나사 고정제:나사 고정 접착제 안내

2,000년 이상 전에 발명된 나사식 패스너는 여전히 기계 설계 및 조립에 사용되는 가장 중요한 탈착식 하드웨어입니다. 거의 모든 기계적 구성 요소에서 찾을 수 있으며 종종 매우 중요한 부품을 함께 고정합니다.

미국에서 매년 3000억 개 이상의 패스너가 자동차 및 항공기에서 가전 제품에 이르는 조립 애플리케이션에서 소비되고 있으므로 이러한 패스너는 일단 설치되면 단단히 고정되어 예측 가능하고 균일한 성능을 제공하는 것이 중요합니다.

수세기에 걸친 개선에도 불구하고 나사식 패스너는 여전히 실패합니다. 패스너 고장은 두 가지 원인 중 하나로 인해 발생합니다. 장력 이완은 온도 변화에 의해 자주 발생하며 볼트 및 모재 재료의 팽창 및 수축을 포함하여 조립품의 볼트 장력 및 클램핑력을 감소시킵니다.

파스너 파손의 두 번째 원인은 파스너 접촉면 사이의 측면 슬라이딩 운동에 의해 발생하는 자체 풀림입니다. 스프링 와셔, 와이어 리테이너 및 잠금 볼트와 같은 많은 기계적 방법이 패스너의 제어되지 않는 풀림을 방지하기 위해 개발되었지만 기계적 잠금 방법은 패스너 어셈블리에 상당한 비용을 추가하고 자동 풀림을 유발하는 슬라이딩 동작을 방지할 수 없습니다. .

화학적 나사고정 접착제는 나사식 패스너 고장을 저렴하고 영구적으로 방지할 수 있습니다. 거의 50년 전에 Loctite Corporation에서 도입한 이 단일 성분 혐기성 접착제는 공기가 없는 상태에서 금속 이온에 노출될 때 단단한 고체로 경화(또는 경화)되는 독특한 액체 수지입니다.

이 혐기성 경화 메커니즘은 조기 경화 없이 접착제가 흐르고 나사형 패스너의 홈을 채우도록 균일하게 정착되도록 합니다. 적용하는 동안 스레드를 오버플로하는 초과 스레드고정제는 액체로 남아 있으므로 쉽게 닦아낼 수 있습니다.

액체 나사고정제가 경화되면서 고분자 사슬을 형성하여 나사산의 모든 작은 결함에 침투합니다. 나사산 마찰은 금속의 표면 거칠기를 결정짓는 계면 연결의 결과로 나사고정제를 사용하면 증가합니다.

접착제는 인터페이싱 스레드 사이의 미세한 틈을 완전히 채워 스레드 어셈블리를 확실하게 잠그고 밀봉하여 측면 이동을 방지하고 습기, 가스 및 유체로 인해 발생할 수 있는 부식으로부터 조인트를 보호합니다.

액체 나사고정제 몇 방울은 사용자가 분리되기를 원할 때까지 조립품에서 조임쇠를 조인 상태로 유지합니다. 나사고정제가 금속 부품 사이에 100% 접촉을 제공하는 반면, 일반적인 너트와 볼트 어셈블리는 금속 대 금속 접촉이 15% 미만일 수 있습니다.

나사 고정 접착제는 토크 제어를 개선하고 마모를 줄이며 조립 중에 제어된 토크를 달성하기 위해 윤활성을 제공하는 신뢰성이 높고 저렴한 재료입니다. 다양한 응용 분야에 대해 다양한 강도로 제공되는 나사고정제는 가장 가혹한 환경에서도 임계 클램프 하중 압력을 유지합니다. 이 접착제는 높은 전단 강도, 우수한 온도 저항, 빠른 경화, 쉬운 디스펜싱 및 우수한 진동 저항을 제공합니다.

스레드고정제를 선택할 때 고려해야 할 요소

응용 분야에 적합한 나사 고정 접착제를 선택하려면 여러 요소를 고려해야 합니다. 특정 응용 분야에서는 지속적인 장비 유지 관리 및 수리를 위해 볼트를 제거하고 재사용할 수 있어야 합니다. 일반적인 믿음과는 달리 나사산 잠금 접착제로 잠긴 볼트는 새 접착제를 바르고 다시 조립하기 전에 오래된 접착제를 제거하여 재사용할 수 있습니다.

나사고정제는 쉽게 제거할 수 있는 저강도 제형, 일반적인 수공구를 사용하여 제거할 수 있는 중간 강도 등급, 최고의 유지력을 제공하는 고강도 제형으로 제공됩니다. 그러나 스레드 로커는 영구적이지 않습니다. 최고 강도의 나사고정제라도 화씨 450도의 온도에 직접 노출된 후 표준 수공구를 사용하여 제거할 수 있습니다.

