一种用于畜禽养殖行业的紧固件生产工艺
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摘 要：由于畜禽养殖会呈现高温、高湿的酸性或碱性环境，会对螺栓、螺母、弹垫等紧固件造成腐蚀，产生较大的安全隐患。因此针对畜禽舍的特殊性研发了一种热渗锌的防腐工艺，结果表明，经过渗锌加涂覆处理后的紧固件防腐性能较好，可提高设备使用寿命，保證畜禽设备的安全可靠性。目前此工艺已应用到150多个项目，年产量已达到500吨。
关键词：真空渗锌;涂覆液;紧固件
中图分类号：S817 文献标识码：B 文章编号：1673-1085（2020）2-0027-03
1 引言
近年来，养殖行业逐渐从散养向群养，平养向笼养发展，集约化、规模化发展速度较快。畜禽每天产生大量的粪便尿液，粪尿发酵就会产生臭气，其主要为氨气、硫化氢、二氧化碳等;再加上舍内高温高湿环境，会形成酸性或碱性的环境，舍内的机械产品受到越来越严苛的防腐挑战，而关键紧固件，比如螺栓、螺母、弹垫等的严重腐蚀使机械设备存在较大安全隐患，甚至无法使用[1]。
目前畜禽养殖行业标准件一般采用热镀锌、冷镀锌等形式来达到防腐的目的，但畜禽环境下已有的工艺防腐能力较差。本文采用一种渗锌+涂覆（简称热渗锌）的一种复合新工艺，可以在不降低强度的前提下达到增强紧固件防腐能力的目的[4]。
热渗锌工艺与其它金属元素扩散法相比，处理温度较低，因此可保持被渗部件的力学性能，并且被渗部件的变形量很小。和热镀锌相比，渗锌层具有较高的硬度和耐磨性，而且渗锌层与铁的电位差比锌与铁的电位差小，作为阳极性保护层，渗锌层具有更好的防腐蚀效果。同时，真空渗锌属环保产品，对环境和人体均无损害，符合环保部门要求，市区内可以建厂，可有效减少运输费用，降低成本[3]。
2 样件制备
目前，在养殖行业我们常用冷镀锌、热镀锌等防腐处理方式作为紧固件的防腐，通过大量项目的试验结果，三种防腐方式的效果为：冷镀锌<热镀锌<热渗锌。因此，为进一步验证此结论，采用中性盐雾试验的形式进行。试验样件分别从螺栓、螺母、弹垫三种形式的紧固件进行试验，每一种紧固件分别取用冷镀锌、热镀锌、热渗锌三种防腐方式，选用具体规格及防腐方式见表1所示：
2 性能试验
2.1 力学性能试验 任何防腐措施都不能降低紧固件的力学性能，这是必要条件;因此，为了测试渗锌件的性能好坏，首先要做一下力学试验，在保证力学试验的基础上争取较高的防腐性能。力学性能主要是通过断裂试验和硬度试验进行检测，断裂试验采用拉力机WSM-20KN，执行标准GB/T228.1-2010金属材料拉伸试验;硬度试验为洛氏硬度试验机HBRV-187.5，执行标准GB/T230.3-2012金属材料洛氏硬度实验[2]。碳钢M8螺栓渗锌前后力学对比试验结果见表2所示：
试验结果表明，碳钢M8螺栓渗锌前后力学性能不受影响，因此，渗锌工艺对紧固件的力学性能不会造成影响。
2.2 中性盐雾试验 本次试验采用全自动盐雾试验机JK-90CH，功率为1.8KW。根据相关国家标准GB/T 2423.17、IEC60068-2-11、ISO4628-3等对压力和温度的规定，采用5%NaCl和标准大气压，设置盐雾试验的技术指标见表4[4]：
经过100h后，从螺栓、螺母、弹垫的试验件可以看出，冷镀锌件表面已全部生红锈，热镀锌及热渗锌件未产生红锈痕迹。经过200h后，热镀锌件开始生红锈，热渗锌件未产生红锈;当热镀锌产生20%的红锈面积（约400h），而热渗锌件还未出现红锈痕迹。经过1104个小时，热渗锌件刚刚有红锈痕迹，热镀锌件已100%生锈。由此可见，热渗锌具有较好的防腐能力，并且远远高于热镀锌和冷镀锌。经过1104个小时的中性盐雾试验，其试验结果见图1、图2、图3所示：
2.3 养殖场舍内使用试验 为验证渗锌件的实际项目使用情况，在同一个养殖环境内现取样，已在养殖场舍内使用2年的热渗锌螺栓和热镀锌螺栓（见图4、图5），可以看出冷镀锌表面已经产生约5%的红色锈迹，而热渗锌件无生锈痕迹，进一步证明了盐雾试验结论的正确性。
3 现场推广使用情况
研发此种防腐方式的热渗锌件，已被成功应用到菲律宾、泰国、山东、江苏、广东、福建、黑龙江等地的超150个项目上。随着热渗锌的良好防腐能力的体现，得到了公司和客户的一致好评，不仅提高了公司产品的形象，同时也方便了客户的检修。节省的人力、物力，相应提高了产品的强度，保证其安全性能。经过一次次项目的实地验证，紧固件的防腐方式逐渐采用热渗锌方式，年产量逐年升高，从刚开始年使用量的50吨，到现在的年使用量超过500吨。
4 结论
新研发的渗锌+涂覆的紧固件生产工艺所生产出的热渗锌紧固件极大提高了防腐性能，完全适用于目前畜禽舍严苛的养殖环境。经过一系列实验和现场验证，热渗锌具有较好的防腐性能，防腐性能明显优于热镀锌、冷镀锌等防腐方式。对于一些防腐能力较高的零部件，也可以采用热渗锌的工艺生产。此渗锌+涂覆工艺在畜禽养殖行业必将有更广阔的使用前景。
参考文献：
[1] 吴勇，李春燕，刘邦贵，等.舰船零部件真空渗锌的性能及应用研究[J].热加工工艺，2002（2）;23-25.
[2] 石卫国，杜贵林.螺栓表面渗锌防腐新技术试验评价及推广应用[J].中国海上油气，2014（12）102-104.
[3] 卢燕平，于福洲.渗镀[M].北京：机械工程出版社，1985.
[4] 赵麦群，雷阿丽.金属的腐蚀与防护[M].北京：国防出版社，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
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