورودی، و مقاومت در برابر خستگی بهتر در مجموعه‌های ماشینکاری دقیق.

سازگاری اندازه سر به آچار یکی دیگر از نگرانی های عملی است. پیچ‌های هگز ISO و DIN برای اندازه‌های خاص - به‌ویژه M10 و M12 - از قراردادهای مختلف در سراسر مسطح (AF) پیروی می‌کنند که می‌تواند باعث مشکلات سازگاری ابزار در خطوط تولید با استاندارد مخلوط شود. تأیید ابعاد فوکوس خودکار در برابر استانداردهای قابل اجرا قبل از ساخت ابزار برای مونتاژ با حجم بالا، از دوباره کاری پرهزینه جلوگیری می کند.