A nagy szilárdságú és korrózióálló csavarok felületkezelésének részletes bemutatása

A felületkezelés megfelelő megválasztása kritikus a kötőelemek tervezésében és kiválasztásában. A felületkezelési eljárások széles választéka áll rendelkezésrekötőelemek. A tervezőknek gazdaságos és kompatibilis megoldásokat kell kiválasztaniuk az üzemeltetési feltételek, a korrózióállósági követelmények, az összeszerelési teljesítmény, a hőmérsékleti környezet, a környezetvédelmi szabványok és a költségkeret alapján. A legtöbb kereskedelmi kötőelem szénacélból vagy ötvözött acélból készül, amelyek érzékenyek a korrózióra. Még a korrózióálló anyagokból készült kötőelemek is felületkezelést igényelnek a korrozív közegek elkülönítése és az oxidáció késleltetése érdekében.

A rögzítőelem-bevonatoknak erős tapadásúaknak kell lenniük, az összeszerelés és szétszerelés során nem lehet lehámozni, és megfelelő vastagságúnak kell lenniük, amely nem zavarja a menetek összekapcsolódását. Ezenkívül a legtöbb bevonat hőmérsékletállósági határa alacsonyabb, mint az acél alapanyagé; ezért a kiválasztás során figyelembe kell venni az üzemi hőmérsékletet. A felületkezelés a megjelenésen és a korróziógátló funkciókon túl nagymértékben befolyásolja a kötőelemek rögzítési teljesítményét, különösen a nyomaték-előfeszítő erő konzisztenciáját. A professzionális tervezés átfogóan egyensúlyozza a korrózióállóságot, az összeszerelés gyárthatóságát, az üzemi stabilitást és a környezeti megfelelést. Ez a cikk bemutatja a nagy szilárdságú és korrózióálló kötőelemek általános felületkezelési eljárásait.

1. Elektrogalvanizálás

Az elektrogalvanizálás a kereskedelmi kötőelemek legszélesebb körben használt bevonata. Költséghatékony, elegáns megjelenésével, és többféle kivitelben is elérhető, beleértve a fehér cinket, a sárga cinket, a fekete cinket és az olívaszürke színt. Azonban viszonylag gyenge korrózióállóságot biztosít a cink alapú bevonatok között. A hagyományos elektrogalvanizálás semleges sóspray (NSS) élettartama 72 óra. Fejlett tömítőanyagokkal a sópermetezési ellenállás meghaladhatja a 200 órát, de a költség 5-8-szor magasabb, mint a hagyományos horganyzásé.

A galvanizálási eljárás könnyen hidrogén ridegséget okoz. Ennek megfelelően a 10.9-es és magasabb fokozatú nagy szilárdságú csavarok szokásos elektrogalvanizálása általában tilos. Bár a sütés dehidrogénezése megvalósítható, a passziváló fólia 60 fok felett megsérül. Így a dehidrogénezést galvanizálás után és passziválás előtt kell elvégezni, ami bonyolult működést és magas költségeket eredményez. A legtöbb gyártó nem végez dehidrogénezést, hacsak az ügyfelek nem kérik külön.

Az elektromosan horganyzott kötőelemek gyenge és instabil nyomaték-előfeszítési konzisztenciát mutatnak, ezért általában nem használják kritikus szerkezeti csatlakozásokhoz. A bevonat után kenőanyag bevonat alkalmazható a nyomatékstabilitás és az előfeszített konzisztencia javítása érdekében.

2. Foszfátozás

A foszfátozás olcsóbb, mint az elektrogalvanizálás, de alacsonyabb alapvető korrózióállóságot biztosít. A hatékony védelem érdekében olajtömítéssel kell ellátni. A hagyományos rozsdagátló olaj mindössze 10-20 órányi NSS-állóságot biztosít, míg a kiváló minőségű rozsdamentesítő olaj 2-3-szoros költséggel 72-96 órára képes meghosszabbítani.

A kötőelemeknél két fő foszfátozási típust alkalmaznak: a cink-foszfátozást és a mangán-foszfátozást. A cink-foszfátozás kiváló kenést biztosít a precíz összeszereléshez, míg a mangán-foszfátozás kiváló korrózióállóságot és kopásállóságot biztosít 107 és 204 fok közötti üzemi hőmérsékleti tartományban.

A foszfátozás legnagyobb előnye a kiváló nyomaték-előfeszítési konzisztencia, amely stabil és pontos összeszerelési előfeszítést biztosít. Széles körben használják kritikus ipari csatlakozásoknál, mint például acélszerkezet-szerelvények, motorhajtókar-csavarok, hengerfejcsavarok, fő csapágyrögzítők, lendkerék és kerékcsavarok. Ezenkívül a foszfátozás nem okoz hidrogén ridegséget, így a 10.9-es és magasabb fokozatú, nagy szilárdságú csavarok szabványos felületkezelése.

3. Oxide Blueing (fekete oxid bevonat)

A Blueing plus olajtömítés a legolcsóbb felületkezelés az ipari rögzítőkhöz, szép megjelenésűek, és alkalmasak száraz beltéri környezetre. Maga a fekete-oxid fólia szinte nem rendelkezik korróziógátló képességgel, és teljes mértékben a felületi olajvédelemre támaszkodik. Olaj nélkül a felület gyorsan rozsdásodik. Az olajzáras kékes kötőelemek NSS ellenállása mindössze 3-5 óra.

A kékes kötőelemek nyomaték-előfeszítési konzisztenciája gyenge. Az összeszerelés előtt a menetfelületekre felvitt kenőzsír javíthatja a csatlakozás minőségét és az előfeszítési stabilitást.

