哪些因素，會(huì)降低緊固件涂膠的防松性能？

1、背景

緊固件涂防松膠廣泛應(yīng)用在汽車、電子行業(yè)，是防松的一種方式，其在成品緊固件里的成本占比是較高的，那么它能起多大的防松能力？哪些因素會(huì)降低涂膠的防松性能，該如何應(yīng)對(duì)和評(píng)估呢？

2、基本介紹

今天，我們主要介紹微膠囊粘附層防松膠的技術(shù)要求和性能。其防松的原理是在擰入螺釘后，經(jīng)過一段時(shí)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并進(jìn)行固化，固化后的膠起到螺栓的防松效果。

按照標(biāo)準(zhǔn)要求其涂覆后的螺栓的狀態(tài)如下圖所示：

其中l(wèi)b是膠水涂覆的長度，a是涂膠區(qū)域至螺紋尾部距離，a的距離通常是2-3顆牙，d是螺栓大徑，p是螺距，lb+a的尺寸為1.5d±2p，以下為標(biāo)注方法：

螺栓尺寸為M12*80,8.8級(jí)，無摩擦系數(shù)要求。

螺栓尺寸為M12*80,8.8級(jí)，有摩擦系數(shù)要求，涂膠部分摩擦系數(shù)要求為0.10-0.16，lb為30mm，a為10mm。

螺栓尺寸為M12*80,8.8級(jí)，有摩擦系數(shù)要求，涂膠部分摩擦系數(shù)要求為0.10-0.16，lb為30mm,a為10mm，需要進(jìn)行150℃的高溫涂膠性能測(cè)試。

3、涂膠對(duì)防松性能的提升比例

以M10的螺紋為例，支撐面的有效等效直徑約14.2mm，先將螺栓擰至扭矩MA。停頓一段時(shí)間后，往擰松的方向測(cè)試松動(dòng)扭矩為MLB，通過計(jì)算MLB/MA的數(shù)值，可判斷什么狀態(tài)的螺栓防松性能更佳。具體的比例如下表所示，摩擦系數(shù)越大，螺距越小，MLB/MA的數(shù)值越高，即防松性能越好。以粗牙和μ=0.15為例（該狀態(tài)為螺栓常用狀態(tài)），MLB/MA的比例為0.77左右。

那么，涂膠后的松動(dòng)扭矩相比于與涂膠前，到底能提升多少呢？從DIN267-27可以了解到，MLB/MA＞0.9，即松動(dòng)的扭矩不低于擰緊扭矩的90%，相比于摩擦系數(shù)為0.15的M10螺栓，MLB/MA提升了13%以上。

4、降低緊固件涂膠的防松性能的影響因素

那么哪些因素會(huì)降低緊固件涂膠的防松性能呢？

高溫

對(duì)于應(yīng)用在高溫位置的緊固件，如需要涂膠防松，會(huì)在圖紙上標(biāo)注涂膠測(cè)試的溫度，如上圖標(biāo)注的150℃。由于微膠囊粘附層防松膠在高溫下性能會(huì)下降，導(dǎo)致部分涂膠試驗(yàn)無法滿足下式要求：

MLB/MA＞0.9 公式1

這里需要說明的是，根據(jù)螺絲君的經(jīng)驗(yàn)，有預(yù)緊力狀態(tài)的涂膠性能試驗(yàn)比無預(yù)緊力狀態(tài)的涂膠性能試驗(yàn)難度更高，本節(jié)只討論有預(yù)緊力的扭矩試驗(yàn)。

高溫狀態(tài)不滿足公式1，是不是意味著涂膠沒有防松效果呢？標(biāo)準(zhǔn)中的附錄給出了測(cè)試方案。

為了區(qū)分，未涂膠狀態(tài)的零件松動(dòng)扭矩稱為ML，涂膠狀態(tài)的件松動(dòng)扭矩稱為MLB。首先確定涂膠的測(cè)試溫度，例如150℃，將未涂膠的螺栓按照螺紋尺寸和等級(jí)確定擰緊扭矩MA（參考上表），放置24h后，再放置150℃的烘箱中3小時(shí)，烘烤完成后，在較短時(shí)間內(nèi)測(cè)試螺栓的松動(dòng)扭矩ML，并計(jì)算ML/MA。

再對(duì)已涂膠的螺栓按照螺紋尺寸和等級(jí)確定擰緊扭矩MA（參考上表），放置24h后，再放置150℃烘箱中3小時(shí)，烘烤完成后，在較短時(shí)間內(nèi)測(cè)試螺栓的松動(dòng)扭矩MLB，并計(jì)算MLB/MA。

如下圖所示，當(dāng)MLB/MA的數(shù)值高于ML/MA時(shí)，則說明螺栓涂膠后對(duì)連接副具有防松功能。標(biāo)準(zhǔn)推薦，MLB/MA高于ML/MA的經(jīng)驗(yàn)值為10-20%。

表面潤滑

按照上圖，當(dāng)摩擦系數(shù)降低時(shí)，MLB/MA的比值就會(huì)降低。而導(dǎo)致比值降低的原因?yàn)槁菟ū砻鏉櫥?，微膠囊粘附層防松膠的附著力就會(huì)降低，這會(huì)降低固化后膠水的粘接強(qiáng)度，進(jìn)而降低了松動(dòng)扭矩?cái)?shù)值。

為了解決該問題，目前行業(yè)里通常對(duì)未進(jìn)行潤滑處理或表涂的緊固件在完成電鍍和底涂后，先進(jìn)行涂膠處理，再進(jìn)行潤滑或表涂處理。這樣既保證了防松膠的附著力，也可以有效地控制緊固件的頭部和螺紋摩擦系數(shù)。但會(huì)增加緊固件的成本。

涂膠長度短

按照標(biāo)準(zhǔn)的推薦，涂膠長度不低于0.8d。當(dāng)涂膠長度降低時(shí)，防松膠的有效粘接螺紋顆數(shù)就會(huì)減少，這會(huì)導(dǎo)致松動(dòng)扭矩達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。

涂膠長度短往往是由于結(jié)構(gòu)問題（如螺母為薄形螺母、螺紋倒角過大等因素），導(dǎo)致有效嚙合螺紋顆數(shù)低于正常螺紋連接的顆數(shù)。

對(duì)于以上問題，螺絲君建議，一方面避免短螺紋嚙合長度的設(shè)計(jì)，另一方面，可以將該防松膠涂覆在和原件相同的表面處理，但涂膠長度更長的螺栓上，只要在螺栓上測(cè)試的MLB/MA的比值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，則也說明該防松膠性能達(dá)標(biāo)。