Din ce sunt făcute șuruburile? Descoperirea materialelor folosite pentru fabricarea elementelor de fixare

Șuruburile sunt componente esențiale în nenumărate proiecte de construcție și asamblare, cum ar fi șuruburile pentru lemn și șuruburile mecanice; ele servesc ca un mijloc simplu, dar sofisticat de a ține materialele împreună în mod ferm. În mod obișnuit, șuruburile sunt confecționate dintr-o varietate de metale, fiecare dintre ele fiind selectată pentru proprietățile lor particulare care se potrivesc diferitelor utilizări și medii. Cele mai comune materiale utilizate pentru șuruburi includ oțelul - care este adesea oțel carbon pentru o rezistență sporită -, oțelul inoxidabil, alama, aluminiul și, uneori, aliaje specializate pentru aplicații specifice.

Atunci când selectați șurubul potrivit pentru proiectul dvs., este esențial să luați în considerare proprietățile materialului - fie că acesta necesită un anumit nivel de rezistență la tracțiune, rezistență la forfecare sau trebuie să reziste la provocări de mediu, cum ar fi umiditatea, substanțele chimice sau fluctuațiile de temperatură.

În acest articol, vom discuta despre materialul folosit pentru a face șuruburi.

Tipul de materiale pentru șuruburi 

Pe măsură ce explorați lumea șuruburilor, veți descoperi că acestea sunt fabricate dintr-o varietate de metale și materiale nemetalice, fiecare fiind selectat pentru proprietățile sale unice, pentru a se potrivi diferitelor aplicații.

Metale comune pentru șuruburi

• Oțel: Un cal de bătaie al industriei, șuruburile din oțel sunt accesibile și robuste. Acestea sunt adesea fabricate din oțel carbon, care asigură duritatea necesară.
• Oțel inoxidabil: Cu adaos de crom, șuruburile din oțel inoxidabil rezistă la coroziune și sunt potrivite pentru aplicații în care durabilitatea este esențială.
• Alamă: Șuruburile dvs. din alamă oferă un aspect estetic cu rezistență sporită la coroziune, fiind utilizate în mod obișnuit în aplicații decorative.
• Cupru: Atunci când aveți nevoie de o rezistență suplimentară la coroziune, șuruburile din cupru sunt fiabile, deși au un cost mai mare.
• Aluminiu: Șuruburile din aluminiu sunt mai ușoare și rezistente la coroziune; sunt preferate în aplicațiile în care greutatea este o problemă.
• Titan: Pentru cel mai bun raport rezistență-greutate, șuruburile din titan sunt cele mai potrivite, deși sunt mai scumpe decât alte metale.

Materiale nemetalice

Șuruburile nu se limitează la metale; unele sunt fabricate din opțiuni nemetalice robuste:

• Plastic: Ușoare și rezistente la coroziune, șuruburile din plastic sunt utile în aplicațiile electrice și în cazul în care șuruburile metalice ar cauza interferențe.
• Aliaj de aluminiu: Acest material combină aluminiul cu alte elemente pentru a spori proprietățile, cum ar fi rezistența și rezistența la coroziune, extinzând gama de aplicații pentru șuruburile din aluminiu.

Fiecare material oferă beneficii distincte, iar alegerea dumneavoastră va depinde în mare măsură de cerințele specifice ale proiectului dumneavoastră, cum ar fi rezistența necesară, expunerea la elemente și dacă conductivitatea este un factor important.

Iată o scurtă prezentare a compoziției și a beneficiilor unor materiale comune pentru șuruburi.

Proprietăți materiale

Explorând diferitele materiale care alcătuiesc șuruburile, veți găsi o combinație de durabilitate, rezistență la coroziune și rezistență care vă vor determina alegerile.

Atributele metalului

Atunci când selectați șuruburi, atributele metalului, cum ar fi punctul de topire, durabilitatea și conductivitatea, sunt esențiale. Oțel inoxidabil, în special clasa 316, este cunoscut pentru calitatea sa excelentă. rezistență la coroziune și durabilitate, ceea ce îl face potrivit pentru utilizarea în medii dure sau marine. De exemplu, oțelul inoxidabil 316 conține molibden, care îi îmbunătățește rezistența la cloruri. Pe de altă parte, un metal precum aluminiu este apreciat pentru proprietățile sale ușoare și necorozive, deși are un punct de topire și o rezistență mai scăzute în comparație cu oțelul.