적용에 필요한 접착제의 강도와 점도는 사용된 패스너의 크기와 직접적인 관련이 있습니다. 저강도 나사고정제는 조정 및 보정 나사, 미터, 게이지 및 기타 지속적인 조정이 필요한 패스너와 같이 직경이 최대 1/4인치인 나사에 사용됩니다.

중간 강도 재료는 공작 기계 및 프레스, 펌프, 압축기 및 장착 볼트에 사용되는 직경이 최대 3/4인치인 패스너용입니다. 고강도 나사고정제는 중장비 및 다양한 마운트와 같은 영구 조립 응용 분야에서 발견되는 직경이 최대 1인치인 패스너에 가장 잘 사용됩니다.

직경이 최대 0.5인치인 사전 조립된 패스너에 쉽게 흡수되는 저점도 관통 나사고정제도 사용할 수 있습니다.

최종 사용 환경의 작동 조건도 선택해야 하는 나사산 고정 공식을 결정합니다. 최신 나사고정 기술은 표면에 둔감한 품종, 고온 배합, 내화학성 재료 및 극한의 진동을 견디도록 설계된 배합을 포함하여 이전에는 사용할 수 없었던 많은 이점을 제공합니다.

패스너에 사용되는 금속 유형도 접착제의 성능에 중요합니다. 패스너가 스테인리스 스틸, 아연, 마그네슘, 흑색 산화물, 카드뮴, 양극 산화 알루미늄 또는 부동태화 티타늄과 같은 두 가지 비활성 금속으로 만들어진 경우 경화를 촉진하기 위해 프라이머가 필요할 수 있습니다. 그러나 비활성 금속이 하나만 있는 경우 프라이머가 필요하지 않습니다.

스레드고정제 적용

나사산 고정 접착제를 적용할 때 접착제는 나사산 맞물림 영역의 전체 길이를 적셔야 합니다. 적절한 습윤은 나사산의 크기, 접착제의 점도 및 부품의 기하학적 구조에 따라 달라집니다. 부품이 큰 경우 양쪽 면을 적시는 것은 적절한 접착제 도포에 필요한 신뢰성을 제공합니다.

스루홀 너트 및 볼트 어셈블리의 경우 나사산 사이의 접착제만 경화되므로 어셈블리가 완전히 조여졌을 때 너트와 볼트가 만나는 곳에 나사고정제를 적용해야 합니다. 캡 나사와 같은 막힌 구멍 어셈블리의 경우 나사고정제는 볼트와 짝을 이루는 나사 모두에 적용해야 합니다. 접착제가 볼트에만 적용되는 경우 볼트를 조일 때 공기 압력으로 인해 액체 나사고정제가 강제로 빠져나가 불완전 경화 및 조립 실패를 초래할 수 있습니다.

액체 나사고정 접착제는 수동, 반자동 또는 자동 분배 시스템으로 적용할 수 있습니다. 그러나 사전 도포된 패스너 코팅은 수동 또는 자동 접착제 분배 방법의 대안으로 점점 인기를 얻고 있습니다. 사전 도포 코팅에는 접착제가 포함된 마이크로캡슐이 포함되어 있어 조립품의 나사산에 건조 필름으로 사전 도포됩니다.

패스너가 조립되면 캡슐이 부서져 접착 나사고정제가 해제됩니다. 비용 및 물류상의 이점 외에도 사전 코팅된 볼트를 사용하면 코팅을 위해 분배되는 접착제의 양이 매우 일정하기 때문에 품질 보증에도 이점이 있습니다.

혐기성 나사고정제는 실온에서 몇 분 안에 고정되고 24시간 이내에 완전히 경화됩니다. 혐기성 접착제의 완전한 경화는 열에 단기간 노출(예:섭씨 120도에서 30분)을 사용하여 더 빠르게 달성할 수 있습니다. 경화를 가속화하기 위해 액체 프라이머 또는 활성제가 필요한 조립품에서 프라이머는 접착제를 도포하기 전에 하나 또는 양쪽 패스너 표면에 도포됩니다. 구성 요소를 혼합할 필요가 없습니다.

일반적으로 혐기성 나사 고정 접착제는 플라스틱 나사 조립품에 사용하면 안 됩니다. 기판이 연화되거나 응력 균열이 발생할 수 있기 때문입니다.

새로운 개발

전통적인 혐기성 접착제가 직면한 가장 큰 문제는 1) 그리스나 오일로 오염될 수 있는 광범위한 금속 및 비금속 기질에 대한 경화 촉진, 2) 화씨 300도 이상의 고온에 장기간 노출, 3) 높은 수준의 기계적 스트레스에 장기간 노출됩니다.

