一種用于畜禽養(yǎng)殖行業(yè)的緊固件生產(chǎn)工藝

邵繼元　李琳琳　郭玲

摘? 要：由于畜禽養(yǎng)殖會呈現(xiàn)高溫、高濕的酸性或堿性環(huán)境，會對螺栓、螺母、彈墊等緊固件造成腐蝕，產(chǎn)生較大的安全隱患。因此針對畜禽舍的特殊性研發(fā)了一種熱滲鋅的防腐工藝，結(jié)果表明，經(jīng)過滲鋅加涂覆處理后的緊固件防腐性能較好，可提高設(shè)備使用壽命，保證畜禽設(shè)備的安全可靠性。目前此工藝已應(yīng)用到150多個項目，年產(chǎn)量已達到500噸。

關(guān)鍵詞：真空滲鋅;涂覆液;緊固件

中圖分類號：S817? ? ? 文獻標識碼：B? ? ?文章編號：1673-1085（2020）2-0027-03

1? 引言

近年來，養(yǎng)殖行業(yè)逐漸從散養(yǎng)向群養(yǎng)，平養(yǎng)向籠養(yǎng)發(fā)展，集約化、規(guī)模化發(fā)展速度較快。畜禽每天產(chǎn)生大量的糞便尿液，糞尿發(fā)酵就會產(chǎn)生臭氣，其主要為氨氣、硫化氫、二氧化碳等;再加上舍內(nèi)高溫高濕環(huán)境，會形成酸性或堿性的環(huán)境，舍內(nèi)的機械產(chǎn)品受到越來越嚴苛的防腐挑戰(zhàn)，而關(guān)鍵緊固件，比如螺栓、螺母、彈墊等的嚴重腐蝕使機械設(shè)備存在較大安全隱患，甚至無法使用[1]。

目前畜禽養(yǎng)殖行業(yè)標準件一般采用熱鍍鋅、冷鍍鋅等形式來達到防腐的目的，但畜禽環(huán)境下已有的工藝防腐能力較差。本文采用一種滲鋅+涂覆（簡稱熱滲鋅）的一種復(fù)合新工藝，可以在不降低強度的前提下達到增強緊固件防腐能力的目的[4]。

熱滲鋅工藝與其它金屬元素擴散法相比，處理溫度較低，因此可保持被滲部件的力學性能，并且被滲部件的變形量很小。和熱鍍鋅相比，滲鋅層具有較高的硬度和耐磨性，而且滲鋅層與鐵的電位差比鋅與鐵的電位差小，作為陽極性保護層，滲鋅層具有更好的防腐蝕效果。同時，真空滲鋅屬環(huán)保產(chǎn)品，對環(huán)境和人體均無損害，符合環(huán)保部門要求，市區(qū)內(nèi)可以建廠，可有效減少運輸費用，降低成本[3]。

2? 樣件制備

目前，在養(yǎng)殖行業(yè)我們常用冷鍍鋅、熱鍍鋅等防腐處理方式作為緊固件的防腐，通過大量項目的試驗結(jié)果，三種防腐方式的效果為：冷鍍鋅<熱鍍鋅<熱滲鋅。因此，為進一步驗證此結(jié)論，采用中性鹽霧試驗的形式進行。試驗樣件分別從螺栓、螺母、彈墊三種形式的緊固件進行試驗，每一種緊固件分別取用冷鍍鋅、熱鍍鋅、熱滲鋅三種防腐方式，選用具體規(guī)格及防腐方式見表1所示：

2? 性能試驗

2.1? 力學性能試驗? 任何防腐措施都不能降低緊固件的力學性能，這是必要條件;因此，為了測試滲鋅件的性能好壞，首先要做一下力學試驗，在保證力學試驗的基礎(chǔ)上爭取較高的防腐性能。力學性能主要是通過斷裂試驗和硬度試驗進行檢測，斷裂試驗采用拉力機WSM-20KN，執(zhí)行標準GB/T228.1-2010金屬材料拉伸試驗;硬度試驗為洛氏硬度試驗機HBRV-187.5，執(zhí)行標準GB/T230.3-2012金屬材料洛氏硬度實驗[2]。碳鋼M8螺栓滲鋅前后力學對比試驗結(jié)果見表2所示：

試驗結(jié)果表明，碳鋼M8螺栓滲鋅前后力學性能不受影響，因此，滲鋅工藝對緊固件的力學性能不會造成影響。

2.2? 中性鹽霧試驗? 本次試驗采用全自動鹽霧試驗機JK-90CH，功率為1.8KW。根據(jù)相關(guān)國家標準GB/T 2423.17、IEC60068-2-11、ISO4628-3等對壓力和溫度的規(guī)定，采用5%NaCl和標準大氣壓，設(shè)置鹽霧試驗的技術(shù)指標見表4[4]：

