Piulițe hexagonale din oțel carbon: Ghid pentru clase de proprietate, standarde și acoperiri

A piuliță hexagonală din oțel carbon este definit de trei lucruri care determină dacă este potrivit pentru o anumită aplicație: calitatea de oțel și conținutul de carbon, clasa de proprietate care indică rezistența la tracțiune și rezistența la sarcină și finisarea suprafeței care îl protejează de coroziune. Amestecarea oricăreia dintre acestea - în special asocierea unei piulițe de clasă de proprietate scăzută cu un șurub de înaltă rezistență - este una dintre cele mai frecvente și periculoase erori în selectarea elementelor de fixare.

Conținutul de carbon și gradul de oțel determină proprietățile mecanice de bază

Piulițele din oțel carbon sunt de obicei fabricate din oțel cu carbon scăzut până la mediu, cu conținutul de carbon în general între ele 0,13% și 0,55% în funcţie de gradul de rezistenţă cerut. Oțelurile cu conținut scăzut de carbon (aproximativ 0,13–0,20% carbon) sunt mai ușor de format la rece și sunt folosite pentru piulițe cu rezistență standard, în timp ce oțelurile cu carbon mediu (0,30–0,55%) sunt folosite acolo unde este necesară o rezistență la tracțiune mai mare, adesea combinată cu tratament termic pentru a obține duritatea finală.

Tratamentul termic joacă un rol semnificativ pentru clasele de proprietăți mai înalte — călirea și revenirea măresc duritatea și rezistența la tracțiune, dar pot crește și fragilitatea dacă nu sunt controlate corespunzător, motiv pentru care nucile de calitate superioară specifică în mod obișnuit atât un interval de duritate, cât și o limită minimă/maximă, mai degrabă decât o singură valoare țintă.

Clasele de proprietate și potrivirea piulițelor cu clasele șuruburilor

În conformitate cu standardele metrice ISO (ISO 898-2), piulițele hexagonale sunt marcate cu un număr de clasă de proprietate care indică solicitarea de încărcare la care poate suporta piulița fără deformare permanentă. Acest număr trebuie corelat corect cu clasa de proprietate a șurubului pentru a se asigura că îmbinarea funcționează conform proiectării - o piuliță cu rezistență insuficientă se poate deforma sau deforma sub sarcină, chiar dacă șurubul în sine este evaluat corect.

Ca regulă practică, numărul clasei de proprietate al piuliței ar trebui să fie egal sau mai mare decât prima cifră (sau întreaga porțiune a numărului) din clasa de proprietate a șurubului pentru a se asigura că piulița nu devine punctul slab al ansamblului.

Standarde dimensionale: diferențe DIN, ISO și ANSI

Dimensiunile piulițelor hexagonale sunt guvernate de mai multe standarde care se suprapun, iar standardele de amestecare într-un ansamblu pot cauza probleme de potrivire chiar și atunci când dimensiunile nominale ale filetului par să se potrivească. DIN 934 și ISO 4032 sunt specificații pentru piulițe hexagonale standard metrice utilizate pe scară largă și sunt în mare măsură interschimbabile pentru aplicații generale, în timp ce DIN 6923 și ISO 4161 definesc piulițe hexagonale care integrează o flanșă asemănătoare unei șaibe pentru a distribui sarcina și a rezista slăbirii fără o șaibă separată.

Principalele diferențe dimensionale pe care cumpărătorii ar trebui să le verifice includ:

• Lățimea transversală (dimensiunea cheii) - în general consecventă între DIN și ISO pentru aceeași dimensiune nominală, dar piulițele ANSI/imperial folosesc un sistem de dimensionare complet diferit (de exemplu, 1/2"-13 UNC vs M12)
• Înălțimea/grosimea piuliței - piulițele hexagonale standard și piulițele subțiri (de blocare) diferă semnificativ în înălțime, piulițele de blocare fiind utilizate de obicei ca piulițe de blocare sau în cazul în care spațiul este limitat
• Pasul filetului — firele cu pas grosier sunt standard pentru utilizare generală, în timp ce firele cu pas fin oferă o reglare mai fină și o rezistență puțin mai mare la slăbire sub vibrații
• Unghiul de teșire pe fața lagărului — afectează modul în care piulița se așează pe suprafața de îmbinare și contribuie ușor la distribuția generală a sarcinii

Finisaje de suprafață și acoperiri pentru protecție împotriva coroziunii

Piulițele goale din oțel carbon sunt foarte susceptibile la rugină, astfel încât tratamentul suprafeței este aproape întotdeauna specificat pentru orice altceva în afara utilizării în interior, cu umiditate scăzută. Alegerea acoperirii afectează nu numai rezistența la coroziune, ci și coeficientul de frecare în timpul instalării, care poate influența forța reală de strângere realizată la o anumită valoare a cuplului.

1. Placare cu zinc (electroplacat): Oferă rezistență moderată la coroziune și un finisaj strălucitor, dar stratul de acoperire este relativ subțire și se poate uza în timpul instalării în fire cu toleranță strânsă.
2. galvanizare la cald: Produce un strat de zinc mult mai gros, oferind o rezistență semnificativ mai bună la coroziune pe termen lung pentru aplicații exterioare și structurale, deși grosimea adăugată necesită uneori filete interne supradimensionate pentru a menține spațiul de asamblare.
3. Oxid negru: Oferă o protecție minimă împotriva coroziunii și este utilizat în mod obișnuit cu ulei suplimentar pentru o rezistență ușoară la rugină combinată cu un aspect cu strălucire redusă.
4. Acoperiri Dacromet / Geomet: Acoperiri pe bază de fulgi de zinc care oferă rezistență ridicată la coroziune cu un strat subțire și consistent, care nu afectează în mod semnificativ potrivirea filetului - frecvente în aplicațiile auto.

Pentru aplicațiile care combină piulițe din oțel carbon cu șuruburi dintr-un metal diferit - cum ar fi șuruburi din oțel inoxidabil într-o piuliță din oțel carbon - coroziunea galvanică între metale diferite poate deveni o problemă în medii umede sau exterioare și trebuie specificată o metodă compatibilă de acoperire sau de izolare în consecință.