鉚釘是飛機上最常見的緊固件之一。鉚釘主要依靠釘桿和鉚釘孔的過盈配合承受剪切傳來的載荷。鉚釘,用來造飛機機身的材料,主要是密度低,強度高的鋁合金。最常用的鋁合金系列是鋁銅合金系列 2XXX,代表合金是 2024,國內叫硬鋁;和鋁鋅合金系列 7XXX,代表合金是 7075,國內叫超硬鋁。
2024 抗拉伸性能好,所以用來做機身、大翼下半部蒙皮,7075 抗擠壓性能好,所以用來做機身、大翼上半部蒙皮,以及龍骨梁、隔框、桁條(這三個就算是骨架了)。遺憾的是,這兩種鋁合金的可焊接性很差,只能是用鉚接,而不是焊接了。
飛機上常用的鉚釘可分為兩大類實心鉚釘和專用鉚釘。
實心鉚釘按鉚釘釘頭分主要有四種:
埋頭鉚釘AN426、普通頭鉚釘AN470、半圓頭鉚釘AN430和平頭鉚釘AN442。
按材料主要可分為:
A鉚釘:純鋁制成,強度低,防腐蝕性能好。
AD鉚釘:2117鋁合金制成,強度低于D鉚釘和DD鉚釘。這種鉚釘的抗蝕能力較好,使用前無需再進行熱處理。因此,這種鉚釘在飛機結構上得到廣泛應用。
B鉚釘:5056鎂合金制成,可以在室溫下儲存。主要用來鉚接鎂合金防止電化學腐蝕。
D、DD鉚釘:2017和2024鋁合金制成,強度比AD要高,DD的強度最高。但是這兩種鉚釘使用前需要淬火,并在孕育期內完成鉚打。使用后需放入冰盒里,故這兩種鉚釘也成為冰盒鉚釘。
M鉚釘:鎳銅合金制成,也成蒙乃爾鉚釘,可以在室溫下儲存和使用。
KE鉚釘:7050鋁鋅鎂銅合金制成,可以在室溫下儲存和使用。
專用鉚釘主要有盲鉚釘(拉塞式摩擦鎖定鉚釘、拉塞式機械鎖定鉚釘)、高強度銷式鉚釘及Hi-Locks緊固件。
凡是上飛機的部件,都是要經過標準認證的。有的是行業協會的標準,比如 AN(Army/Navy,陸軍海軍)標準;MS(Military Standard),NAS(National Aerospace Standard)等等,也有飛機公司自己的標準,比如波音公司的標準,以 BAC 開頭,鉚釘標準是 BACR(Rivet);墊圈標準是 BACW(Washer);螺母標準是 BACN(Nut)等等。
單說這鉚釘的標準件號里,包含的信息就不少。制造實心鉚釘,要依據美國聯邦規范 QQ-A-430。接下來,按照 MS 或 NAS 系統來標識鉚釘。
常見的鋁鉚釘的材質還有:
2017(D):含銅 4%,強度 30,000psi,鉚釘頭標識是一個凸起的小圓點。
2024(DD):含銅 4.4%,強度 35,000psi。鉚釘頭標識是兩道凸起的線。
2017和 2024鉚釘又叫冰箱鉚釘,需要熱處理。小直徑的 2017(D)鉚釘不需要熱處理,大直徑的需要。所有的 2024(DD)鉚釘都需要熱處理。
DD鉚釘,從材料庫領出來的時候,熱處理狀態是 T4,直接安裝是打不動的。必須先在熱處理爐里 930F-950F 溫度范圍保溫 1 小時退火,然后再冷水中淬火,然后放到冰冷的一種酒精(Isopropylalcohol)里,放到冰箱里,用時取出。從冰箱里取出后,必須在 20 分鐘內安裝好,否則鉚釘槍就打不動了。能打動也會發生裂紋。打好的 DD 鉚釘的熱處理狀態是 T31。