A rögzítőelemek általános korróziógátló technológiáinak bemutatása
Apr 08, 2026
Rögzítőelemeka csatlakozások rögzítésére használt mechanikus berendezések leggyakoribb alkatrészei, amelyek mindegyike meghatározott környezetben használatos. A kötőelemek és a környezet hosszú távú kölcsönhatása mindig megváltoztatja állapotukat és teljesítményüket, azaz korrózió lép fel, ami a kötőelemek meghibásodásának egyik fő formája. A kötőelemek enyhe korróziója befolyásolja a menetek leválaszthatóságát és újrafelhasználhatóságát, míg az erős korrózió rontja az alkatrészek közötti kapcsolat szilárdságát, sőt a munkadarabok hirtelen meghibásodásához és katasztrofális balesetekhez vezethet. Ezért a kötőelemek korrózióvédelme mindig is nagy aggodalomra ad okot.
Általános korróziógátló technológiák a kötőelemekhez
A kötőelemek korróziógátló kezelése általában bizonyos módszerekkel bevonatot vagy korróziógátló réteget képez a munkadarab felületén, hogy megakadályozza a külső környezet hatását magukra a kötőelemekre és a korrózióállóság hatását érje el. A kötőelemeknél négy fő elterjedt korróziógátló technológia létezik: filmkezelési technológia, fémbevonat technológia, bevonási technológia és a fém (például rozsdamentes acél) belső szerkezetének megváltoztatása.
1. Filmkezelési technológia
A filmkezelési technológia főként a fémfelületen kémiai vagy elektrokémiai módszerekkel stabil kémiai (elektrokémiai) konverziós film létrehozásának folyamatát jelenti. Például a városi vasúti járművekben a feketítés/kékesítés és a foszfátozás széles körben használatos a kötőelemek filmkezelésére.
1.1 Feketítés és kékítés
Feketítésnek/kékesítésnek nevezzük azt a folyamatot, amikor az acél alkatrészeket oxidálószereket tartalmazó koncentrált lúgos oldatba helyezik, és meghatározott ideig körülbelül 140 fokon kezelik, hogy az acélrészek felületén (főleg Fe₃O4-ből álló) kémiai oxidfilmet képezzenek.
A feketítés/kékesítés technikai jellemzői:
1) A film vastagsága 0,5-1,5 μm.
2) A semleges sópermet teszt (NSS) ideje általában csak 2-5 óra, ekkor az oxidfilm eltörik, és még sok rozsda is megjelenik.
3) Alacsony hidrogén ridegség érzékenység, használhatónagy szilárdságú csavarok.
4) Rögzítőként gyenge a nyomaték-előfeszítési konzisztenciája.
5) Világos szín és jó dekoratív hatás.
6) Alacsony költség.
1.2 Foszfátozás
Foszfátkezelésnek nevezzük azt a folyamatot, amikor az acél alkatrészeket mangánt, foszforsavat, foszfátot és egyéb reagenseket tartalmazó oldatba merítik, hogy a fém felületén vízben oldhatatlan foszfát konverziós film alakuljon ki. A foszfátkezelés műszaki jellemzői a következők:
1) A film szilárdan össze van kötve az aljzattal (vastagság 1-50 μm).
2) A semleges sópermet teszt (NSS) ideje elérheti a 10-20 órát, néhány pedig a 72 órát is.
3) Gyenge mechanikai szilárdság és törékeny szerkezet.
4) Rögzítőként jó a nyomaték-előfeszítési konzisztenciája.
5) A szín sötét, például világosszürke, és a dekoratív hatás gyenge.
6) Alacsony hidrogén ridegedési érzékenység, nagy szilárdságú csavarokhoz használható.
7) Alacsony költség.
