Engineering solutions in the field of
lubricants and sealants

Metal fasteners: classification, and ways to extend their durability

A wide range of the metal fasteners is presented on the nowadays construction market. The items are most frequently manufactured of stainless alloyed steel, or they are treated with the protective coatings to prevent corrosion, and premature wear.

Металлический крепеж широко применяется в производственной сфере и в быту. Метизы (сокр. от "металлические изделия") – неотъемлемый атрибут ремонтно-строительных операций и разработок в области машиностроения.

На современном строительном рынке представлен широкий ассортимент крепежных изделий. Они могут выполнять совершенно разные функции – начиная от фиксации обычной доски и заканчивая монтажом сложнейших высоконагруженных конструкций.

Для изготовления металлического крепежа чаще всего применяются сталь и ее сплавы, поэтому при соблюдении основных правил эксплуатации он характеризуется прочностью и долговечностью.

Ниже рассмотрены основные виды метизов, области их применения и способы защиты от преждевременного износа.


Классификация металлического крепежа

Основная классификация металлического крепежа опирается на его форму и назначение. Наиболее популярны следующие изделия.


Болты


БолтСтержни с наружной резьбой, четырехгранными или шестигранными головками. Образуют соединения с помощью гаек или иных резьбовых отверстий. Внешне болты схожи с другими крепежными изделиями – винтами. Они одинаково активно используются в машиностроении и строительстве.

Основное отличие этих деталей – в методе работы. Болты проходят сквозь соединяемые поверхности полностью, а затем фиксируются гайками и гаечным ключом.


Винты


Винт

Имеют надрез на головке и вкручиваются в детали с резьбой отверткой или торцевым ключом. В отличие от болтов, которые при соединении двух деталей не прокручиваются внутрь, винты, используемые в подвижных соединениях, вращаются именно так.



Гайки


Гайка

Изделия с резьбовым отверстием, служащие для соединения деталей с использованием болтов. По форме гайки бывают шестигранными, квадратными, круглыми, T-образными и др. Так же, как и болты, эти детали отличаются по классу прочности.





Саморезы


Саморезы
Изделия, представляющие собой заостренные стержни с резьбой и головкой. Саморезы могут иметь частую или крупную резьбу. Благодаря наконечнику в форме сверла они способны самостоятельно проделывать отверстия в деталях.



Шурупы


ШурупКрепежные изделие в форме стержней с наружной резьбой, острием конической формы на одной стороне и головкой на другой. Шурупы имеют менее острый наконечник, чем саморезы, поэтому вворачиваются в уже готовые отверстия или достаточно мягкие материалы (пластмассу, дерево).

В отличие от саморезов, шурупы имеет меньшую высоту и шаг резьбы, что снижает универсальность этих изделий. Наиболее широкое применение они нашли в строительных и отделочных работах.


Анкеры


АнкерКрепежные изделия, закрепляемые в несущем основании и удерживающие какие-либо конструкции. Нераспорная часть анкера не участвует в закреплении, рабочей является распорная область, изменяющая свои размеры при образовании соединения. Анкер может иметь манжету – кайму, которая не позволяет ему проваливаться в отверстие основания или закрепляемого изделия. Анкеры достаточно широко применяются для разных целей – начиная от соединения листовых материалов, заканчивая креплением тяжеловесных конструкций и фундамента.


Заклепки


ЗаклепкаПодразделяются на вытяжные и резьбовые. Вытяжные заклепки состоят из алюминиевого тела и стержня из оцинкованной стали. Такие изделия используются для неразъемного соединения поверхностей и требуют применения механизированного инструмента (чтобы доступ на стороне замыкающей головки был закрыт или ограничен). Заклепки с внутренней винтовой резьбой позволяют создавать разборные конструкции. Они часто используются для соединения металлов и других высокопрочных материалов в машиностроении и электронике.


Шпильки


Шпилька
Изделия в форме цилиндрических стержней с резьбой, нанесенной по всей длине либо только на концах. Шпильки не имеют головок и используется для соединения материалов без резьбы. Они способны фиксировать самые различные, в том числе высоконагруженные, детали.



В зависимости от наличия резьбы выделяют метрические и неметрические крепежные изделия. К метрическим относятся винты, болты, шурупы, саморезы гайки, шпильки. В неметрическую группу входят анкеры, вытяжные заклепки, гвозди и пр.

По сферам применения крепеж можно разделить на следующие группы:

  • Резьбовые элементы повышенной прочности
  • Изделия массового применения
  • Изделия для безударной фиксации и одностороннего монтажа
  • Элементы для герметизации конструкций
  • Фиксаторы для крепления полимерных композитных материалов и пр.