4. Kadmium bevonat

A kadmium bevonat kiemelkedő korrózióállóságot biztosít, és különösen kiváló sópermetezési teljesítményt nyújt tengeri környezetben a hagyományos kezelésekhez képest. Szennyvíztisztítása azonban nehéz és környezetkárosító, rendkívül magas előállítási költséggel, körülbelül 15-20-szor az elektromos horganyzáséval szemben. Csak szélsőséges üzemi körülményekhez alkalmazzák, mint például tengeri fúróplatformok és repülőgép-kötőelemek, és ritkán használják az általános iparágakban. A kadmiumozás emellett hidrogénridegséget okoz, és nem alkalmas ultra-nagy szilárdságú csavarok.

5. Krómozás

A króm bevonatok kémiailag stabilak légköri környezetben, kiváló fényességgel, nagy keménységgel és kiváló kopásállósággal. A kötőelemeken a krómozást leginkább dekorációs célokra használják. A rozsdamentes acélhoz hasonló magas költsége miatt ritkán használják nagy igénybevételű korróziógátló alkalmazásokhoz. Csak akkor alkalmazható, ha a rozsdamentes acél nem felel meg a szilárdsági követelményeknek.

A krómozáshoz réz és nikkel alátétre van szükség a tapadás és a korrózióállóság biztosítása érdekében. A bevonat 650 fokig (1200 F fokig) ellenáll a magas hőmérsékletnek, de a hidrogén ridegsége továbbra is potenciális kockázatot jelent a nagy szilárdságú csavarok esetében.

6. Ezüstbevonat és nikkelezés

Az ezüstbevonat korrózióállóságot és szilárd kenést egyaránt biztosít. Stabil teljesítményt tart fenn akár 870 fokos (1600 °F) hőmérsékleten, és hatékonyan megakadályozza a szál oxidációját és beszorulását magas hőmérsékleti körülmények között. A költségkorlátok miatt főként anyákhoz és kis precíziós csavarokhoz használják magas hőmérsékletű berendezésekben.

A nikkelezést elsősorban a korrózióállóságot és az elektromos vezetőképességet egyaránt igénylő forgatókönyveknél alkalmazzák, például a járműakkumulátorok terminálrögzítőit.

7. Tűzi horganyzás (HDG)

A tűzihorganyzás egy 15-100 μm vastagságú, kiváló korrózióállóságú, magas hőmérsékletű hődiffúziós cinkbevonat, amelyet széles körben alkalmaznak nehéz kültéri gépészeti berendezésekhez. Gyenge vastagsági egyenletességtől, valamint a gyártás során a cinkmaradványok és cinkgőz által okozott súlyos környezetszennyezéstől szenved.

A vastag bevonat gyakran okozza a cérna elakadását és nehéz bekötést. Az általános megoldások közé tartozik a belső menetek horganyzás utáni menetfúrása (ami károsítja a részleges bevonatot és csökkenti a korrózióállóságot) vagy az anya menetfuratainak előnagyítása 0,16-0,75 mm-rel (M5-M30 esetén) a horganyzás előtt (ami kis mértékben csökkenti a szerkezeti szilárdságot). A Spiralock lazulásgátló menetes kialakítás megoldhatja ezt a problémát azáltal, hogy vastag bevonatokat alkalmaz, miközben megőrzi a teljes korrózióállóságot és mechanikai szilárdságot.

A magas feldolgozási hőmérséklet miatt megváltozik a metallográfiai szerkezethőkezelt csavarok, a tűzihorganyzás tilos a 10.9-es és magasabb osztályú kötőelemeknél.

8. Por alakú cink diffúzió

A porcink diffúzió egy szilárdtest-kohászati ​​termikus diffúziós eljárás, amely egységes bevonatot képez összetett felületeken, például meneteken és zsákfuratokon. A bevonat vastagsága 10 és 110 μm között van, a vastagsági hiba 10%-on belül szabályozható. A cink alapú kezelések közül a legnagyobb tapadási szilárdságot és korrózióstabilitást nyújtja, nulla szennyezés és hidrogén ridegedés nélkül, ideális nagy pontosságú, nagy szilárdságú és nagy korrózióálló kötőelemekhez.

9. Dacromet bevonat

A Dacromet (cink-króm bevonat) nulla hidrogénridegedés-kockázattal és kiváló nyomaték-előterhelési konzisztenciával rendelkezik. Kiváló sópermetezési ellenállást, magas hőmérsékleti stabilitást és kémiai korrózióállóságot biztosít, valamint hatékonyan megakadályozza a galvanikus korróziót és az oxidatív ridegséget, amelyet a különböző fémkontaktusok okoznak. A hat vegyértékű krómra vonatkozó környezetvédelmi korlátozások kivételével az egyik legjobb felületkezelés a nagy szilárdságú kötőelemekhez, amelyek rendkívüli korrózióállóságot igényelnek.

A gyakori Dacromet minőségek közé tartozik a 9028, G917 és G980, amelyek ezüst és fekete színben kaphatók. A Grade 9028 egy gazdaságos formula a hagyományos korrózióvédelemhez; A G917 kiváló vegyszerállóságot biztosít összetett közegek esetén; A G980 kiemelkedő magas hőmérsékleti ellenállást biztosít a 200 fok feletti folyamatos üzemeléshez.

Az ELV, WEEE és RoHS környezetvédelmi irányelveknek megfelelően a Dacromet széles körben alkalmazható az autóiparban, a háztartási készülékekben és az építőiparban. Alkalmas olyan magas hőmérsékletű és erősen korrozív alkatrészekhez, mint az autók kipufogógáz-hővédő pajzsai, radiátorok, alvázalkatrészek, gázmérők és tengeri felszerelések.