铰制孔螺栓厂

铰制孔螺栓的材料对环境使用要求

对特殊材料零件进行深孔螺纹加工是比较困难的。例如，在一个钛合金零件上进行深孔攻丝是非常具有挑战性的。如果在一个接近完工的零件上，由于丝锥破损产生的刮削作用而导致零件报废，这是非常不经济的。因此，为避免刮削，要求使用正确的刀具和攻丝技术。
首先需要定义什么是深孔，为什么它需要特殊的考虑。在钻削中，那些孔深大于3倍孔径的孔称为深孔。而深孔攻丝意味着攻丝深度大于丝锥直径的1.5倍以上。如当用一只直径为1/4″的丝锥加工深度为3/8″的螺纹时，这种情况通常称为深孔攻丝。
加工一个深孔螺纹，意味着刀具与工件之间需长时间的接触。同时，在加工过程中会产生更多的切削热和更大的切削力。因此在特殊材料(如钛金属类零件)的小深孔中进行攻丝容易产生刀具破损和螺纹的不一致性。
1、耐蚀材料
    金属受环境的影响而变质或劣化，一般称为腐蚀。腐蚀通常是造成铰制孔螺栓损坏的原因，难以抑制又非常耗费成本。所以铰制孔螺栓设计时首先应考虑使用于何种环境?工程师必须鉴别环境的影响，预测可能的结果及决定较佳的防范措施。腐蚀产生的原因不只是环境的影响，还应考虑电流作用、高温氧化及应力腐蚀脆化等。钢铰制孔螺栓大多采用镀金或表面处理以形成保护层，基本上保护层越厚，耐蚀效果越好，如果洛氏硬度大于HRC 40时，须注意氢脆问题。目前广泛使用于建筑工程之耐候钢就具有优良的耐蚀能力，它是一种低合金钢，含有高量铜成份可在金属表面形成抗氧化保护膜，经过数年，保护膜稳定后耐蚀性更高。但在更恶劣的环境如海洋、炼制厂、造纸工厂或化学工厂等，仅是依靠镀层或保护膜还是不够时，就应采用不锈钢或非铁金属之合金材料。
2、耐高温材料
    材料对温度有敏感的特性，当温度升高时，材料的强度会降低，超过260℃时除了强度降低外，亦会造成镀层或保护层破裂、高温氧化或腐蚀。通常非金属材料禁止使用于高温，非铁金属材料也很少，金属材料的使用范围则可从中碳钢到超合金。一般商售等级的中碳钢及合金钢铰制孔螺栓可使用在230℃以下的环境，ASTM A193规范中所叙述的AISI 4100、8600及8700系列之不锈钢及合金钢铰制孔螺栓可使用在230~480℃范围，此材料制成的铰制孔螺栓一般用于压力容器、阀门及凸缘。需要更高温度时可使用超合金，例如镍基超合金A-286及Inconel 718耐温约可达650℃，镍钴超合金M252及Waspalloy、Udimet、Rene 41等耐温约可达870℃，超过870℃时则需使用钴、钼、钛或钨等高合金含量的难熔金属，如钨基超合金耐温可高达1650℃以上。
    对镀层而言，传统的镉镀层只耐温230℃，超过230℃后便会开始熔解。镍镀层较适用于耐高温及耐腐蚀，银镀层可耐温480~750℃，更高温时任何镀层皆难能完好存在，据经验显示能耐温480℃以上之镀层并不多。
3、耐低温材料
     大部份的金属铰制孔螺栓在温度降至零下35℃时仍可维持正常功能，但只是一段时间而已，若长期曝露于0℃以下的环境，例如北极地区则会发生影响。通常温度下降时，金属材料之抗拉强度、降伏强度及抗剪强度会增加，但冲击强度、延展性及韧性会降低，例如碳钢就不适于低温的用途。
    ASTM A320所叙述的一些合金可用于耐低温，如AISI 4140、 4037、 4040、 8740适用于-73℃以上不是太过低温的环境，奥斯田铁不锈钢18-8系列可耐-150℃低温。上述这些镍铬钢长时间处于极低温的环境下，其抗拉强度及冲击强度不会有明显变化，但仍需注意。其它材料如2000系列铝合金、一些钛合金、铜合金甚至非金属类的铁弗龙亦有不错之耐低温性能。
    航天工业上为了液体燃料推进器的控制及装填，已开发出可耐温-120~-230℃的铰制孔螺栓，但是其开发及测试过程非常艰难且耗费巨额成本，因为要分别研究每一种可能使用的合金，而且也难以完整预测如此低温状况下的性能。目前经验证过的耐极低温超合金包括Inconel 718, Unitemp 212, A-286, Rene 41及Waspalloy，值得注意的是它们同时具有耐极低温及耐极高温的特性，SAE J467中有一些超合金的介绍，值得参考。