Детаљан увод у површинске третмане за вијке високе чврстоће и отпорне на корозију

Одговарајући избор површинске обраде је критичан у дизајну и избору причвршћивача. Доступан је широк избор процеса површинске обрадепричвршћивачи. Пројектанти ће изабрати економична и компатибилна решења према условима рада, захтевима отпорности на корозију, перформансама монтаже, температурном окружењу, стандардима заштите животне средине и буџетима трошкова. Већина комерцијалних затварача је направљена од угљеничног челика или легираног челика, који су подложни корозији. Чак и причвршћивачи произведени од материјала отпорних на корозију захтевају површинску обраду како би се изоловали корозивни медији и одложила оксидација.

Премази за причвршћиваче морају имати јаку адхезију, без љуштења током монтаже и демонтаже и одговарајућу дебљину која не омета захват навоја. Поред тога, граница отпорности на температуру већине премаза је нижа од границе основног челичног материјала; стога се при избору мора узети у обзир радна температура. Осим изгледа и антикорозивних функција, површинска обрада у великој мери утиче на перформансе причвршћивања причвршћивача, посебно на конзистентност силе преднапрезања обртног момента. Професионални дизајн свеобухватно балансира отпорност на корозију, могућност израде монтаже, оперативну стабилност и еколошку усклађеност. Овај чланак представља главне процесе површинске обраде за причвршћиваче високе чврстоће и отпорности на корозију.

1. Електро-галванизација

Електрогалванизација је најраспрострањенији премаз за комерцијалне причвршћиваче. Економичан је са уредним изгледом и доступан у више завршних обрада укључујући бели цинк, жути цинк, црни цинк и маслинасто сив. Међутим, нуди релативно слабу отпорност на корозију међу премазима на бази цинка. Животни век неутралног сланог спреја (НСС) код конвенционалног електро-галванизовања је у року од 72 сата. Са напредним заптивним средствима, отпорност на слани спреј може премашити 200 сати, али је трошак 5 до 8 пута већи од обичног цинковања.

Процес галванизације лако узрокује крхкост водоника. Сходно томе, вијци високе чврстоће разреда 10.9 и више су генерално забрањени за обично електрогалванизирање. Иако је дехидрогенација печењем изводљива, пасивни филм ће бити оштећен изнад 60 степени. Стога се дехидрогенација мора извршити након галванизације и пре пасивирања, што резултира компликованим радом и високим трошковима. Већина произвођача не спроводи дехидрогенацију осим ако то посебно не захтевају купци.

Електро-галванизовани причвршћивачи показују лошу и нестабилну конзистенцију преднапрезања обртног момента, тако да се генерално не користе за критичне структуралне везе. Премаз мазива након облагања може се нанети да би се побољшала стабилност обртног момента и конзистентност преднапрезања.

2. Фосфатирање

Фосфатирање је јефтиније од електро-галванизације, али обезбеђује нижу основну отпорност на корозију. За ефикасну заштиту мора бити уљно заптивена. Обично уље против рђе пружа само 10 до 20 сати отпорности на НСС, док уље високог квалитета против рђе може да га продужи на 72 до 96 сати уз 2 до 3 пута већу цену.

Два главна типа фосфатирања примењују се на причвршћиваче: фосфатирање цинка и фосфатирање мангана. Фосфатирање цинка нуди одлично подмазивање за прецизну монтажу, док фосфатирање мангана пружа врхунску отпорност на корозију и отпорност на хабање са опсегом радне температуре од 107 степени до 204 степена (225 степени Ф до 400 степени Ф).

Највећа предност фосфатирања је одлична конзистентност обртног момента и предоптерећења, обезбеђујући стабилно и прецизно преднапрезање при монтажи. Широко се користи у критичним индустријским везама као што су склопови челичних конструкција, вијци клипњаче мотора, вијци главе цилиндра, причвршћивачи главних лежајева, замајац и вијци точкова. Штавише, фосфатирање не узрокује крхкост водоника, што га чини стандардним површинским третманом за вијке високе чврстоће степена 10.9 и више.

3. Плављење оксидом (премаз од црног оксида)

Блуинг плус уље за заптивање је најјефтинији површински третман за индустријске затвараче уредног изгледа, погодан за сува унутрашња окружења. Сам филм од црног оксида нема готово никакву антикорозивну способност и у потпуности се ослања на површинску заштиту уља. Без уља, површина брзо рђа. Отпорност НСС уљем заптивених плављених затварача је само 3 до 5 сати.

Плављени причвршћивачи имају лошу конзистенцију преднапрезања обртног момента. Маст за подмазивање која се наноси на површине навоја пре монтаже може побољшати квалитет захвата и стабилност предоптерећења.