오일과 같은 특정 재료는 나사 고정 접착제가 혐기성 반응에 의해 경화되는 것을 방해하거나 완전히 방지할 수 있으므로 접착제를 적용하기 전에 어셈블리를 잘 청소해야 합니다. 또한 중크롬산아연/인산염 도금강, 마그네슘, 카드뮴, 스테인리스강, 알루미늄 및 열경화성 플라스틱과 같은 수동 기질은 혐기성 접착제를 적용하기 전에 용제 기반 프라이머로 재료를 처리해야만 한 번만 접착할 수 있습니다.

기존의 나사고정 접착제의 경화를 방해하는 잔류물에도 불구하고 유성 및 오염된 표면을 허용하도록 새로운 표면 둔감 나사고정제가 개발되었습니다. 또한, 이러한 나사고정제는 비활성 표면에서 더 쉽게 경화되도록 설계되어 프라이머가 필요한 적용을 줄입니다.

기존의 나사 고정 접착제는 결함 없이 제한된 온도(-65~-300°F)를 견딥니다. 혁신적인 새로운 독점 화학 기술을 통합한 새로운 혐기성 접착제는 최대 400°F의 온도에서 무결성을 유지하도록 공식화되었습니다. 이러한 제품은 자동차 및 항공우주 조립품과 같이 극심한 열 순환을 견디는 응용 분야에 이상적입니다.

기존의 고강도 혐기성 접착제는 일정 수준의 진동을 견딜 수 있지만 높은 작동 온도와 지속적으로 강한 진동의 조합은 일반적으로 기존의 혐기성 접착제에 너무 많은 영향을 미칩니다. 새로운 강화 공식은 극심한 열 및 기계적 스트레스에서 더 나은 전체 성능을 제공하도록 설계되었습니다. 이러한 재료는 기존의 무산소 운동보다 더 단단하기 때문에 충격에 덜 민감하고 강한 진동, 회전, 전단 및 인장력에 장기간 노출되는 것을 견딜 수 있습니다.

고성능 애플리케이션

소비자 잔디 관리용 가스 구동 스트링 트리머의 선두 제조업체인 Ryobi Outdoor Products는 최대 210mph의 속도에 도달하고 8,000rpm 이상으로 작동하도록 설계된 고성능 송풍기를 개발하고 있었습니다. 이러한 극한의 작동 조건에서 엔진 부품은 화씨 500~600도의 온도와 높은 진동력에 노출되었습니다.

기존의 기계 솔루션으로는 조립 문제를 해결할 수 없다는 것을 알고 있는 Ryobi의 설계 엔지니어는 사용 가능한 최신 혐기성 나사고정제를 조사했습니다. 시장에 새로 출시된 Loctite 266은 표면에 민감하지 않은 고강도 고온 나사고정제로서 40분 내에 고정되고 3시간 내에 완전히 경화되도록 설계되었습니다. 접착제는 오일 및 기타 약한 표면 오염 물질에 내성이 있기 때문에 표면을 준비할 필요 없이 빠르고 쉽게 적용할 수 있었습니다.

Ryobi 조립 라인에서 머플러를 실린더 헤드에 연결하고 크랭크 케이스를 실린더에 연결하는 중크롬 아연 도금 강철 볼트에 접착제가 적용되었습니다. 3시간 후, 각 어셈블리는 고객 사용 승인을 받기 전에 6,000rpm에서 6분 동안 스로틀을 활짝 열고 테스트했습니다.

Ryobi의 신제품 담당 부사장인 Bill Gest는 "이 제품의 신속한 치료 덕분에 조립 라인의 마지막 단계에서 엔진 테스트를 수행할 수 있었습니다."라고 말했습니다. “이를 통해 우리는 새로운 송풍기를 시장에 제시간에 출시하고 제품을 더 빨리 배송하고 예상 공정 재고를 줄일 수 있었습니다. 이 새로운 송풍기는 우리가 경쟁이 치열한 시장에서 경쟁력을 유지하는 데 도움이 되었습니다.”

저자 정보:
Mike Shannahan은 Henkel 회사인 Loctite Corporation의 OEM 마케팅 관리자입니다. 헨켈은 세탁 및 홈 케어, 화장품/화장품 및 접착 기술의 세 가지 사업 영역에서 선도적인 브랜드와 기술을 통해 전 세계적으로 사업을 운영하고 있습니다. 1876년에 설립된 헨켈은 Persil, Schwarzkopf 및 Loctite와 같은 유명 브랜드를 통해 소비자 및 산업 비즈니스 모두에서 세계 최고의 시장 위치를 ​​차지하고 있습니다. 헨켈은 약 50,000명의 직원을 고용하고 있으며 2009 회계연도에 188억 6000만 달러의 매출과 18억 4000만 달러의 조정 영업 이익을 보고했습니다. 자세한 내용은 www.loctite.com을 방문하십시오.