Clase de materiale

Clasele de material vă oferă o perspectivă asupra caracteristicilor specifice și a performanțelor pe care le puteți aștepta de la șuruburile dumneavoastră. Site-ul clasele sunt identificatori care vă spun despre compoziția aliajului, rezistență, și rezistență la coroziune.

• Aliaj de oțel: Cunoscut pentru rezistența ridicată și este adesea clasificat cu numere precum 8,8, 10,9 și 12,9.
• Oțel inoxidabil: Se găsește în clase precum 304, 316 și 410.
  • 304: O alegere obișnuită pentru uz general.
  • 316: Oferă o rezistență sporită la coroziune, utilizat în aplicații marine.
  • 410: Un oțel inoxidabil călit cu rezistență ridicată și rezistență ușoară la coroziune.

Oțelul inoxidabil de calitate 410 este adesea adus în discuție atunci când aveți nevoie de o duritate suplimentară și de rezistență la uzură, în timp ce 316 este prietenul dumneavoastră în lupta împotriva coroziunii, în special în mediile sărate. Adăugarea de elemente precum carbonul, cromul și nichelul în diferite cantități este cea care creează diferite grade și afectează proprietăți precum rezistența și rezistența la coroziune. Luați în considerare gradul de oțel inoxidabil alături de factori precum mediul și stresul pe care șurubul trebuie să îl suporte pentru a vă asigura că îl alegeți pe cel potrivit pentru nevoile dumneavoastră.

Calitatea materialului

Atunci când alegeți șuruburi pentru proiectele dvs., este important să luați în considerare calitățile materialelor, care influențează modul în care acestea se vor comporta în diferite medii. Iată o defalcare pentru a vă ajuta să înțelegeți cu ce lucrați.

Putere: Sarcinile dvs. grele necesită șuruburi puternice, iar aici intră în scenă oțelul sau titanul. Acestea sunt concepute pentru a face față presiunii, astfel încât nu trebuie să vă faceți griji că vor ceda atunci când contează. Pe de altă parte, alama și aluminiul, deși rămân opțiuni solide, sunt cel mai bine păstrate pentru lucrări mai ușoare.

Rezistența la coroziune: Urăști rugina? Oțelul inoxidabil, alama și anumite materiale plastice spun "Nici vorbă!" la coroziune, păstrând lucrurile impecabile. Oțelul inoxidabil este un campion în aer liber, mai ales în apropierea coastei. Dacă oțelul este singura dvs. opțiune, luați în considerare un finisaj de protecție pentru a ține la distanță temuta rugină.

Greutate: În cazul în care este necesar să se folosească încărcături mai ușoare, cum ar fi în lumea rapidă a curselor sau în ingineria aerospațială care sfidează gravitația, aluminiul și titanul sunt greutățile ușoare pe care trebuie să le folosiți. Acestea aduc rezistență fără volum, păstrând totul raționalizat și eficient.

Conductivitate: Pentru nevoile dumneavoastră electrice, conductivitatea cuprului este de neegalat, motiv pentru care se găsește adesea în aplicațiile de cablare. Iar dacă doriți să evitați un curent, șuruburile din plastic sunt izolatorul perfect, asigurând că electricitatea rămâne acolo unde trebuie.

Iată un tabel de referință rapidă pentru a rezuma lucrurile:

*Poate fi îmbunătățit cu ajutorul unor acoperiri.

Nu uitați că proiectele dvs. merită o rezistență adecvată, protecție împotriva intemperiilor, o greutate gestionabilă și proprietăți conductive adecvate. Potrivind calitățile materialelor în funcție de nevoile dumneavoastră, vă pregătiți pentru succes.

Acoperiri și finisaje

Atunci când selectați șuruburi pentru proiectul dumneavoastră, înțelegerea importanței acoperirilor și finisajelor poate influența în mare măsură durabilitatea și eficiența dispozitivului de fixare. Iată ce trebuie să știți.

Tratamente de suprafață

Zincare este cel mai frecvent tratament pe care îl veți întâlni datorită echilibrului dintre rezistența bună la rugină și prețul accesibil. Procesul de galvanizare presupune aplicarea unui strat de zinc pe oțel sau fier pentru a preveni coroziunea. Pentru un finisaj mai plăcut din punct de vedere estetic, placare cu crom așează straturi de crom pe dispozitivul de fixare, oferind o rezistență sporită la coroziune și o suprafață lucioasă. Dacă aveți nevoie de și mai multă protecție împotriva uzurii, șuruburi cu acoperire ceramică oferă un nivel avansat de apărare, deosebit de potrivit în mediile dificile.

