关于空调用组合件螺钉镀层耐蚀性能分析研究

姚晶晶 陈义宝 陈星羽 夏 文

格力电器(合肥)有限公司 安徽 合肥 230088

0 引言

螺钉是一种常用的紧固件,在空调产品中体积较小容易被忽略,但在空调中起着重要的作用,在产品组装时,一个重要的环节就是组件与组件的连接,起到固定作用。

1 事件背景

为提高螺钉紧固件的使用寿命,对其表面进行涂、镀处理以提高耐腐蚀能力,延缓基体腐蚀速率。室外机在恶劣的环境下紧固件能够满足使用要求,紧固螺钉多使用久美特镀层。本文主要模拟验证螺钉经过风批的紧固后镀层是否受到损伤以及对耐蚀性的影响进行相关验证。

图1 螺钉基本结构图

2 实验分析与验证

2.1 验证装配对镀层的影响

2.1.1 取样、方法

实验条件：中性盐雾试验PH 值=6.5-7.2,浓度50±5g/L,温度35±2℃,时间360h

为验证装配是否对镀层造成损伤,使用配套的风批头模拟装配情况,用风批头把螺钉固定在塑料板上,固定时只需对螺钉施加旋转拧入力,不施加下压力,手工拧入。为保证试验准确性,安排对同厂家、同编码、同批次、同包装袋内物料安排实验,试验后外观如下：

图2 未使用风批头柠入

图3 使用风批头柠入

小结：未使用风批头拧紧的螺钉在360h中性盐雾试验结束后螺钉头部镀层表面光滑未出现腐蚀、生锈现象;而使用风批头拧紧的螺钉在360h中性盐雾试验结束后部分螺钉头部镀层出现腐蚀生锈现象。

从试验得出：使用风批头装配时会对螺钉镀层造成一定程度的损伤,镀层破损导致基材无法有效得到保护,从而影响耐蚀性。

2.2 验证镀层损伤对耐蚀性的影响

按照企标进行500h中性盐雾试验,分别使用与之配合的风批头模拟实际打紧操作进行装配,分四种模拟试验：打紧一次(1号),打紧一次然后拆除并再次打紧(2号),连续三次打紧(3号),未使用风批头打紧(4号)来验证镀层在不同的破坏情况下镀层耐蚀性的差别程度。

图4

图5

图6

图7

小结：螺钉经过风批头的装配后,头部十字槽处镀层出现了损伤,在经过中性盐雾试验时损伤部位最先出现腐蚀,后开始蔓延至整个螺钉头部。经过损伤的螺钉头部十字槽均不能满足企标要求的500h中性盐雾试验,且装配次数越多,螺钉表面镀层受到损伤越严重,而未经过风批头装配的物料表面镀层未受损伤,能够全部通过企标要求的500h中性盐雾试验。

2.3 验证镀层厚度及均匀性的影响

验证不同螺钉镀层厚度耐损伤能力,对不同厂家螺钉进行镀层厚度测试、镀层均匀性进行比对如下：

2.3.1 A 厂家螺钉验证：

图8

经过解剖、研磨,使用金相显微镜测试此 厂家镀层厚度为0.011—0.017mm,镀层表面连续性较好,基本无明显镀层断裂点,均匀性较好,500h中性盐雾试验结束后无螺钉出现生锈现象。

2.3.2 B厂家螺钉验证：

图9

经过解剖、研磨,使用金相显微镜测试此厂家镀层厚度为0.014—0.019mm,镀层表面连续性较差,存在明显镀层断裂点,均匀性较差,镀层与基体结合不够紧密,500h中性盐雾试验结束后其中2颗螺钉已出现腐蚀生锈现象。

注：用Minitab 评估过程能力(Cpk)是否受控,Cpk＜0.67,过程能力较差;0.67＜Cpk＜1,过程能力不足;1＜Cpk＜1.33,过程能力尚可;1.33＜Cpk＜1.67,过程能力良好;1.67＜Cpk,过程能力较好。

小结：从测试数据可以看出：A 厂家螺钉镀层厚度波动较小,Cpk=1.53,过程能力良好,因此镀层表面连续性较好,基本无明显镀层断裂点,500h中性盐雾试验结束后无螺钉出现生锈现象;B厂家螺钉镀层厚度波动较大,Cpk=0.69,过程能力不足,因此镀层表面连续性较差,存在明显镀层断裂点,500h中性盐雾试验结束后部分螺钉已出现腐蚀生锈现象

3 总结

在实际使用过程中,风批头的装配及旋转打紧会导致螺钉镀层受到损伤,镀层受到损伤部位基材裸露,在室外环境中基材极易受到腐蚀发生生锈现象。且装配次数越多,对镀层的损伤越大,螺钉发生腐蚀生锈的时间越短,腐蚀面积越大,因此螺钉尽量避免二次装配,保证螺钉表面镀层完整性。

螺钉表面镀层厚度与均匀性影响着螺钉的耐中性盐雾能力。镀层厚度影响较为轻微,而镀层的均匀性影响较大,如果螺钉镀层不均匀,镀层孔洞较多将直接使基材暴露,基材耐蚀性较低极易出现腐蚀生锈现象,因此提高镀层均匀性将会提高螺钉整体耐蚀性。