表面处理方式对耐蚀钢螺栓摩擦状态的影响

摘要

[目的]螺栓的装配可靠性由轴向预紧力决定，而预紧力的稳定控制与表面摩擦状态密切相关，其核心在于通过表面处理来调控螺栓螺纹与支撑面的摩擦因数。目前缺乏不同表面处理方式对螺栓摩擦因数影响的综合对比。[方法]以17-4PH马氏体沉淀强化型不锈钢螺栓为研究对象，选取7种典型表面处理状态(即原始机加工、喷砂、磁力抛光、电解抛光、化学粗化、磁力抛光+钝化、喷砂+钝化)，通过维氏硬度测试、三维轮廓仪检测、螺栓摩擦试验及三维光学显微镜观察，系统分析了表面处理对螺栓表面状态及摩擦性能的影响。[结果]化学粗化处理使表面粗糙度翻倍且硬度显著下降，螺纹的摩擦因数明显增大；电解抛光表面平整度最优，支撑面摩擦因数最低；喷砂处理提升了表面硬度，令螺纹及支撑面的摩擦因数小幅上升；钝化处理使支撑面的摩擦因数大幅上升，但喷砂+钝化的组合展现出最佳的抗磨损效果。[结论]不同的表面处理方式通过改变表面形貌、粗糙度及硬度，进而影响材料的摩擦行为与磨损特征。本研究揭示了17-4PH不锈钢螺栓表面状态与摩擦性能的内在关联，为该类型螺栓表面处理工艺的工程选型及性能提升提供了理论支撑与数据参考。

关键词

紧固件 / 螺栓 / 耐蚀钢 / 表面处理 / 摩擦因数