Manual de Produtos · Parafusos de Liga de Alumínio de Alta Resistência
Manual de Produtos de Parafusos de Liga de Alumínio de Alta Resistência
Parafusos de alumínio leves e sem corrosão galvânica, dedicados a sistemas de transmissão automotivos: sistema de material ZT68, fluxo completo de conformação a frio, tratamento térmico e rolamento de rosca, com conjunto completo de dados de ensaios mecânicos da temperatura ambiente até 150℃.
ZT68sistema de material
150℃desempenho após exposição térmica
3 etapasprocessos-chave
Completoconjunto de dados de ensaio
Introdução ao produto
Definição central: fixadores de alumínio são elementos de conexão do tipo parafuso fabricados em liga de alumínio, conhecidos no setor abreviadamente como "parafusos de alumínio".
Natureza essencial: com liga de alumínio como material-base, conformados por processos de transformação metálica, possuem a função básica de conexão de um parafuso e, ao mesmo tempo, as características próprias da liga de alumínio.
Quatro vantagens centrais do produto
1. Curto comprimento de engajamento
Quando parafusos de alumínio são usados em componentes de magnésio/alumínio, o comprimento de engajamento é de 1,3-1,5d (d = diâmetro nominal da rosca). Em comparação com o engajamento superior a 2-3d dos parafusos de aço, apresentam vantagem de engajamento curto.
2. Vantagem de ausência de corrosão eletroquímica
Parafusos de alumínio têm potencial eletroquímico próximo ao de componentes de magnésio, e a corrosão eletroquímica entre ambos é quase evitável; com componentes de alumínio, o potencial é o mesmo, não havendo corrosão eletroquímica.
3. Excelente comportamento de aperto
No aperto de parafusos de aço, do regime elástico ao escoamento, a tensão varia claramente com a deformação; nos parafusos de alumínio também há a transição da deformação elástica ao escoamento, mas, dentro da zona de escoamento, quando a deformação aumenta a tensão varia pouco, com curva suave.
4. Leveza
A densidade da liga de alumínio é de apenas 1/3 da do aço; na mesma especificação reduz drasticamente o peso total do conjunto de conexão, apoiando o objetivo de leveza do sistema de transmissão automotivo.
Fluxo completo do processo dos parafusos de alumínio
Conformação a frio
Limpeza
Tratamento térmico (solubilização + envelhecimento)
Rolamento de rosca
Seleção
Embalagem
Equipamentos complementares: conformadores a frio e máquinas de rolamento de rosca; os parafusos de alumínio para motores automotivos usam predominantemente o processo de conformação a frio.
Processos-chave dos parafusos de alumínio
4.1 Processo de conformação — conformação a frio
A conformação a frio fabrica parafusos de alumínio com alta eficiência; os parafusos de alumínio para motores automotivos geralmente adotam este processo.
4.2 Tratamento térmico (solubilização + envelhecimento)
① Solubilização: os parafusos são aquecidos a 480-530℃ para dissolver plenamente os elementos de liga Mg, Si, Cu etc., formando uma solução sólida supersaturada que prepara o endurecimento.
② Envelhecimento: após a solubilização, mantenho a 150-200℃ por várias horas, precipitando fases endurecedoras dispersas como Mg₂Si e Al₂Cu e elevando fortemente a resistência do material.
Ganho de desempenho pelo tratamento térmico: após o tratamento combinado de solubilização + envelhecimento, os parafusos de alumínio alcançam resistência à tração de até 630 MPa e limite de escoamento em torno de 500 MPa, atendendo às exigências de resistência das conexões do sistema de transmissão automotivo.
4.3 Rolamento de rosca (após o tratamento térmico)
Quatro funções do rolamento de rosca após o tratamento térmico:
1. Eleva as propriedades mecânicas;
2. Reduz a sensibilidade à corrosão intergranular;
3. Gera tensões residuais de compressão nos vales das roscas, aumentando a resistência à fadiga e atenuando o efeito de entalhe;
4. Reduz o risco de danos às roscas.
1. Eleva as propriedades mecânicas;
2. Reduz a sensibilidade à corrosão intergranular;
3. Gera tensões residuais de compressão nos vales das roscas, aumentando a resistência à fadiga e atenuando o efeito de entalhe;
4. Reduz o risco de danos às roscas.
Pontos de controle do processo: controlar rigorosamente o coeficiente de atrito e a pressão do rolamento de rosca, evitando deformação da rosca e danos de superfície causados pela alta plasticidade da liga de alumínio, garantindo o comprimento de engajamento de 1,3-1,5d para a segurança da conexão; a rosca é conformada por extrusão entre pranchas de rolamento, assegurando precisão e qualidade de superfície.
Composição química e requisitos de desempenho dos parafusos de alumínio
Norma aplicável: norma do Grupo Volkswagen VW60469 (2017-9), grau principal AW6056 (AL9), além do grau de alta gama ZT68
Faixa de elementos do AW6056:
Si: 0,7-1,2%, Fe ≤ 0,25%, Cu: 0,65-0,85%, Mn: 0,55-0,65%, Mg: 0,6-1,0%, Zn: 0,15-0,25%, Zr: 0,1-0,17%; Cr e Ti ≤ 0,05%, restante Al.