4. Кадмијум Платинг

Кадмијумска обрада обезбеђује изузетну отпорност на корозију, посебно супериорне перформансе сланог спреја у морским срединама у поређењу са конвенционалним третманима. Међутим, његов третман отпадних вода је тежак и опасан по животну средину са изузетно високим производним трошковима, отприлике 15 до 20 пута већим од електро-галванизације. Усвојен је само за екстремне услове рада као што су платформе за бушење на мору и причвршћивачи за ваздухопловство, и ретко се користи у општој индустрији. Кадмијум такође изазива кртост водоника и није погодан за ултра-вијци високе чврстоће.

5. Хромирање

Превлаке од хрома су хемијски стабилне у атмосферским окружењима са одличним задржавањем сјаја, високом тврдоћом и врхунском отпорношћу на хабање. На причвршћивачима, хромирање се углавном користи у декоративне сврхе. Ретко се користи за тешке антикорозивне апликације због високе цене упоредиве са нерђајућим челиком. Примењује се само када нерђајући челик не може да испуни захтеве за чврстоћу.

За хромирање су потребни подслојеви од бакра и никла да би се обезбедила адхезија и отпорност на корозију. Премаз може да издржи високе температуре до 650 степени (1200 степени Ф), али крхкост водоника остаје потенцијални ризик за вијке високе чврстоће.

6. Посребривање и никловање

Посребривање обезбеђује и отпорност на корозију и чврсто подмазивање. Одржава стабилне перформансе на температурама до 870 степени (1600 степени Ф) и ефикасно спречава оксидацију и заглављивање навоја у условима високе температуре. Због ограничења трошкова, углавном се користи за навртке и мале прецизне завртње у опреми за високе температуре.

Никловање се првенствено користи за сценарије који захтевају и отпорност на корозију и електричну проводљивост, као што су причвршћивачи терминала за акумулаторе возила.

7. Вруће поцинковање (ХДГ)

Топло цинковање је високотемпературни термички дифузиони цинк премаз дебљине од 15 до 100 μм и одличне отпорности на корозију, који се широко користи за тешку спољну инжењерску опрему. Пати од лоше уједначености дебљине и озбиљног загађења животне средине узрокованог остацима цинка и цинковим парама током производње.

Дебели премаз често узрокује заглављивање навоја и тешко захватање. Уобичајена решења укључују урезивање унутрашњих навоја након цинковања (што оштећује делимичан премаз и смањује отпорност на корозију) или претходно повећање рупа навоја за навртке за 0,16 до 0,75 мм (за М5–М30) пре цинковања (што мало смањује структурну чврстоћу). Дизајн навоја Спиралоцк против отпуштања може решити овај проблем тако што ће наместити дебеле премазе уз одржавање пуне отпорности на корозију и механичке чврстоће.

Због високе температуре обраде мења се металографска структуратермички обрађени вијци, вруће цинковање је забрањено за причвршћиваче од 10.9 и више.

8. Дифузија цинка у праху

Дифузија цинка у праху је металуршки процес термичке дифузије у чврстом стању који формира уједначене премазе на сложеним површинама као што су навоји и слепе рупе. Дебљина премаза се креће од 10 до 110 μм са грешком дебљине која се контролише унутар 10%. Међу свим третманима на бази цинка, пружа највећу чврстоћу везивања и корозиону стабилност са нултим загађењем и без кртости водоником, идеалан за причвршћиваче високе прецизности, велике чврстоће и отпорности на корозију.

9. Дацромет Цоатинг

Дацромет (превлака од цинк-хрома) има нулти ризик од водоничне кртости и одличну конзистенцију преднапрезања обртног момента. Пружа супериорну отпорност на слани спреј, стабилност на високим температурама и отпорност на хемијску корозију, и ефикасно спречава галванску корозију и оксидативно кртљење узроковано контактом различитих метала. Искључујући еколошка ограничења хексавалентног хрома, то је један од најбољих површинских третмана за причвршћиваче високе чврстоће који захтевају екстремну отпорност на корозију.

Уобичајене врсте Дацромет укључују 9028, Г917 и Г980, доступне у сребрној и црној боји. Степен 9028 је економична формула за конвенционалну заштиту од корозије; Г917 нуди одличну хемијску отпорност за сложена окружења медија; Г980 пружа изузетну отпорност на високе температуре за континуирани рад изнад 200 степени.

У складу са еколошким директивама ЕЛВ, ВЕЕЕ и РоХС, Дацромет се широко примењује у аутомобилској индустрији, индустрији кућних апарата и грађевинарству. Погодан је за високотемпературне и јако корозивне компоненте као што су топлотни штитови за аутомобилске издувне гасове, радијатори, делови шасије, гасомери и бродска опрема.