2. Fémbevonat technológia
A fémbevonat technológia olyan felületkezelési eljárás, amely elsősorban vékony fémréteget képez a fémanyagok felületén azáltal, hogy bevonási technológiát alkalmaz, hogy a fémeket dekoratív vagy védő tulajdonságokkal ruházza fel. A városi vasúti járművekben a rögzítőelemek fémbevonatolási technológiája főként horganyzás, valamint egyéb speciális fémbevonatok (krómozás, nikkelezés, kadmiumozás, ezüstözés stb.).
2.1 Galvanizálás
A cink és a vas elegyedik, szabványos elektródpotenciáljuk -0,76 V. Az acél szubsztrátum esetében a cinkbevonat anódos bevonat, amely jobban védi az acél hordozót. Ezért a horganyzási technológiát nagyon széles körben használják a kötőelemekben. Három általános horganyzási mód létezik: tűzihorganyzás, elektrogalvanizálás és mechanikus horganyzás.
2.1.1 Tűzihorganyzás
A tűzihorganyzás azt a folyamatot jelenti, amikor az acél alkatrészeket olvadt folyékony cinkbe merítik, ami fizikai és kémiai reakciók sorozatát idézi elő a munkadarab felületén, és fém cinkbevonatot képez. A tűzihorganyzó bevonat vastagsága viszonylag vastag (30-60 μm-ig), korrózióállósága kiváló. Széles körben használják hosszú ideig kültéren használt acél alkatrészekben (például TV-tornyokban, autópálya-védőkorlátokban stb.). A kötőelemeknél a tűzihorganyzás általában az M6-os és annál nagyobb csavaroknál alkalmazható, de nem használható nagy szilárdságú kötőelemekhez. Ennek fő oka az, hogy a tűzihorganyzás üzemi hőmérséklete viszonylag magas (400 fok ~ 500 fok), ami könnyen előidézheti a nagy szilárdságú kötőelemek lágyítását és csökkenti azok szilárdságát.
2.1.2 Elektrogalvanizálás
Az elektrogalvanizálás az elektrolízis elvének alkalmazása az acél alkatrészek felületén egységes, sűrű és jól kötött cinkbevonat kialakítására. Az elektrogalvanizált horganyréteg vastagsága viszonylag vékony (5-30 μm), korrózióállósága pedig a legrosszabb a horganyzás korróziógátló kezelések között. Eljárása azonban egyszerű, költsége alacsony, és csekély hatással van a menetek összekapcsolására, ezért széles körben használják a rögzítőelemekben. Mivel az elektrogalvanizálás nagy érzékenységű a hidrogén ridegségére, és nehéz teljesen eltávolítani a hidrogént (100 fok feletti hőmérséklet esetén az elektrogalvanizált réteg lehámlik vagy leesik), az elektrogalvanizálás nem használható nagy szilárdságú kötőelemekhez.
2.1.3 Mechanikus horganyzás
A mechanikus horganyzás olyan felületkezelési eljárást jelent, amelyben az acél alkatrészek cinkbevonatot képeznek azáltal, hogy kémiai anyagok, például cinkpor, diszpergálószer és gyorsító hatására ütőközeggel ütik meg az acél alkatrészek felületét. A mechanikusan horganyzott réteg vastagsága általában 5-50 μm. A bevonat felülete sűrű és egyenletes, jó dekoratív hatással és kiváló korrózióállósággal rendelkezik; továbbá nincsenek olyan hiányosságai, mint a tűzihorganyzásnál és az elektrogalvanizálásnál meglévő magas hőmérsékletű temperálás és hidrogénes ridegség, így a kötőelemek korrózióvédelmére kifejezetten alkalmas felületkezelési eljárás.
2.2 Egyéb fémbevonatok
2.2.1 Krómozás
Fémbevonatként a króm erős tapadás, jó kopásállóság, kiváló dekoratív hatás és nagy hőállóság (normál esetben 500 fok alatt használható). Ezért nagyon ideális a króm bevonat használata a rögzítőelemek fémbevonataként.
