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摘要：汽车紧固件包含各种紧固联接成为整车的各种标准和非标准的紧固件，螺栓、螺钉等借助螺纹紧固联接的是其主要连接方式。以零件数量计算，紧固件件数占整车零件总数比例远超过其他任何一种零件，达到40%-55%，整车以及总成的总装过程就是紧固件联接各种零部件的过程。如果汽车的某些紧固件失效，严重的会导致车毁人亡，所以紧固件对汽车制造、使用都是相当重要的，但是实际上汽车紧固件在国内还没有受到足够的重视，所以本文就汽车紧固件对设计与应用的要求做出了讨论，希望可以引起人们的重视。
关键词：紧固件；汽车；汽车紧固件
1汽车紧固件
1.1汽车紧固件的概念
汽车紧固件的主要作用就是将汽车上两个或两个以上的零件紧固连接组成一体的零件，以紧固连接汽车零件为作用，有着广泛的市场。汽车紧固件是小零件，但品种很多，基本上可以分为标准和非标准紧固件这两大类，汽车常用紧固件有螺栓类、螺柱类、自攻螺钉类、螺母类、铆钉类、焊钉类、垫圈类等。
1.2汽车用紧固件的安全性
在汽车成品中紧固件所占比例很大，因而一旦发生事故，对于整个汽车所造成的损害也是非常巨大的，通过发生事故的汽车来看，由于紧固件损坏造成的事故占比高达50%以上，有的甚至危及人的生命安全，而追究紧固件损坏的原因，主要取决于紧固件使用的合理性及生产紧固件的工艺。
1.2.1失效形式
当外部对于结构件或者零件产生压力或施加负载的时候，紧固件能够使结构件保持原来的状态而不产生变形，由于结构件所承受载荷的形式多种多样，如工作载荷、预紧载荷、冲击载荷等，紧固件会在这些载荷的作用下产生失效，主要表现为断裂和松脱。如果结构件中的任何一个紧固件连接点发生断裂或者松脱，就会引起整个结构连接链的失效。紧固件发生断裂的原因主要有以下三个方面，制造紧固件的材料强度不够大，在外界载荷的作用下发生断裂；紧固件所用材料在热处理过程中不合理，使得表面有裂纹等缺陷；紧固件在外界长期载荷作用下产生疲劳断裂。
1.2.2改进方向
要想提高紧固件产品的质量，就必须严格控制选用的钢材质量和生产工艺。必须严格控制所用钢材的化学成分，要减少刚中S，P，O的含量，这些元素会使紧固件在生产中开裂。在生产汽车紧固件的过程中，要想提高汽车紧固件的产品质量，首先就要采用先进的生产设备，其次选用正确的生产工艺，以提高产品的合格率。在对紧固件进行热处理时，要严格把控加热炉内的温度、气氛和时间，减少紧固件成品表面的烧损以及脱碳。尽管生产厂商严格控制了生产工序，但是仍然难以保证产出的产品完全都是合格件。因此，生产完成后就要进行最后的分选以及检测。分选可以采用人工挑选、涡流分选、光学传感器等。
2紧固件行业热处理技术
随着汽车行业的发展，节能、轻量化、环保、小型化等要求不断增强，而汽车用紧固件也越来越受到重视。用在制造汽车紧固件上的钢材必须具备良好的强度和可塑性，经过热处理后可获得预期的综合性能。在对紧固件进行热处理时，要严格把控加热炉内的温度、气氛和时间，减少紧固件成品表面的烧损以及脱碳。热处理工艺是汽车紧固件获得良好综合性能的关键之一，不合理的热处理工艺会直接导致紧固件的失效。
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3紧固件行业表面处理技术
3. 1表面处理介绍
由于几乎所有商业紧固件都是由碳钢、合金钢制成，一些种类的紧固件希望能防止腐蚀。此外，表面处理的镀层必须附着牢固，不能在安装和卸下的过程中脱落，对于螺纹紧固件，镀层还需足够薄，使得镀后螺纹仍能旋合。一般镀层的温度限制比紧固件材料要低，因此还需考虑紧固件所处的工作温度要求。对于表面处理，人们一般关注的是美观和防腐，但紧固件的主要功能是紧固零部件，而表面处理对紧固件的紧固性能也有很大的影响，所以选择表面处理时，也应考虑紧固性能的因素，即安装扭矩——预紧力的一致性。一名高水平的设计者，不仅应考虑设计，还因注意到装配的工艺性，甚至环保要求。一般紧固件表面处理有镀锌、镀镍、镀锌镍合金、磷化、达克罗等。下面简要介绍一些紧固件常用的镀层，以供设计人员和紧固件从业人员参考。
