CN112240337A - 稳定螺母支承面摩擦系数的方法及螺母 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稳定螺母支承面摩擦系数的方法及螺母，涉及紧固件连接技术领域，该方法包括以下步骤：步骤S1，使螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构；步骤S2，在螺母支承面的表面起伏的下凹区域填充固体润滑剂。本发明可以稳定螺母支承面摩擦系数，改善拧紧螺母过程中的支承面磨损，避免出现冷焊现象。
Description
技术领域
本发明涉及紧固件连接技术领域，特别涉及一种稳定螺母支承面摩擦系数的方法及螺母。
背景技术
螺母是常用的紧固件，螺母拧紧过程中，在高轴向力、大扭矩的作用下，螺母支承面摩擦力增大，螺母支承面容易出现磨损，导致螺母支承面的摩擦系数提高，反过来促使摩擦力再增大，螺母支承面进一步磨损，参见图1所示，严重情况下的螺母支承面与被连接件之间出现冷焊现象，参见图2所示。冷焊现象对于拧紧过程控制极为不利，也将影响最终的螺母螺栓连接的可靠性。
现有技术中，通常在螺母支承面和被连接件表面上涂覆油脂等润滑剂，但是实际应用效果一般。因此，亟需提出新的技术方案，稳定螺母支承面的摩擦系数，减小螺母支承面磨损，避免螺母支承面出现冷焊现象。
发明内容
本发明实施例提供一种稳定螺母支承面摩擦系数的方法及螺母，以解决相关技术中螺母拧紧时，螺母支承面容易磨损甚至出现冷焊现象的技术问题。
第一方面，提供了一种稳定螺母支承面摩擦系数的方法，包括以下步骤：
使螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构；
在螺母支承面的表面起伏的下凹区域填充固体润滑剂。
一些实施例中，在螺母支承面的表面起伏的下凹区域填充固体润滑剂，具体包括以下步骤：
将固体润滑剂与溶剂混合形成悬浮液，并将螺母浸入该悬浮液中预设的时间后取出；
使螺母表面的悬浮液中的溶剂蒸发，固体润滑剂存留填充螺母支承面的表面起伏的下凹区域。
一些实施例中，将固体润滑剂与水或有机溶剂混合形成悬浮液。
一些实施例中，通过烘烤浸入悬浮液的螺母或者将浸入悬浮液的螺母放置于自然环境中预设的时间，以使螺母表面的悬浮液中的溶剂蒸发。
一些实施例中，所述固体润滑剂为聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼或石蜡中的一种或几种。
一些实施例中，采用在螺母成型模具上预制纹路、螺母支承面机加工或螺母支承面喷丸工艺中的一种或几种，使螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构。
一些实施例中，螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构后，螺母支承面的表面粗糙度位于Ra1.6～Ra6.3之间。
一些实施例中，螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构后，螺母支承面的平面度在0.1mm内。
一些实施例中，螺母支承面的表面起伏的下凹区域填充固体润滑剂后，固体润滑剂的厚度至少为下凹区域深度的80％。
第二方面，提供了一种螺母，采用上述实施例中的稳定螺母支承面摩擦系数的方法制成。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供了一种稳定螺母支承面摩擦系数的方法及螺母，通过在螺母支承面上设置具有表面起伏的微观结构，利用下凹区域填充固体润滑剂，可以减少螺母拧紧过程中的润滑剂被挤出，稳定螺母支承面摩擦系数，改善拧紧螺母过程中的支承面磨损，避免出现冷焊现象。同时，下凹区域可以容纳螺母支承面凸出区域及被连接件流动的材料，下凹区域中填充的固体润滑剂，可以避免脱落金属与基体金属直接接触，进一步起到阻断螺母与被连接件之间出现冷焊现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的螺母拧紧试验磨损的示意图；
图2为现有的螺母拧紧试验出现严重冷焊现象的示意图；
图3为本发明的实施例提供的稳定螺母支承面摩擦系数的方法的流程图；
图4为本发明的实施例提供的螺母支承面车削后的示意图；
图5为本发明的实施例提供的螺母支承面车削后填充固体润滑剂，并进行螺母拧紧试验的示意图；
图中：1、螺母；2、被连接件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种稳定螺母支承面摩擦系数的方法，其能解决现有技术中螺母拧紧时，螺母支承面容易磨损甚至出现冷焊现象的技术问题。
参见图3所示，一种稳定螺母支承面摩擦系数的方法，包括以下步骤：
步骤S1，使螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构。具体地，可采用在螺母成型模具上预制纹路、螺母支承面机加工或螺母支承面喷丸工艺中的一种或几种，使螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构。
步骤S2，在螺母支承面的表面起伏的下凹区域填充固体润滑剂。具体地，将固体润滑剂与溶剂混合形成悬浮液，并将螺母浸入该悬浮液中预设的时间后取出。使螺母表面的悬浮液中的溶剂蒸发，固体润滑剂存留填充螺母支承面的表面起伏的下凹区域。