Si: 0,7-1,2%, Fe ≤ 0,25%, Cu: 0,65-0,85%, Mn: 0,55-0,65%, Mg: 0,6-1,0%, Zn: 0,15-0,25%, Zr: 0,1-0,17%; Cr e Ti ≤ 0,05%, restante Al.
Três elementos centrais da seleção do grau: resistência (tração/escoamento), alongamento e comportamento de fluência em alta temperatura
| Grau da liga | Especificações de rosca aplicáveis | Resistência à tração | Limite de escoamento | Alongamento na ruptura |
|---|---|---|---|---|
| AW6056 | M6-M12 | ~420 MPa | 350-400 MPa | ≥7% |
| ZT68 | M6-M12 | ~630 MPa | ~500 MPa | ≥6% |
Significado dos indicadores: a resistência à tração garante a capacidade de carga, o limite de escoamento assegura a estabilidade da conexão e o alongamento reflete a plasticidade do material; os três juntos garantem o uso confiável do sistema de transmissão.
Conjunto completo de dados de ensaio do material ZT68
6.1 Propriedades de tração à temperatura ambiente
| Nº do corpo de prova | Rm tração (MPa) | Rp0,2 escoamento (MPa) | A alongamento (%) | Razão de escoamento |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 632 | 536 | 6 | 0,85 |
| 2 | 634 | 540 | 6 | - |
| 3 | 632 | 545 | 6 | 0,86 |
| Média | 633 | 540 | 6 | 0,85 |
6.2 Resistência à tração à temperatura ambiente após exposição térmica a 150℃
| Grupo | Rm (MPa) | Rp0,2 (MPa) | A (%) | Razão de escoamento | Condição de exposição térmica | Taxa de retenção de resistência |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 615 | 525 | 8,9 | 0,85 | 150℃×6h | 97,16% |
| 2 | 613 | 514 | 8,9 | 0,84 | ||
| 3 | 617 | 510 | 8,9 | 0,83 | ||
| Média | 615 | 516 | 8,9 | 0,84 | 150℃×6h | 97,16% |
| 1 | 610 | 506 | 8,9 | 0,83 | 150℃×8h | 96,37% |
| 2 | 609 | 512 | 9,4 | 0,84 | ||
| 3 | 611 | 507 | 9,5 | 0,83 | ||
| Média | 610 | 508 | 9,3 | 0,83 | 150℃×8h | 96,37% |
| 1 | 606 | 506 | 10,3 | 0,84 | 150℃×12h | 95,58% |
| 2 | 605 | 509 | 10,2 | 0,84 | ||
| 3 | 603 | 505 | 9,5 | 0,84 | ||
| Média | 605 | 507 | 10 | 0,84 | 150℃×12h | 95,58% |
6.3 Microdureza Vickers após exposição térmica
A faixa de dureza permanece globalmente estável entre 187-204 HV, com média de 190-198 HV; as médias por processo de exposição térmica são:
| Nº | Dureza ponto 1 (HV) | Dureza ponto 2 (HV) | Média do grupo (HV) | Processo de exposição térmica |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 193 | 193 | 191,3 | 150℃×8h |
| 2 | 187 | 185 | ||
| 3 | 198 | 192 | ||
| 4 | 198 | 196 | 198,5 | 150℃×12h |
| 5 | 204 | 200 | ||
| 6 | 200 | 193 | ||
| 7 | 198 | 190 | 193,8 | 150℃×16h |
| 8 | 193 | 188 | ||
| 9 | 198 | 196 |
6.4 Propriedades de tração em alta temperatura (110/130/150℃, mantidos por 20 min)
| Nº | Rm (MPa) | Rp0,2 (MPa) | A (%) | Razão de escoamento | Parâmetros de ensaio | Taxa de retenção de resistência % |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 610 | 435 | 6,8 | 0,71 | 110℃×20min | 97,9 |
| 2 | 627 | 461 | 7,1 | 0,74 | ||
| 3 | 622 | 442 | 7,1 | 0,71 | ||
| Média | 620 | 446 | 7 | 0,72 | ||
| 1 | 614 | 436 | 8,6 | 0,71 | 130℃×20min | 97 |
| 2 | 610 | 439 | 8,2 | 0,72 | ||
| 3 | 619 | 426 | 7,1 | 0,69 | ||
| Média | 614 | 433 | 8 | 0,71 | ||
| 1 | 601 | 424 | 7,8 | 0,70 | 150℃×20min | 95,4 |
| 2 | 606 | 436 | 7,5 | 0,72 | ||
| 3 | 606 | 437 | 7,8 | 0,73 | ||
| Média | 604 | 432 | 7,7 | 0,75 |
Conclusões centrais da curva força-deformação à temperatura ambiente:
1. O ZT68 mantém resistência à tração estável em ~630 MPa e limite de escoamento em ~500 MPa;
2. A dureza permanece estável entre 187-204 HV, com média de 190-198 HV;
3. A taxa de retenção de resistência à tração em alta temperatura após exposição térmica é de 95,58%-97,16%, com excelente resistência à fluência em alta temperatura.