• Acoperire cu zinc: Comună și rentabilă, asigură o protecție decentă împotriva coroziunii.
• Placare cu nichel: Oferă un echilibru între durabilitate și aspect decorativ.
• Crom: Cunoscută pentru duritate și o strălucire impresionantă.
• Acoperire ceramică: Straturile ceramice servesc drept barieră împotriva temperaturilor ridicate și a expunerii la substanțe chimice.

Beneficiile acoperirii

Longevitatea și performanța șuruburilor dvs. sunt direct legate de finisajul acestora. Un strat de acoperire performant precum zinc sau ceramică nu numai că protejează împotriva coroziunii, dar poate oferi și o funcție de lubrifiere, ceea ce facilitează procesul de instalare. În plus, anumite acoperiri sunt plăcute din punct de vedere estetic...nichel și crom oferă un finisaj argintiu elegant care poate completa designul vizual al proiectului dumneavoastră.

• Rezistența la coroziune: Esențial pentru mediile exterioare sau predispuse la umiditate.
• Apel estetic: Finisajele precum nichelul și cromul sunt atrăgătoare din punct de vedere vizual și pot contribui la design.
• Ușor de utilizat: Unele acoperiri reduc frecarea, făcând șuruburile mai ușor de instalat.

Prin alegerea acoperirii sau placării adecvate, vă asigurați că șuruburile dvs. funcționează cât mai bine pentru o perioadă cât mai lungă de timp.

Rezistența la elemente

Atunci când selectați șuruburi pentru proiectul dumneavoastră, este esențial să înțelegeți rezistența acestora la diferite elemente. Acest lucru va asigura longevitatea și durabilitatea atât a șurubului, cât și a aplicației în care este utilizat.

Rezistența la coroziune

Șuruburi din oțel inoxidabil sunt foarte rezistente la coroziune datorită adaosului de crom în aliaj. Șuruburi galvanizate, care sunt șuruburi din oțel acoperite cu un strat de zinc, oferă, de asemenea, o rezistență sporită la coroziune. Acest strat de zinc formează o barieră care împiedică umezeala și oxigenul să ajungă la oțel. Cu toate acestea, dacă stratul galvanizat este deteriorat, poate duce la apariția ruginei.

Pentru aplicații în medii marine, bronz siliconic sunt alegeri excelente datorită rezistenței lor ridicate la coroziune din cauza apei sărate. Bronzul siliconic este un aliaj realizat din cupru, siliciu și alte metale, oferind o longevitate superioară în condiții dificile.

Utilizare în diverse medii

Pentru utilizarea generală în exterior, sunt adecvate atât șuruburile din oțel inoxidabil, cât și cele galvanizate; oțelul inoxidabil oferă un echilibru între costuri și performanță pentru multe medii. În schimb, șuruburile din bronz siliconic sunt cele mai bune pentru o expunere severă, în special în cazul în care prezența sării sau a altor elemente corozive reprezintă o preocupare. Nu uitați să luați în considerare condițiile specifice cu care se vor confrunta șuruburile dvs. pentru a selecta cel mai potrivit tip pentru nevoile dvs.

Procesul de fabricație a șuruburilor

Când vă gândiți la șuruburi, s-ar putea să considerați că prezența lor este de la sine înțeleasă, dar procesul de fabricație este complex și esențial pentru producerea elementelor de fixare durabile pe care le folosiți în aplicațiile de zi cu zi.

Procese de fabricație

Capul rece este o metodă cheie în care sârma este tăiată la o lungime specificată, iar apoi capul este format la temperatura camerei.. Acest proces este eficient și rentabil, asigurându-se că capul șurubului este perfect modelat pentru a se potrivi cu dispozitivul de înșurubare. Firul de rulare urmează, unde se formează filetele pe șurub. Acest lucru se realizează sub presiune ridicată între două matrițe: Reciprocating Die, unde un zar se mișcă înainte și înapoi, și Matriță planetară, cu mai multe matrițe care se deplasează în jurul șurubului. Acest proces nu numai că modelează filetele, dar le și întărește pentru o rezistență sporită.

Formarea la rece tehnicile implică modificarea formei și dimensiunilor pieselor metalice fără adaos de căldură. Șuruburile dvs. sunt adesea supuse acestui proces pentru a obține dimensiunile precise și durabilitatea necesare pentru utilizarea lor. Prin utilizarea Formarea la rece structura metalului devine mai densă în zona crestelor și a rădăcinilor filetului, ceea ce sporește ulterior rezistența generală a șurubului.

