不锈钢螺丝锁死问题分析及解决措施

2021-11-25王辉，尉伟华，朱令超，刘小丽，武惠恩

品牌与标准化 2021年6期

关键词：螺丝不锈钢措施

王辉，尉伟华，朱令超，刘小丽，武惠恩

【摘要】不锈钢螺丝是机械装配、紧固等必不可少的器件之一，不锈钢螺丝锁死问题在工程施工过程中经常发生，为了更好地解决此类问题，分别从材质，故障原因、解决措施等多个方面进行分析，针对不同情况提出相应的改进措施。

【关键词】不锈钢;螺丝;锁死;措施

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.06.021

Analysis and Solution of Locking Problem of Stainless Steel Screw

WANG Hui1，WEI Wei-hua1，ZHU Ling-chao1，LIU Xiao-li1，WU Hui-en2

（1.Shanxi Xinhua Chemical Defense Equipment Research Institute Co.，ltd.，Taiyuan 030008，China;2.Anti chemical warfare Military Representative Office of the anti chemical warfare military representative Bureau of the Army Equipment Department of the Chinese people's Liberation Army in Taiyuan，Taiyuan 030006，China）

Abstract： Stainless steel screw is one of the indispensable devices for mechanical assembly and fastening. The locking phenomenon of stainless steel screws often occurs in the process of engineering construction. In order to better solve this kind of problem，this paper analyzes from the aspects of material，fault causes and solving measures，and puts forward corresponding improvement measures for different situations.

Key words： stainless steel;screw;locking;measures

在日常生活和工業生产制造中，螺丝作为必不可少的标准件为我们的生活和生产带来了很大的便捷。但是，在使用过程中也存在一些不足，尤其在装配过程中时有发生不锈钢螺丝锁死现象，这让工程技术人员头痛不已。其主要表现为螺丝紧固过程中出现黏着现象，导致拆卸困难或无法紧固，最终使设备的维护、维修受到影响。在金属件连接过程中，也存在不锈钢螺丝锁死的问题。鉴于这些情况，我们结合日常过程中产生的问题进行了系统分析，针对不同的问题提出了处理措施。

1 不锈钢螺丝的材质

不锈钢螺丝按照性能等级分为：45、50、60、70、80;按照不锈钢材质分为：奥氏体、马氏体、铁素体等。

1.1 奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢是碳与合金元素在γ-Fe中溶解所形成的固溶体，状态依然保持着γ-Fe的面心立方晶格结构。奥氏体是一般钢在高温条件下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。有些淬火钢能让一部分奥氏体保持到室温，通常这种奥氏体叫残留奥氏体。奥氏体大多数由等轴状的多边形晶粒组成，晶粒内部存在孪晶。在加热转变快要结束的时候奥氏体晶粒比较细小，晶粒边界呈无规则状的弧形。经过加热或者保温，晶粒会逐渐长大，晶粒边界最终趋向平直化。在临界点A1温度以上是珠光体逆共析转变形成。在钢中加入足量的奥氏体相区的化学元素Ni、Mn等，可以让奥氏体在室温下稳定，如奥氏体钢，分为A1、A2、A4。图1是奥氏体组织及奥氏体螺丝示意图。

1.2 马氏体不锈钢

马氏体不锈钢是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，其主要分为板条马氏体和针状型马氏体。图2是马氏体组织及马氏体螺丝示意图。板条马氏体由尺寸基本相同的细马氏体条定向平行排列，构成了马氏体束或马氏体领域。各个领域之间位向差距较大，一个原始奥氏体晶粒内包含多个不同取向的领域，温度较高的形成板条状马氏体。后期冷却过程中大概率发生回火，形成的过程中马氏体内部析出碳化物，所以出现侵蚀发暗的表征现象。

针状型马氏体，又叫片状马氏体、高碳马氏体，主要特征是：奥氏体晶粒内形成的第一片马氏体片粗大。贯穿整个晶粒，对奥氏体晶粒进行切割，使马氏体的大小受到了一定的限制，贯穿整个晶粒，对后期形成的马氏体大小产生限制，故而造成马氏体大小不一，无规则分布，针状马氏体按一定方位形成。在马氏体针叶中有一种脊面，C含量越高马氏体越尖，同时在马氏体之间会伴有白色残留奥氏体。