Curva força-deformação do ZT68 à temperatura ambiente
Ensaio comparativo de corrosão eletroquímica
Comparação de ensaio: parafuso de alumínio ZT68 amarelo / parafuso prateado de aço-carbono com revestimento de liga zinco-níquel, sobre substrato de liga de magnésio Mg-AZ91
1. Parafuso de liga de alumínio ZT68 + Mg-AZ91: sem corrosão visível ao redor do furo;
2. Parafuso de aço-carbono + Mg-AZ91: grande quantidade de covas de corrosão ao redor do furo, destacamento severo das arestas da liga de magnésio e produtos de corrosão amarelo-escuros;
3. Princípio da corrosão: a diferença de potencial entre magnésio e alumínio é muito menor que entre magnésio e ferro; a combinação aço-carbono + liga de magnésio propicia facilmente corrosão galvânica.
1. Parafuso de liga de alumínio ZT68 + Mg-AZ91: sem corrosão visível ao redor do furo;
2. Parafuso de aço-carbono + Mg-AZ91: grande quantidade de covas de corrosão ao redor do furo, destacamento severo das arestas da liga de magnésio e produtos de corrosão amarelo-escuros;
3. Princípio da corrosão: a diferença de potencial entre magnésio e alumínio é muito menor que entre magnésio e ferro; a combinação aço-carbono + liga de magnésio propicia facilmente corrosão galvânica.
Parafuso prateado de aço-carbono com revestimento de níquel (corrosão eletroquímica severa)
Parafuso de alumínio ZT68 amarelo (sem corrosão galvânica)
Desafios do setor — modelo de impacto de custos no ciclo do projeto & regra dos 15-85
Dor central do ciclo de P&D: na fase inicial de P&D, a janela de decisão é curtíssima, mas define a maior parte do custo do produto; as correções posteriores exigem investimento enorme e retrabalho de custo altíssimo, com grave descompasso entre risco e retorno — é preciso selecionar corretamente já cedo para evitar riscos.
Regra dos 15-85: as empresas geralmente focam demais o custo explícito de compra (apenas 15% do custo total) e ignoram os custos ocultos, que representam 85%; a falta de coordenação em projeto, cadeia de suprimentos e pós-venda faz erros iniciais de seleção gerarem altos custos de fabricação, retrabalho em lote e problemas de qualidade no pós-venda, elevando fortemente o custo total do ciclo de vida do produto.
Seis serviços complementares da YF ZCJ em todo o fluxo: especialistas em otimização do custo total, do protótipo ao pós-venda
Amostras rápidas de engenharia
Amostras rápidas de parafusos de alumínio, para validação preliminar em bancada
Treinamento profissional
Treinamento em conexões leves de fixação e seleção de tecnologia anticorrosiva
Serviços de teste profissional
Ensaios completos de tração, exposição térmica em alta temperatura e corrosão eletroquímica
Consultoria profissional de projeto
Comprimento de engajamento de ligas alumínio-magnésio e soluções de otimização estrutural
Análise profissional de desmontagem
Diagnóstico microscópico por desmontagem de peças com ruptura, corrosão e falha de rosca
Otimização contínua de processo
Iteração de processo na fase de produção em série, otimização contínua do custo unitário
Resumo das aplicações do produto
Os parafusos de liga de alumínio de alta resistência da YF ZCJ (ZT68/AW6056), com o processo de conformação a frio + tratamento térmico de solubilização e envelhecimento, alcançam 630 MPa de tração e 500 MPa de escoamento; em comparação com parafusos de aço, possuem quatro vantagens centrais — leveza, curto comprimento de engajamento, ausência de corrosão galvânica e curva de aperto suave —, adaptando-se perfeitamente à conexão de fixação dos sistemas de transmissão de veículos de nova energia e de estruturas leves de ligas alumínio-magnésio, com seis serviços técnicos de fluxo completo que resolvem a dor dos custos ocultos 15-85 do setor.
Informações da empresa & capacidade de produção
Posicionamento da marca: YF ZCJ | Líder inovadora no setor de fixadores
Base abrangente da empresa: fundada em 2005, produção mensal de ~650 milhões de peças, duas bases de produção (sede em Pingshan, Shenzhen, e Gucheng, Hubei), 26 patentes válidas, 360 funcionários, mais de 100 clientes parceiros; atuação em veículos de nova energia, economia de baixa altitude, inteligência incorporada, eletrônica industrial e eletrônicos de consumo.
盈锋志诚嘉精密五金（深圳）有限公司 - Sede
Endereço: 深圳市坪山区坑梓街道秀新社区坑梓中兴路13号C1栋101及整栋 13 号 | Tel: 0755-84061349
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志诚嘉金属科技（襄阳）有限公司 - Fábrica dedicada ao setor automotivo
Endereço: 湖北省襄阳市谷城县城关镇三岔路经济开发区 | Tel: 0710-7269998
Endereço: 湖北省襄阳市谷城县城关镇三岔路经济开发区 | Tel: 0710-7269998
Site da empresa: www.zcjtech.com
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