3. 1.1电镀锌介绍
电镀锌是商业紧固件最常用的镀层。它比较便宜，外观也较好看，可以有黑色、军绿色。然而，它的防腐性能一般。一般电镀锌中性盐雾试验在72小时之内，也有采用特殊封闭剂，使得中性盐雾试验达200小时以上，但价格贵。电镀锌加工过程易产生氢脆，所以10.9级以上的螺栓一般不采用镀锌的处理。虽然镀后可以用烘箱去氢，但因钝化膜在60℃以上时将遭破坏，因此去氢后防腐性能降低。电镀锌的紧固件扭矩—预紧力一致性较差，且不稳定，一般不用于重要部位的连接。
3. 1.2磷化介绍
磷化相对镀锌便宜，耐腐蚀性能比镀锌差。磷化后应涂油，其耐腐蚀性能的高低与所涂油的性能有很大的关系。紧固件磷化常用有两种，锌系磷化和锰系磷化。锌系磷化润滑性能比锰系磷化好；锰系磷化抗腐蚀性，耐磨性较好。它的使用温度可达107~204℃。工业用紧固件很多用磷化涂油处理。因为它扭矩——预紧力一致性很好，所以在工业中使用较多。特别是一些重要零部件的连接。如发动机的连杆螺栓、缸盖、主轴承、飞轮螺栓，车轮螺栓螺母等。高强度螺栓采用磷化，还可以避免氢脆问题，所以在工业领10.9级以上的螺栓一般采用磷化表面处理。
3. 1.3达克罗介绍
达克罗又称锌铝涂覆，具有极高的防腐蚀性。达克罗优点：1、超强的耐蚀性能，其防锈效果是传统电镀锌的7-10倍以上。采用达克罗工艺处理的标准件、管接件耐盐雾试验1000h以上未出现红锈。2、无氢脆性，达克罗的处理工艺决定了达克罗没有氢脆现象，所以达克罗非常适合受力件的涂覆。3、高耐热性，达克罗可以耐高温腐蚀，耐热温度可达300℃。而传统的镀锌工艺，温度达到100℃时就已经起皮报废了。4、结合力及再涂性能好，达克罗涂层与金属基体有良好的结合力，而且与其他附加涂层有强烈的粘着性，处理后的零件易于喷涂着色，与有机涂层的结合力甚至超过了磷化膜。5、良好的渗透性，由于静电屏蔽效应，工件的深孔、狭缝，管件的内壁等部位难以电镀上锌，因此工件的上述部位无法采用电镀的方法进行保护。达克罗则可以进入工件的这些部位形成达克罗涂层。
6、无污染和公害，达克罗在生产加工及工件涂覆的整个过程中，不会产生对环境有污染的废水废气，不用三废治理，降低了处理成本。
达克罗缺点：1、达克罗的烧结温度较高、时间较长，能耗大。2、达克罗的表面硬度不高、耐磨性不好，而且达克罗涂层的制品不适合与铜、镁、镍和不锈钢的零部件接触与连接，因为它们会产生接触性腐蚀，影响制品表面质量及防腐性能。3、达克罗涂层的导电性能不是太好，因此不宜用于导电连接的零件，如电器的接地螺栓等。
结束语
随着汽车行业的市场竞争日趋激烈，汽车紧固件轻量化、环保、长寿命等方面的要求不断提高。我国的汽车紧固件的发展和应用必须要有系统的规划和设计，对汽车紧固件产业必须高度重视，汽车紧固件企业需要加大自助研发力度，制造出更安全更有利于发展的汽车紧固件，提高企业的核心竞争力。
参考文献：
[1]张先鸣.汽车紧固件热处理工艺技术及其发展[J].金属制品，2010，02：6-9.
[2]孙浩然.汽车紧固件用钢的发展动向[J].中国冶金，2011，07：7-9+36.
[3]张先鸣.汽车高强紧固件热处理工艺[J].现代零部件，2012，08：42-44.
论文作者:李华林
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/9
标签：紧固件论文; 汽车论文; 达克罗论文; 性能论文; 螺栓论文; 载荷论文; 零件论文; 《基层建设》2016年27期论文;