這期，我們將討論什么是腐蝕以及為什么在選擇適合彈性擋圈和波簧設(shè)計(jì)的材料時(shí)，腐蝕會(huì)成為至關(guān)重要的一個(gè)因素。

什么是腐蝕以及該因素為什么對(duì)我的應(yīng)用至關(guān)重要？

腐蝕是一種自然發(fā)生的過(guò)程，它會(huì)導(dǎo)致材料逐漸劣化。腐蝕可分為全面腐蝕和局部腐蝕。全面腐蝕可導(dǎo)致材料均勻變薄，而局部腐蝕會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)蝕的發(fā)生。由于發(fā)生化學(xué)變化，腐蝕會(huì)在您的應(yīng)用中引起各種問(wèn)題，包括由于剝落、變色和氫脆導(dǎo)致的污染。腐蝕是一個(gè)可控過(guò)程，可通過(guò)調(diào)整環(huán)境條件以及適當(dāng)?shù)牟牧线x擇進(jìn)行控制。這一點(diǎn)在 Smalley 工程師為您的應(yīng)用制定設(shè)計(jì)方案時(shí)至關(guān)重要。

我應(yīng)該使用什么材料？

碳鋼和表面處理

碳鋼是一種鐵合金，可用作螺旋彈性擋圈和波簧的標(biāo)準(zhǔn)材料。該材料最適合應(yīng)用于受保護(hù)的環(huán)境，因?yàn)樵谖词褂梅冷P劑的情況下，它可能會(huì)腐蝕。變速箱中的彈性擋圈就是該材料在工業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)用例，此時(shí)該材料需要浸沒(méi)在變速箱油中。

雖然碳鋼與不銹鋼相比經(jīng)濟(jì)性更佳，但其本身并不耐腐蝕。一旦暴露于氧氣中，其鐵表面就會(huì)氧化并形成氧化鐵，又稱(chēng)鐵銹。當(dāng)這層鐵銹剝落后，會(huì)暴露出更多的游離鐵，從而不斷形成新的腐蝕。

最大程度地減少碳鋼與氧氣的接觸，可有效提高該材料的耐腐蝕性。這一點(diǎn)可通過(guò)對(duì)碳鋼表面進(jìn)行處理來(lái)完成。Smalley 會(huì)在所有碳鋼零件上使用防銹劑，這是我們標(biāo)準(zhǔn)制造工藝的一個(gè)組成部分。  或者，還可以選擇另外兩種表面處理方案：鍍鋅和磷酸鋅涂層。然而，對(duì)螺旋彈性擋圈的匝間進(jìn)行完全的電鍍或涂層覆蓋堪稱(chēng)一項(xiàng)艱難的挑戰(zhàn)。雖然碳鋼在大批量使用時(shí)成本較低，但在小批量的情況下，使用不銹鋼更具成本效益。

不銹鋼和鈍化

不銹鋼是一種耐腐蝕材料，其中含有至少12％的鉻。不同等級(jí)的不銹鋼具有不同的耐腐蝕能力。Smalley 工程師通常使用 300 系列的不銹鋼以及 17-7 沉淀硬化不銹鋼。不銹鋼等級(jí)的劃分取決于合金元素以及其各自的成分構(gòu)成。下表概述了各類(lèi)不銹鋼的應(yīng)用情況。

表 1. 不銹鋼類(lèi)型及其各自的應(yīng)用。

不銹鋼含有鉻元素，這賦予了該材料天然的氧化物層。鈍化層的存在阻止了氧化鐵的形成，這使其具備了耐腐蝕性。需要接觸氧氣才能形成一個(gè)使不銹鋼具備“不銹”屬性的鈍化層。

圖1.不銹鋼鈍化層。鉻與氧氣發(fā)生反應(yīng)，從而在材料表面形成一道保護(hù)屏障。

雖然不銹鋼具有耐腐蝕性，但它不能完全杜絕腐蝕的發(fā)生。表面上的游離鐵可以抑制氧化鐵的形成。需要對(duì)零件進(jìn)行鈍化處理，以去除游離鐵，從而確保最佳的耐腐蝕性。最常見(jiàn)的鈍化和 Smalley 的標(biāo)準(zhǔn)是 AMS 2700，方法 1，類(lèi)型2，級(jí)別 3。有關(guān)其他適用的方法，請(qǐng)咨詢(xún)Smalley 工程師。

特殊合金

Smalley 還可提供更多的特殊合金，其中包括符合 NACE 標(biāo)準(zhǔn)的材料，例如因科耐爾合金和埃爾吉洛伊非磁性合金。在不銹鋼不足以勝任某些極端環(huán)境應(yīng)用的情況下，可考慮使用這些材料。要了解有關(guān)我們的特殊材料的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：https://www.smalley.cn/materials/special

匯總

在為您的應(yīng)用選擇合適的材料時(shí)，需考慮包括環(huán)境、預(yù)算和循環(huán)壽命在內(nèi)的多個(gè)關(guān)鍵因素。以下是一份匯總表，其中概述了我們提供的某些材料的耐腐蝕性。請(qǐng)務(wù)必咨詢(xún) Smalley 工程師，以便為您的應(yīng)用選擇最佳材料。

表 2.材料與環(huán)境的比較。材料及其指定環(huán)境。

本期的內(nèi)容就到這里。歡迎下期繼續(xù)回到“專(zhuān)家咨詢(xún)”，了解更多有關(guān)波簧和彈性擋圈的知識(shí)。