經(jīng)過100h后，從螺栓、螺母、彈墊的試驗件可以看出，冷鍍鋅件表面已全部生紅銹，熱鍍鋅及熱滲鋅件未產(chǎn)生紅銹痕跡。經(jīng)過200h后，熱鍍鋅件開始生紅銹，熱滲鋅件未產(chǎn)生紅銹;當熱鍍鋅產(chǎn)生20%的紅銹面積（約400h），而熱滲鋅件還未出現(xiàn)紅銹痕跡。經(jīng)過1104個小時，熱滲鋅件剛剛有紅銹痕跡，熱鍍鋅件已100%生銹。由此可見，熱滲鋅具有較好的防腐能力，并且遠遠高于熱鍍鋅和冷鍍鋅。經(jīng)過1104個小時的中性鹽霧試驗，其試驗結(jié)果見圖1、圖2、圖3所示：

2.3? 養(yǎng)殖場舍內(nèi)使用試驗? 為驗證滲鋅件的實際項目使用情況，在同一個養(yǎng)殖環(huán)境內(nèi)現(xiàn)取樣，已在養(yǎng)殖場舍內(nèi)使用2年的熱滲鋅螺栓和熱鍍鋅螺栓（見圖4、圖5），可以看出冷鍍鋅表面已經(jīng)產(chǎn)生約5%的紅色銹跡，而熱滲鋅件無生銹痕跡，進一步證明了鹽霧試驗結(jié)論的正確性。

3? 現(xiàn)場推廣使用情況

研發(fā)此種防腐方式的熱滲鋅件，已被成功應(yīng)用到菲律賓、泰國、山東、江蘇、廣東、福建、黑龍江等地的超150個項目上。隨著熱滲鋅的良好防腐能力的體現(xiàn)，得到了公司和客戶的一致好評，不僅提高了公司產(chǎn)品的形象，同時也方便了客戶的檢修。節(jié)省的人力、物力，相應(yīng)提高了產(chǎn)品的強度，保證其安全性能。經(jīng)過一次次項目的實地驗證，緊固件的防腐方式逐漸采用熱滲鋅方式，年產(chǎn)量逐年升高，從剛開始年使用量的50噸，到現(xiàn)在的年使用量超過500噸。

4? 結(jié)論

新研發(fā)的滲鋅+涂覆的緊固件生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)出的熱滲鋅緊固件極大提高了防腐性能，完全適用于目前畜禽舍嚴苛的養(yǎng)殖環(huán)境。經(jīng)過一系列實驗和現(xiàn)場驗證，熱滲鋅具有較好的防腐性能，防腐性能明顯優(yōu)于熱鍍鋅、冷鍍鋅等防腐方式。對于一些防腐能力較高的零部件，也可以采用熱滲鋅的工藝生產(chǎn)。此滲鋅+涂覆工藝在畜禽養(yǎng)殖行業(yè)必將有更廣闊的使用前景。

參考文獻：

[1]? 吳勇，李春燕，劉邦貴，等.艦船零部件真空滲鋅的性能及應(yīng)用研究[J].熱加工工藝，2002（2）;23-25.

[2]? 石衛(wèi)國，杜貴林.螺栓表面滲鋅防腐新技術(shù)試驗評價及推廣應(yīng)用[J].中國海上油氣，2014（12）102-104.

[3]? 盧燕平，于福洲.滲鍍[M].北京：機械工程出版社，1985.

[4]? 趙麥群，雷阿麗.金屬的腐蝕與防護[M].北京：國防出版社，2002.

The utility model relates to a fastener production process used in livestock and poultry breeding industry

SHAO Jiyuan，LI Linlin， GUO Ling

（Qingdao Big Herdsman Machinery Co.，Ltd.， Qingdao 266000，China）

Abstract：due to the livestock and poultry breeding will present high temperature， high humidity acidic or alkaline environment， will cause corrosion to bolts， nuts， elastic pad and other fasteners， resulting in greater safety risks. Therefore， according to the particularity of livestock and poultry houses， a kind of anti-corrosion technology of hot zincizing was developed. The results showed that the anti-corrosion performance of fasteners after zincizing and coating treatment was better， which could improve the service life of equipment and ensure the safety and reliability of livestock and poultry equipment. At present， this process has been applied to more than 150 projects， the annual output has reached 500t.

Key words： vacuum zincizing coated liquid fastener