Threadlockers onthuld: Expertsgids voor draadvergrendelende lijmen

Uitgevonden meer dan 2.000 jaar geleden, blijven draadbare bevestigingsmiddelen de ruggengraat van moderne machines. Ze zijn integraal voor alles van automobielen en vliegtuigen tot huishoudelijke apparaten, waar ze de meest cruciale componenten bevestigen.

In de Verenigde Staten alleen worden meer dan 300 miljard bevestigingsmiddelen jaarlijks verbruikt. Dit schokkende volume onderstreept de noodzaak voor bevestigingsmiddelen die voorspelbare, uniforme prestaties leveren en eenmaal geïnstalleerd veilig blijven.

Ondertussen continue verfijning, falen bevestigingsmiddels nog steeds. Twee primaire falenmodi bestaan: spanning-relaxatie, veroorzaakt door temperatuur-geïnduceerde uitreiding en krimp van bouten en hun substraten; en zelf-losmaken, wat optreedt wanneer laterale glijding tussen contactoppervlakken klemkracht reduceert.

Mechanische oplossingen — veerringen, draadbevestigingen, vergrendelende bouten — voegen kosten toe en kunnen de glijdende beweeging die tot losmaken leidt, niet volledig voorkomen. Chemische draadvergrendelende lijmen bieden echter een kosteneffectieve, permanente fix.

Geïntroduceerd bijna 50 jaar geleden door Loctite Corporation, zijn anaerobe threadlockers eén-component vloeibare harsen die uitharden tot een zacht vast stof wanneer blootgesteld aan metaalionen in een zuurstof-vrije omgeving. Dit anaerobe uithardingsmechanisme laat de lijm vloeien, draadgaten vullen, en vervolgens uitharden zonder voortijdige setting.

Tijdens uitharding penetreren polymere ketens elke microscopische imperfectie in de draadgaten, wat wrijving verhoogt en een robuuste mechanische vergrendeling creëert. De lijm zeelt ook de verbinding, wat het beschermt tegen corrosie veroorzaakt door vocht, gassen en vloeistoffen.

Alleen een paar druppels threadlocker kunnen een op-gemoment-bout behouden totdat het bewust gedemonteerd wordt. Terwijl een typische moer-en-bout montage slechts ongeveer 15% metaal-op-metaal contact bereikt, bieden threadlockers 100% contact, wat momentcontrole verbetert, galling reduceert en smeermiddel voor precieze montage levert.

Beschikbaar in lage-, medium- en hoge-sterkte gradaties, kunnen threadlockers zelfs de härste omgevingen weerstaan. Ze bieden hoge scheersterkte, temperatuurbestendigheid, snelle uitharding, eenvoudig doseren en uitstekende trillingsweerstand.

Factoren om te Overwegen bij het Selecteren van Threadlockers

Het kiezen van de juiste threadlocker vereist het begrijpen van uw applicatie-eisen. In veel gevallen moeten bouten verwijderbaar blijven voor onderhoud. Gelukkig kan elke bout die vergrendeld is, hergebruikt worden — simpelweg de oude lijm verwijderen voor het hertoepassen.

Lage-sterkte formuleringen zijn ideaal voor bevestigingsmiddelen tot ¼-inch diameter — zoals afstellingschroeven, meters en manometers — waar frequente afstelling nodig is. Medium-sterkte gradaties passen bij bevestigingsmiddelen tot ¾-inch, veelvoorkomend in werktuigmachines, pressen, pompen en compressoren. Hoge-sterkte vergrendelingsmiddelen zijn gereserveerd voor bevestigingsmiddelen tot 1-inch, gevonden in permanente assemblages op zware apparatuur en grote bevestigingen.

Lage-viscositeit, penetrerende threadlockers zijn ook beschikbaar voor bevestigingsmiddelen tot ½-inch die kunnen profiteren van gemakkelijke wicking in pre-geassembleerde draadgaten.

De operationele omgeving dicteert formulering-keuze. Moderne threadlockers zijn oppervlak-ongevoelig, hoge-temperatuur, chemisch bestendig en trillings-tolerant — features die onbeschikbaar waren in eerdere generaties.

Metaaltype speelt ook een rol. Bevestigingsmiddelen gemaakt van inactieve metalen — roestvrij staal, zink, magnesium, zwart oxide, cadmium, geanodiseerd aluminium, of gepassiveerd titanium — kunnen een primer vereisen om uitharding te faciliteren. Als slechts één inactief metaal aanwezig is, is primer onnodig.

Threadlockers Toepassen

Correcte toepassing zorgt ervoor dat de lijm het hele draadengagementgebied benat. De vereiste benatting hangt af van draadgrootte, lijmviscositeit en deelgeometrie. Voor grote onderdelen waarborgt benatting van beide paarvlakken betrouwbaarheid.