A krómozás fő hátrányai a következők:
1) Az eljárás összetett, és a krómozás előtt először nikkelt vagy rezet kell bevonni.
2) Magas ár.
3) A krómbevonat kemény és törékeny, és könnyen leesik.
2.2.2 Nikkelezés
Fémbevonatként a nikkel jó elektromos vezetőképességgel, nagy keménységgel, jó dekoratív hatással és hőállósággal rendelkezik (általában 600 fok alatt használható), ezért ideális a nikkelezés a kötőelemekhez is.
A nikkelezés fő hátrányai a következők:
1) Az eljárás összetett, és a nikkelezés előtt először a rezet kell bevonni (az eredeti "krómozás előtt" elírás).
2) A nikkel bevonat porózus, és a mátrix korróziója felgyorsul, ha a bevonat vékony.
3) Magas ár.
2.2.3 Kadmium bevonat
Fémbevonatként a kadmium anódos bevonat, amely erős sósavas korrózióállósággal, alacsony hidrogén ridegséggel és jó dekoratív hatással rendelkezik. Különösen alkalmas tengeri környezetben használt rögzítőkhöz (például tengeri repülőgépek és olajfúró platformok rögzítőelemeihez).
A kadmium bevonat fő hátrányai a következők:
① Magas környezetszennyezés. A kadmium olvadásakor keletkező gáz és az oldható kadmiumsók mérgezőek.
② Magas ár.
2.2.4 Ezüstözés
Fémbevonatként az ezüst kiváló elektromos vezetőképességgel, kiváló fényvisszaverő képességgel, jó kenőképességgel és kiváló hőállósággal rendelkezik (normálisan 870 fok alatt használható). Ezért az ezüstösztönzést széles körben használják olyan területeken, mint az elektronika és az elektrotechnika, a nagyfrekvenciás alkatrészek (például a generátor vezető csavarjai, a járműakkumulátorok kivezetései).
Az ezüstözés fő hátrányai a következők:
① Az eljárás összetett, és a rezet először az ezüstözés előtt kell bevonni.
② Az ár nagyon drága.
2.2.5 Cink-nikkel bevonat
A cink-nikkel kompozit bevonat a horganyzási felületkezelési technológia alapján kifejlesztett új típusú ötvözött fémbevonat, amely számos előnnyel rendelkezik:
1) A semleges sópermet teszt (NSS) ideje elérheti az 500-1500 órát.
2) A bevonat elektródpotenciálja Fe és Zn között van, ami alkalmasabb alumínium alkatrészekkel való összeszerelésre.
3) Magas bevonatkeménység és jó dekoratív hatás.
4) Szinte nincs hidrogén ridegség, használhatónagy szilárdságú rögzítőelemek.
5) Jó hőállóság (általában 800 fok alatt használható; az eredeti "8009C" elírás).
A cink-nikkel bevonat fő hátránya a magas ára (kb. 6-szorosa a hagyományos horganyzásénak), de kiváló átfogó teljesítményét egyre szélesebb körben ismerik el.
3. Bevonattechnika
A bevonattechnológia olyan felületkezelési technológia, amely meghatározott berendezésekkel és módszerekkel meghatározott bevonatokat visz fel a tárgyak felületére, hogy a felületen sűrű, folytonos és egyenletes filmet képezzen, majd azt természetes vagy mesterséges módszerekkel szárítva és kikeményítve védő vagy dekoratív bevonatot képezzen.
A kötőelemeknél a legelterjedtebb bevonatolási technológia a cink-króm bevonat technológia, amely az acél alkatrészek felületén az acél alkatrészek cink-króm bevonatának felvitelével és teljes zártkörű ciklusú bevonattal való átsütéssel kialakított bevonat, más néven Dacromet kezelés. A következő kiváló tulajdonságokkal rendelkezik:
1) A semleges sópermet teszt (NSS) ideje elérheti az 500-1000 órát.
2) Jó áteresztőképesség.
3) Nincs érzékeny a hidrogén ridegségre.
