春运大幕开启 他们研发的这个小小螺纹连接为铁路“保驾护航”

我国不锈钢产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，不锈钢的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了不锈钢的需求。

1990年以来，全球不锈钢表观消费量以年均6%的速度增长，我国不锈钢产业进入快速发展期，不锈钢需求的增速远高于全球水平。

进入21世纪后，我国不锈钢产业高速增长。在铁路机车上，从1997年之前使用的是发黑螺栓，到之后使用的是镀锌螺栓，现在则开始广泛使用不锈钢螺栓。目前地铁车辆使用的不锈钢螺纹连接的地方也比较多，车体连接、内饰、司机室、电器柜等，不锈钢螺栓的大量应用必然会导致其可能发生咬死的几率增大。

不锈钢材料因为其耐腐蚀、外观漂亮等优点得到广泛的应用。

中车南京浦镇车辆有限公司主任工艺师魏培欣

中车南京浦镇车辆有限公司（下称“中车浦镇”）主任工艺师魏培欣及其科研团队致力于在不降低生产效率使用且成本较低且的情况下研究防止不锈钢螺纹连接发生咬死现象，减少了生产中的浪费人力物力，避免使用过程中发生意外故障。

缓慢预紧可有效降低螺栓咬死概率

不锈钢螺纹连接的咬死问题非常普遍，一般的防咬死处理方案就是在螺纹连接出增加二硫化钼，但是增加二硫化钼就增加了松脱的风险，因此有必要对不锈钢螺纹的咬死机理进行试验研究。

与常规碳钢螺栓相比，不锈钢螺栓在安装和拆卸的过程中容易发生咬死现象。不钢筋螺纹咬死类似于一种冷熔接过程，主因是紧固件组装锁入时速度、摩擦产生瞬间高温致金属熔合而产生沾黏现象。

魏培欣表示，咬死经常发生在不锈钢的螺丝、螺母上，当螺丝、螺母表面受损时其表面会产生氧化膜层以防止进一步锈蚀。当紧固件拧紧时，接触的螺纹表面受到的压力会破坏氧化膜，失去氧化膜的金属接触点会发生剥落而产生相互咬紧。缓慢对螺栓进行预紧可有效降低发生咬死概率。

不锈钢螺纹连接防咬死防松胶水问世

为了同时解决不锈钢螺纹咬死及松动问题，需要专门研制一种含抗咬死剂和抗松动剂的胶粘剂，同时加强金属粘接增加胶粘剂与落牙间的粘接效果。

魏培欣主任与西南交大老师经过深入讨论、研究，多次更换配方进行试验，最后成功做出来一个样品并在机车上进行了测试。这个样品里面包含有机聚合硅化合物，起隔离作用，防止螺纹金属表面的相互侵入，以达到抗咬死目的。同时采用甲基丙烯酯类和丙烯酸酯类为原料分别加入过氧化剂引发剂，加热聚合得到聚合物。

涂胶可防止不锈钢螺纹连接咬死

为研究胶水效果，魏培欣及其研究团队在扭矩30牛的情况下对涂胶前后的不锈钢螺丝快速预紧40次，经实验对比可以发现：

涂胶前的不锈钢螺丝在预紧16-20次时发生了咬死现象，在预紧的时候发生了大块剥离，黏着比较明显。 涂胶后的不锈钢螺丝没有发生咬死的现象，螺丝表面被胶粘剂所覆盖，表面比较光滑，没有发生大面积的剥离现象，螺牙之间没有明显的磨损。

魏培欣团队对涂胶前后的不锈钢螺丝，设置载荷频率为5赫兹，违制幅值为0.3mm，循环次数为10000周次。

通过实验发现防松性能明显，不涂胶时的螺牙表面有明显的剥离块，涂胶后螺牙表面比较光滑，磨损比较轻微。同时涂胶后的不锈钢螺栓在无预紧力与有预紧力的情况下平均拆卸扭矩都显著增加，防松性能明显，安全上明显堤升。

实验表明：胶水能有效的减缓了落牙间的摩擦磨损作用，防止了不锈钢螺纹连接咬死现象的发生，在静态及振动试验条件下，胶粘剂都能够起到螺栓防松作用。（文/李梅）