1.3 铁素体不锈钢

铁素体不锈钢是碳与合金元素在α-Fe中溶解形成的固溶体。亚共析钢中冷却较慢的铁素体呈现出块状，晶界圆滑，当C含量接近共析成分的时候，铁素体会沿晶粒的边界缓慢析出，分为C1、C2、C4不锈钢。图3铁素体组织及铁素体螺丝示意图。

2 不锈钢螺丝生锈原因

不锈钢螺丝，具有防锈特性，是因为不锈钢材质表面受损伤时，表面会产生一层氧化层，从而阻止外界气体对深层的材质进行腐蚀，但出现以下情况时，就有可能出现锈蚀。

1）在潮湿的空气中，粉尘或其他类金属颗粒的附着物与螺丝表面的冷凝水，形成一个微电池，引起电化学反应，导致保护膜受到破坏，也就是常说的电化学腐蚀;2）螺丝表面粘有机物液体（如瓜果汁、菜汁、面汤、痰等），在有水、氧气的情况下，形成有机酸，有机酸长期对金属表面进行腐蚀;3）不锈钢螺丝表面黏附含有酸、碱、盐类物质（如碱性水、石灰水等），引起局部腐蚀;4）有污染的空气（如含大量硫化物、碳氧化物、氮氧化物的大气），遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸等，引起化学腐蚀。

3 不锈钢螺丝锁死的原理

当不锈钢螺丝使用时，螺母与螺丝杆的螺纹之间产生很大的压力和热力，造成氧化铬层破坏，螺纹之间发生剪切力或者阻塞，导致螺纹之间发生咬合，伴随着咬合的不断加力，螺纹之间出现铁削，最终就会完全锁死，无法再退出或拆卸。锁死现象发生的基本顺序为：不锈钢螺丝紧固—螺纹咬合—螺纹受力—阻塞、剪切—黏着—锁死，这个过程可能发生在短短的几秒钟内。

出现不锈钢螺丝锁死现象，经过分析主要有以下几种：1）牙纹粗糙或有异物沾粘，如有焊点及其他金属屑夹在牙纹间，会导致锁死;2）拧紧力过大或拧紧速度过快，拧紧力过大容易使牙纹间产生较大压力而导致锁死，拧紧速度过快容易使牙纹间温度急速上升而锁死;3）施力方向角度错误，紧固时拧紧方向与螺栓轴向不垂直，容易导致锁死。

4 防止不锈钢螺丝锁死的措施

1）选用不同材质的螺栓与螺母进行配合，防腐要求高的场合选择316，强度要求高的场合选择201;

2）不锈钢螺丝选择不宜太长，一般情况下螺纹留出2个牙口较为合适，既可以保证紧固效果，又可以防止螺纹损坏;

3）使用前必须对螺纹进行清理，坚决杜绝螺纹之间存在异物，一旦有异物就会加大螺杆和螺母之间的阻力，造成锁死;

4）使用前增加润滑，保证螺杆与螺母之间在安装时容易分開，润滑剂可以选用黄油、二硫化钼、石墨、生料带等，减少锁死现象的发生;

5）扳手的拧紧力度和角度对不锈钢螺丝的紧固都有很大的影响，所以在使用扳手拧螺丝的时候避免力量过大或者速度过快;

6）用力方向，必须保持螺母与螺杆垂直，使用垫圈可以减小锁紧力，扳手使用时，尽量使用手动扳手，防止出现扭曲现象;

7）使用次数限制，连续使用最多不能超过2次。

5 结论

本文通对不锈钢螺丝材质、生锈原因、锁死原因、处理方法、预防措施进行分析，解决生产中存在的实际问题。通过合理选择螺栓与螺母的材质、优化螺丝自身性能、规范作业过程等，减少锁死现象的发生，提高配件拆卸、装配的效率，尽可能从源头上防止不锈钢螺丝锁死的现象发生。

【参考文献】

[1] 许士军，杨华荣.解决不锈钢螺栓与螺母咬合问题的几种方法[J].环球市场信息导报，2015（18）：42-43.