Capetele și filetele șuruburilor

Explorând designul șuruburilor, veți înțelege cum se potrivesc diferite stiluri de cap și tipuri de filete pentru diverse aplicații. 

Înțelegerea capetelor de șurub

Succesul proiectului dvs. poate depinde de selectarea capului de șurub potrivit. Iată câteva stiluri comune:

• Flathead: Acest cap de șurub este conic, cu o față exterioară plată și o față interioară conică, permițând șurubului să se așeze la același nivel cu suprafața.
• Oval: Aceste șuruburi au o suprafață superioară de formă ovală și sunt concepute pentru a fi așezate la același nivel cu suprafața materialului în care sunt înșurubate. Acestea necesită o gaură de fixare și oferă un aspect discret datorită profilului lor redus.
• Orbitor: Aceste șuruburi, cunoscute și sub numele de șuruburi cu cap de legare, au un cap bombat cu laturi înclinate pentru a asigura un finisaj neted. Partea inferioară înclinată a capului leagă strâns șurubul de suprafața în care este înșurubat.
• Pan: Șuruburile cu cap pătrat au o suprafață superioară plană cu laturi înclinate. Acestea nu necesită o gaură de ștanțare, precum capetele ovale, iar suprafața mare de sprijin de sub cap asigură o forță de strângere bună fără a deteriora materialele moi. Capetele Pan sunt foarte versatile, deoarece pot fi utilizate cu sau fără ștanțare.

Înțelegerea tipurilor de fire 

Filetul unui șurub este caracteristica sa definitorie, iar filetele sunt de două tipuri dominante, conform Standardului Metric Thread:

• Filete grosiere: Cu o distanță mai mare între ele, sunt concepute pentru o conducere mai rapidă și o aderență mai bună pe materiale moi.
• Fire fine: Aceste filete sunt mai apropiate, oferind reglaje mai fine și o fixare mai puternică în materiale dure.

Iată 4 tipuri comune de filete de șurub:

• Fir în V: Cel mai comun profil de filet, filetele în V au un unghi de 60 de grade, potrivit pentru aplicații generale de fixare.
• Fir pătrat: Filetele pătrate au flancuri perpendiculare concepute pentru a reduce frecarea pentru transmiterea puterii.
• Acme Thread: Filetele Acme sunt trapezoidale, echilibrând rezistența și frecarea mai mică - potrivite pentru șuruburi de plumb și sarcini grele.
• Firul de contrafort: Filetele de contrafort au un flanc vertical și unul înclinat pentru o forță mare într-o direcție, dar mișcare liberă în cealaltă.

Unelte și accesorii

Înainte de a vă lansa în proiect, este important să vă echipați cu uneltele și accesoriile potrivite pentru a manipula șuruburile în mod eficient. Uneltele potrivite vor face munca mai ușoară și vor contribui la asigurarea unei montări sigure și corecte.

Unelte necesare pentru utilizarea șuruburilor

Șurubelnițe: Fără îndoială, trusa dumneavoastră de scule ar trebui să includă un set bun de șurubelnițe. În funcție de capul șurubului, veți avea nevoie de tipul corect. Iată care sunt cele esențiale:

• Șurubelniță cu cap plat: Ideal pentru șuruburi cu o singură fantă.
• Șurubelniță Phillips: Are un vârf în formă de cruce, potrivit pentru șuruburile cu fantă transversală.
• Șurubelniță hexagonală: Pentru șuruburi cu locaș hexagonal.

Exerciții: Dacă lucrați cu multe șuruburi sau cu materiale mai rezistente, o mașină de găurit electrică vă va economisi timp și efort.

• Mașină de găurit fără fir: Pentru ușurință în utilizare și manevrabilitate.
• Burghie de găurit: Un set care se potrivește cu diferite dimensiuni de șuruburi și forme de cap.

Nu uitați, alegeți întotdeauna mărimea potrivită de șurubelniță sau de burghiu pentru șurub, pentru a preveni decapitarea capului.

Produse accesorii

Pe lângă uneltele principale, luați în considerare și aceste accesorii utile:

• Suport magnetic pentru biți: Menține șuruburile atașate la burghiu, deosebit de util pentru locurile greu accesibile.
• Ghid de șuruburi: Ajută la înșurubarea șuruburilor drept și la adâncimea necesară.
• Reglarea cuplului de torsiune: Cele mai multe burghie sunt prevăzute cu această funcție pentru a preveni strângerea excesivă și deteriorarea materialului.

Prin utilizarea acestor unelte și accesorii, veți aborda sarcinile legate de șuruburi cu mai multă precizie și ușurință.