具体地，参见表1和表2所示，表1中的螺母支承面不车削无表面起伏的微观结构，螺母支承面涂覆固体润滑剂；表2中的螺母支承面车削具有表面起伏的微观结构，螺母支承面涂覆固体润滑剂。其它试验条件相同。
表1
表2
通过对比可知，仅在螺母表面涂覆固体润滑剂，可以将螺纹摩擦系数控制到较低水平，但螺母支承面的摩擦系数仍然很高；在螺母支承面车削的条件下涂覆固体润滑剂，可以显著改善螺母支承面的摩擦特性，使螺母支承面摩擦系数较为稳定，与螺纹摩擦系数相当。图4为螺母支承面车削后的示意图，参见图1和图5所示，分别对应表1和表2的螺母支承面的试验示意图。
与现有技术相比，本发明实施例中稳定螺母支承面摩擦系数的方法，通过在螺母支承面上设置具有表面起伏的微观结构，利用下凹区域填充固体润滑剂，可以减少螺母拧紧过程中的润滑剂被挤出，稳定螺母支承面摩擦系数，改善拧紧螺母过程中的支承面磨损，避免螺母1与被连接件2出现冷焊现象。同时，下凹区域可以容纳螺母支承面凸出区域及被连接件流动的材料，下凹区域中填充的固体润滑剂，可以避免脱落金属与基体金属直接接触，进一步起到阻断螺母与被连接件之间出现冷焊现象。
作为可选的实施方式，将固体润滑剂与水或有机溶剂混合形成悬浮液，水或有机溶剂都是易于挥发的溶剂，便于固体润滑剂存留填充螺母支承面的表面起伏的下凹区域。
作为可选的实施方式，可通过烘烤浸入悬浮液的螺母或者将浸入悬浮液的螺母放置于自然环境中预设的时间，以使螺母表面的悬浮液中的溶剂蒸发。
作为可选的实施方式，所述固体润滑剂为聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼、石蜡或其它具有润滑作用的固体微粒中的一种或几种。
作为可选的实施方式，螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构后，螺母支承面的表面粗糙度位于Ra1.6-Ra6.3之间。
作为可选的实施方式，螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构后，螺母支承面的平面度在0.1mm内。
作为可选的实施方式，螺母支承面的表面起伏的下凹区域填充固体润滑剂后，固体润滑剂的厚度至少为下凹区域深度的80％，确保填充足够的固体润滑剂。
本发明实施例还提供了一种螺母，采用上述实施例的稳定螺母支承面摩擦系数的方法制成。本发明实施例中的螺母，通过在螺母支承面上设置具有表面起伏的微观结构，利用下凹区域填充固体润滑剂，可以减少螺母拧紧过程中的润滑剂被挤出，稳定螺母支承面摩擦系数，改善拧紧螺母过程中的支承面磨损，避免冷焊现象。同时，下凹区域可以容纳螺母支承面凸出区域及被连接件流动的材料，下凹区域中填充的固体润滑剂，可以避免脱落金属与基体金属直接接触，进一步起到阻断螺母与被连接件之间出现冷焊现象。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种稳定螺母支承面摩擦系数的方法，其特征在于，包括以下步骤：
使螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构；
在螺母支承面的表面起伏的下凹区域填充固体润滑剂。
2.如权利要求1所述的稳定螺母支承面摩擦系数的方法，其特征在于，在螺母支承面的表面起伏的下凹区域填充固体润滑剂，具体包括以下步骤：
将固体润滑剂与溶剂混合形成悬浮液，并将螺母浸入该悬浮液中预设的时间后取出；
使螺母表面的悬浮液中的溶剂蒸发，固体润滑剂存留填充螺母支承面的表面起伏的下凹区域。
3.如权利要求2所述的稳定螺母支承面摩擦系数的方法，其特征在于：将固体润滑剂与水或有机溶剂混合形成悬浮液。
4.如权利要求2所述的稳定螺母支承面摩擦系数的方法，其特征在于：
通过烘烤浸入悬浮液的螺母或者将浸入悬浮液的螺母放置于自然环境中预设的时间，以使螺母表面的悬浮液中的溶剂蒸发。
5.如权利要求2所述的稳定螺母支承面摩擦系数的方法，其特征在于：
所述固体润滑剂为聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼或石蜡中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的稳定螺母支承面摩擦系数的方法，其特征在于：
采用在螺母成型模具上预制纹路、螺母支承面机加工或螺母支承面喷丸工艺中的一种或几种，使螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构。
7.如权利要求1所述的稳定螺母支承面摩擦系数的方法，其特征在于：
螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构后，螺母支承面的表面粗糙度位于Ra1.6～Ra6.3之间。
8.如权利要求1所述的稳定螺母支承面摩擦系数的方法，其特征在于：
螺母支承面上形成具有表面起伏的微观结构后，螺母支承面的平面度在0.1mm内。
9.如权利要求1所述的稳定螺母支承面摩擦系数的方法，其特征在于：
螺母支承面的表面起伏的下凹区域填充固体润滑剂后，固体润滑剂的厚度至少为下凹区域深度的80％。
10.一种螺母，其特征在于，采用权利要求1所述的稳定螺母支承面摩擦系数的方法制成。
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