鋁制緊固件的重量是其同類鋼制緊固件重量的1/3钳榨。這種經(jīng)常被使用的合金的強(qiáng)度特性出奇的好。實(shí)際上薛耻,在強(qiáng)-質(zhì)比上,鋁制緊固件比其它任何一種工貿(mào)易用材料制成的緊固件都要高赏陵。鋁是不可磁化的饼齿。鋁的熱電傳導(dǎo)性很好蝙搔,約為同體積下銅傳導(dǎo)性能的2/3候醒。鋁有很好的加工特性,易于冷成型和熱鍛杂瘸。
鋁合金緊固件與金屬緊固件強(qiáng)度特性比較:
外螺紋緊固件鋁合金材料2024-T4、6061-T6和7075-T73的強(qiáng)度特性在B-158頁(yè)的ASTMF468有具體論述败玉;螺母鋁合金材料2024-T4敌土、6061-T6和6062-T9的強(qiáng)度特性在B-184頁(yè)的ASTMF467中有具體論述。
在這里有必要說明一下鋁合金制螺紋緊固件和其它金屬材料制緊固件在機(jī)械性能上的兩點(diǎn)差別运翼。
第一點(diǎn)就是:計(jì)算零件的負(fù)載能力時(shí)返干,要測(cè)定橫截面牙底部分的區(qū)域而不是面積更大的拉應(yīng)力區(qū)域。只有在ASTMF468的表格2中給定的機(jī)械測(cè)試樣本的抗拉血淌、屈服強(qiáng)度值才是真正的強(qiáng)度值财剖。在對(duì)整個(gè)尺寸的緊固件做強(qiáng)度計(jì)算時(shí),可以做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整癌淮。這樣在將應(yīng)力值與螺紋受力區(qū)域面積相乘以計(jì)算以磅為單位的負(fù)載能力時(shí),計(jì)算結(jié)果大約即是表中'真值'與更小的牙底區(qū)域面積的乘積乳蓄。
第二點(diǎn)是鋁合金的硬度區(qū)別很小咪橙,而且象檢查準(zhǔn)則一樣沒什么意義。作為硬度測(cè)試的替換美侦,通常引進(jìn)抗剪強(qiáng)度測(cè)試。
2024-T4型鋁合金(含4.5%的銅魂奥,1.6%的錳菠剩,1.5%的鎂耻煤,其余為鋁)是重負(fù)荷合金赠叼。它在強(qiáng)度、抗腐蝕性违霞、制造性嘴办、經(jīng)濟(jì)性的結(jié)合上達(dá)到了完美的平衡买鸽,廣泛地應(yīng)用于螺紋緊固件的制造涧郊。
用7075-T73型鋁合金(含1.6%的銅,2.5%的錳眼五,0.3%的鉻,其余為鋁)制成的螺栓看幼、螺釘和雙頭螺栓在強(qiáng)度上有了微小的進(jìn)步批旺,而且由于'T73'特殊的熱處理工藝,使它能在很大程度上阻止應(yīng)力腐蝕的發(fā)生汽煮。但昂貴的造價(jià)使它的普及受到限制。
6061-T6型鋁合金(含0.6%的硅棚唆,0.25%的銅暇赤,1%的鎂宵凌,0.2%的鉻鞋囊,其余為鋁)可用于設(shè)計(jì)對(duì)抗腐蝕能力有更高要求的內(nèi)、外螺紋緊固件瞎惫。
6062-T9型鋁合金(含0.6%的硅译株,0.25%的銅,1%的鎂挺益,0.09%的鉻歉糜,0.5%的鉛,其余為鋁)幾乎為設(shè)計(jì)螺母專用现恼。這種合金比6061-T6型鋁合金強(qiáng)度更高并有相對(duì)較好的抗腐蝕性肃续。
6062-T9型鋁合金制成的全厚度螺母有足夠的強(qiáng)度用來配合2024-T4或7075-T73型鋁合金制成的螺栓黍檩。機(jī)用螺釘、螺母和其它1/4英寸及更小尺寸的螺母用2024-T4型鋁合金制成刽酱。
鋁合金用于緊固件制造的優(yōu)勢(shì)
已經(jīng)提到的四種鋁合金在螺紋承載緊固件的制造中應(yīng)用最為廣泛,而其它的鋁合金則用于其它類型緊固件的制造業(yè)瞧捌。小固體棵里、半管和盲鉚釘分別由1100-F姐呐、5052-F殿怜、5056-F型鋁合金制得∈锷埃可熱處理的2017-T4、2117-T4鸠澈、2024-T4柱告、6061-T6型鋁合金和相對(duì)新研制出的7075-T73型鋁合金有著優(yōu)越的抗剪強(qiáng)度,并且不需要進(jìn)行'預(yù)傳動(dòng)處理'就可以傳動(dòng)笑陈。
平墊圈通常由鍍鋁的2024-T4合金制得;螺旋彈簧墊圈通常用7075-T6合金制得涵妥;攻牙螺釘可利用7075-T6合金制得乖菱;自攻螺釘由同材料合金通過陽(yáng)極處理得到蓬网。2011-T3型鋁合金(含5.5%的銅块请,0.5%的鉛,0.5%的鉍拳缠,其余為鋁)可用于制造螺紋切削機(jī)的零件墩新。
在正常環(huán)境下窟坐,鋁有足夠的抗腐蝕能力海渊。而且當(dāng)預(yù)計(jì)的暴露環(huán)境很惡劣時(shí)绵疲,它的抗腐蝕能力可以通過陽(yáng)極處理得到極大的改善臣疑。陽(yáng)極處理是一種在金屬表面形成氧化膜的電加工工藝盔憨。陽(yáng)極處理不僅增強(qiáng)了抗腐蝕的能力,同時(shí)還增強(qiáng)了對(duì)磨損和劃傷的保護(hù)能力讯沈。陽(yáng)極鍍層出于裝飾和辨認(rèn)的目的有著很多種顏色。在大氣腐蝕中缺狠,鋁在表面形成一層淡灰色的氧化膜问慎。這些腐蝕產(chǎn)物不會(huì)污染鋁的表面,或者蔓延到毗鄰的表面上挤茄,它和其他很多金屬在腐蝕作用下的表現(xiàn)在這一點(diǎn)上不一樣。
純鋁的抗拉強(qiáng)度約為13穷劈,000psi笼恰,增加少量合金元素而極大進(jìn)步強(qiáng)度是可能的。2XXX歇终、6XXX、7XXX的鋁合金對(duì)熱處理的效果很好评凝。因此追葡,實(shí)際上所有用于載荷傳遞的螺紋緊固件都由這三大類鋁合金制成。有四種鋁合金幾乎是專用的辽俗。