螺栓咬死(螺纹黏着)是拆卸时因摩擦过大导致无法转动甚至螺纹损坏的现象,主要原因及解决方法如下:
材料匹配性差
硬度差异大:螺栓硬度高于螺母(如12.9级螺栓配8.8级螺母),装配时螺母螺纹发生塑性变形,金属黏着。
材料相容性:不锈钢螺栓与普通钢螺母在潮湿环境中易发生电化学腐蚀,加速咬死。
表面处理缺陷
镀层不均匀:电镀锌层过厚或存在孔隙,导致局部摩擦系数升高。
润滑不足:未使用润滑剂或润滑剂失效(如高温下油脂碳化)。
装配工艺问题
预紧力失控:扭矩过大导致螺纹塑性变形(如扭矩超标30%时,螺纹变形量达0.2mm)。
振动松动:未采取防松措施(如弹簧垫圈),振动导致螺纹微动磨损,表面粗糙度升高。
环境因素
高温氧化:温度>200℃时,螺纹表面氧化层硬度增加,摩擦系数上升(如发动机排气歧管螺栓)。
腐蚀介质:盐雾或化学物质侵蚀螺纹表面,形成腐蚀产物堵塞间隙。
硬度匹配:螺栓与螺母硬度差控制在50HB以内(如10.9级螺栓配10级螺母)。
不锈钢螺栓处理:采用稳定化处理(如321不锈钢),减少晶间腐蚀倾向。
案例:航空发动机高压涡轮螺栓采用INCONEL 718合金,耐高温(650℃)且抗黏着。
镀层选择:
锌镍合金镀层(Zn-Ni):耐盐雾>1000小时,摩擦系数0.12-0.15。
达克罗涂层(无铬锌铝):耐高温300℃,适合振动工况。
润滑方案:
装配前涂抹MoS₂膏体(摩擦系数0.05-0.1),高温下形成润滑膜。
固体润滑螺栓:螺纹表面嵌入PTFE颗粒,实现终身润滑。
预紧力精准控制:
扭矩法:使用定值扳手,误差±5%(如M12螺栓目标扭矩90N·m,实际85.5-94.5N·m)。
转角法:分两阶段拧紧(贴合扭矩+计算转角),精度±3%。
防松设计:
弹簧垫圈+尼龙锁紧螺母复合防松,振动工况下预紧力衰减≤15%。
液压拉伸器:对高精度螺栓(如风电主轴)采用轴向拉伸,均匀分布载荷。
高温防护:
螺栓头下安装隔热垫片(如陶瓷纤维),减少热传导至螺纹。
使用耐高温润滑剂(如石墨粉),适用温度>400℃。
防腐设计:
螺母六方面涂覆密封胶(如乐泰243),防止腐蚀介质侵入。
不锈钢螺栓经钝化处理,耐点蚀能力提升3倍。
渗透松动剂:使用WD-40或螺栓松动剂,渗透间隙后等待10-15分钟再拆卸。
加热法:对碳钢螺栓加热至200-300℃,利用热膨胀差异松动(不锈钢禁用,避免晶间腐蚀)。
超声波振动:使用超声波工具产生高频振动,破坏氧化层黏着。
汽车底盘螺栓:采用Zn-Ni镀层+ MoS₂润滑,经5000km振动测试后,拆卸扭矩衰减≤10%。
风电齿轮箱螺栓:液压拉伸器+ PTFE涂层,在20年设计寿命内,咬死失效率为0.1%。
航空发动机螺栓:INCONEL 718合金+石墨润滑,高温(650℃)下拆卸扭矩仅增加15%。
通过材料匹配、表面优化、工艺控制及环境防护,可有效预防螺栓咬死,确保连接可靠性与维护效率。