4) Alacsony környezetszennyezés.
5) Rögzítőként nagyon jó a nyomaték-előfeszítési konzisztenciája.
6) Mérsékelt ár (kb. 2-szerese a hagyományos horganyzásénak).
A Dacromet kezelés fő hátrányai a következők:
1) Rossz kopásállóság (a keménység csak 1 H).
2) Egyszínű (csak ezüstfehér és ezüstszürke), gyenge dekoratív hatás.
3) Rossz elektromos vezetőképesség, nem alkalmas vezető csatlakozású alkatrészekhez.
4. Az acél mikroszerkezetének megváltoztatása
4.1 Az összetétel megváltoztatása (például rozsdamentes acél)
A rozsdamentes acél a rozsdamentes saválló acél rövidítése, amely kiváló korrózióállósággal és jó dekoratív hatással rendelkezik, és széles körben használják különféle területeken. Jelenleg általánosan úgy gondolják, hogy a rozsdamentes acél korrózióállósági mechanizmusa főként a következő:
1) Ha a Cr-tartalom meghaladja a 13%-ot, az acél elektródapotenciálja negatív potenciálról pozitív potenciálra emelkedik, így maga az acélmátrix "inert" lesz;
2) A Cr sűrű, Cr-ben gazdag passzív filmet képez az acél felületén, hogy tovább védje a mátrixot;
3) A rozsdamentes acél a mikrostruktúra szerint osztható martenzites acélra, ferrites acélra, ausztenites acélra, ausztenites-ferrites rozsdamentes acélra stb. Közülük az ausztenites rozsdamentes acél rendelkezik a legjobb korrózióállósággal, mint például az A2 és A4 sorozatú rozsdamentes acél.
A rozsdamentes acélnak főként a következő hiányosságai vannak:
① Alacsony folyáshatár (általában legfeljebb 300 MPa), nem alkalmas főbb szerkezeti részek csatlakoztatására;
② Hajlamos a menet beszorulására: a rozsdamentes acél csavarok meghúzásakor könnyen megsérülhet a menetfelület, és ekkor spontán oxidréteg képződik, ami tovább rontja a csavar tapadását és reteszelését;
③ Szemcseközi korrózióra hajlamos: bizonyos hőmérsékleten a rozsdamentes acélban lévő C és Cr vegyületeket képez, különösen a szemcsehatárok közelében, ami "Cr-mentesített területek" megjelenéséhez vezet a szemcsehatárokon, és szemcseközi korróziót okoz;
④ Rossz korrózióállóság a Cl⁻ közeggel szemben (kivéve A4-es rozsdamentes acélt);
⑤ Magas ár (kb. 4-szerese a Dacromet kezelésének).
4.2 A hőkezelési állapot változása
Az acélanyagok főként többfázisú szerkezetek (a szennyeződések, karbidok, intermetallikus vegyületek és más második fázisok általában katódként léteznek az acélban, míg a vas-mátrix anódként működik). A többfázisú szerkezet egyes fázisai között potenciálkülönbség van, ami korróziós mikrocellát képez. A második fázis lehet anódos passzivációs fázis vagy katódos oldódási fázis, mindkettő befolyásolja a mátrix korrózióállóságát.
Ha például a rozsdamentes acélt vesszük, annak hegesztési és hőkezelési eljárásai fokozott óvatosságot igényelnek. Magas hőmérsékletű oldatos kezelés után, ha a rozsdamentes acélt 400 és 850 fok közé hevítjük, nagyszámú Cr23C₆ és Cr₇C3 karbid válik ki a szemcsehatárok mentén, és a szemcsehatárok közelében Cr-mentesített területet képez. A karbidok a korróziós cella katódjaként, a Cr-mentes terület pedig a korróziós cella anódjaként működik, így szemcseközi korróziót okozva, és a rozsdamentes acél korrózióállóságának jelentős csökkenéséhez vezet.