Voor doorboorgat moer-en-bout assemblages, pas threadlocker alleen toe waar de moer en bout samenkomen wanneer volledig opgemoment — alleen de lijm tussen de draadgaten zal uitharden. In blinde-gat assemblages zoals kapschroeven, pas het vergrendelingsmiddel toe op zowel de bout als de paarende draadgaten; anders kan luchtdruk de lijm naar buiten drukken, wat leidt tot onvolledige uitharding en potentiële storing.

Threadlockers kunnen handmatig, semi-automatisch of automatisch gedoseerd worden. Pre-toegepaste bevestigingsmiddel-coatings — microcapsules met lijm — worden populairder. Wanneer de bevestigingsmiddel gemonteerd wordt, breken de capsules, wat de lijm vrijgeeft. Deze methode biedt consistentie, kostenbesparing en kwaliteitszekerheid.

Anaerobe threadlockers zetten in minuten bij kamertemperatuur en uitharden volledig binnen 24 uur. Blootstelling aan hitte (bijv. 30 minuten bij 120 °C) kan uitharding versnellen. Als een primer of activator nodig is, pas het toe op één of beide oppervlakken voor de lijm; geen mengen van componenten vereist.

Als regel, vermijd anaerobe threadlockers op kunststof-draadassemblages, aangezien substraat-verzachting of stress-kraken kan optreden.

Nieuwe Ontwikkelingen

Traditionele anaerobe lijmen stonden voor drie hoofduitdagingen: uitharden op een breed scala aan metallische en niet-metallische substraten die vet of olieig kunnen zijn; uithoudend langdurige blootstelling aan temperaturen boven 300 °F; en weerstaan aan verlengde mechanische stress.

Olie en andere contaminanten kunnen uitharding voorkomen door de anaerobe reactie te remmen, wat grondige reiniging voor toepassing noodzakelijk maakt. Inactieve substraten — zink-dichromaat/fosfaat geplateerd staal, magnesium, cadmium, roestvrij staal, aluminium en thermohardende kunststoffen — vereisten vroeger oplosmiddel-gebaseerde primers voordat anaerobe lijmen konden binden.

Moderne oppervlak-ongevoelige formuleringen uitharden succesvol op olieige of gecontamineerde oppervlakken en op inactieve metalen, wat primer-vereisten reduceert of elimineert. Nieuwe proprietaire chemistries strekken ook operationele temperaturen uit tot 400 °F, ideaal voor automobiele en luchtvaarttoepassingen die extreme thermische cycli ervaren.

Om trilling aan te pakken, zijn toughere formuleringen geëngineerd. Deze hoge-sterkte, hoge-temperatuur vergrendelingsmiddelen zijn minder impact-gevoelig en kunnen verlengde blootstelling aan intense trilling, rotatie, scheer- en trekkrachten weerstaan.

Een Hoge-Prestaties Applicatie

Ryobi Outdoor Products — bekend om benzine-aangedreven kantensnoeiers — ontwikkelde een krachtige blower capabel van snelheden tot 210 mph en motortoeren boven 8.000 rpm. Onder deze condities bereikten componenten 500–600 °F en ervoeren ze extreme trilling.

Conventionele mechanische oplozingen waren onvoldoende. Ingenieurs keken naar Loctite 266, een nieuwe oppervlak-ongevoelige, hoge-sterkte, hoge-temperatuur threadlocker. Het uithardt in 40 minuten en bereikt volle sterkte in drie uur, tolererend olie en andere milde contaminanten zonder oppervlakvoorbereiding.

Op de montagelijnt werd de lijm toegepast op zink-dichromaat staalbouten die de demper aan de cilinderkop en de karter aan de cilinder verbinden. Drie uur later werd elk unit getest op volle gas voor zes minuten bij 6.000 rpm voordat goedkeuring volgde.

"De snelle uitharding van dit product stelde ons in staat om motortesten aan het einde van de montagelijnt uit te voeren," zegt Bill Gest, Vice President of New Products bij Ryobi. "Dit versnelde onze time-to-market, reduceerde in-process voorraden en hielp ons een competitieve rand te behouden."

Over de auteur:
Mike Shannahan is Manager OEM Marketing bij Loctite Corporation, een Henkel-company. Henkel opereert wereldwijd met toonaangevende merken en technologieën in drie zakelijke gebieden: Laundry & Home Care, Cosmetics/Toiletries, en Adhesive Technologies. Opgericht in 1876, houdt Henkel wereldwijd toonaangevende marktposities in zowel consumenten- als industriële sectoren, met bekende merken zoals Persil, Schwarzkopf en Loctite. Henkel werkte ongeveer 50.000 mensen en rapporteerde omzet van $18,86 miljard en een aangepaste operationele winst van $1,84 miljard in fiscaal 2009. Voor meer informatie, bezoek www.loctite.com.