Данная классификация существенно упрощает процесс сортировки, однако является условной, так некоторые элементы могут относиться к нескольким группам одновременно.


Преимущества и недостатки стального крепежа

В машиностроении, приборостроении, мебельном производстве, строительстве и других отраслях чаще всего используются крепежные элементы из стали и ее сплавов. Они одинаково эффективно соединяют детали из дерева, металла, пластика, бетона и прочих материалов.

Стальной крепеж отличается высокой прочностью, низкой усталостью металла, отличной электропроводностью и доступной ценой. При высоких нагрузках крепежные детали из стали не изменяют свою форму, как пластиковые, и не ломаются, как чугунные.

Обычная углеродистая сталь обладает низкой устойчивостью к коррозии, поэтому для изготовления крепежа используют легированную (с добавлением хрома, никеля, кремния, молибдена и др. элементов).


Крепеж из нержавеющей стали


Высоким антикоррозионными свойствами отличается сталь с примесью хрома (> 10,5%) и небольшим количеством углерода (< 1,2 %).

К нержавеющим относятся аустенитные стали, содержащие хром и никель. Они могут подвергаться сварке, холодной обработке давлением, горячей обработке. Широкий набор достоинств делает их наиболее популярным для изготовления крепежных элементов. В классификаторах эта группа сталей обозначается буквой "А".

Мартенситные стали ("С") упрочняются закалкой с последующим отпуском, в результате чего приобретают бОльшую твердость, чем аустенитные. Их коррозионная устойчивость при этом ниже.

Ферритные стали ("F") намного мягче мартенситных из-за небольшого содержания углерода. Однако они обладают магнитными свойствами.


Защитные покрытия для крепежа

Крепеж из углеродистой стали и чугуна часто обрабатывают специальными защитными покрытиями. Это позволяет не только повысить его прочность, но и защитить изделия от коррозии и предотвратить преждевременный износ.

В качестве защитных покрытий для метизов могут выступать:

  • Некоторые металлы (цинк, медь, алюминий, никель и др.)
  • Неорганические вещества (оксиды, фосфаты)
  • Антифрикционные твердосмазочные покрытия

Металлы наносятся путем напыления, окунания, гальванизации, плакирования, термодиффузии. Неорганические вещества также требуют определенного оборудования и цикла операций (оксидирования, фосфатирования).

По соотношению эффективности и простоты нанесения оптимальным способом защиты металлического крепежа от агрессивных вешних воздействий является нанесение антифрикционных твердосмазочных покрытий.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия для крепежа


Некоторые из них уже завоевали доверие производителей крепежа и активно применяются в приборо- и автомобилестроении, авиационно-космической и нефтегазовой отраслях. Речь о покрытиях MODENGY – уникальной разработке российской компании "Моденжи". Ряд ее материалов основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) – MODENGY 1010, MODENGY 1011 и MODENGY 1014 – применяется для обработки крепежа при производстве различной техники и оборудования.

Перечисленные покрытия имеют отличные антикоррозионные свойства, поэтому надежно защищают стальной и чугунный крепеж от разрушения. Благодаря хорошей адгезии и высокой несущей способности они выдерживают существенные нагрузки, широкий диапазон рабочих температур позволяет им не разрушаться на морозе и при нагреве.

На фото ниже результаты нанесения покрытия MODENGY 1014 на крепеж морских нефтяных платформ.


Крепеж морских нефтяных платформ с покрытием MODENGY 1014


Покрытия для крепежа MODENGY наносятся стандартными методами окрашивания на предварительно очищенные и обезжиренные детали (для этих целей производитель рекомендует применять растворитель MODENGY 1013).



Для стабилизации коэффициента закручивания резьбовых соединений, контактирующих с пластиковыми и резиновыми деталями, используется совместимое с ними покрытие MODENGY 1012.


Как выбрать качественный крепеж?

Стальные метизы сегодня являются атрибутами любых механических и электронных устройств, производственных, жилых и общественных зданий. Крепеж, обработанный специальными противоизносными и антикоррозионными составами, прекрасно зарекомендовал себя в агрессивных средах с высоким уровнем влажности.

От грамотного подбора крепежа зависит срок его эксплуатации, поэтому к метизам предъявляется ряд требований:

  • Крепеж должен быть в разы прочнее того материала, с которым он взаимодействует
  • Крепеж должен быть герметичным на любых, даже безопасных объектах
  • Крепежные изделия должны быть выполнены из качественных материалов – только так обеспечивается максимальная надежность и безопасность конструкции
  • Тип и диаметр изделий должен подбираться в зависимости от силы и характера предполагаемого воздействия (поперечного или продольного, статического или динамического)
Яндекс.Метрика