Увод у уобичајене антикорозивне технологије за причвршћиваче
Apr 08, 2026
Причвршћивачису најчешће компоненте механичке опреме које се користе за причвршћивање спојева, а све се користе у специфичним окружењима. Дуготрајна интеракција између причвршћивача и околине увек ће променити њихово стање и перформансе, односно долази до корозије, што је један од главних облика квара причвршћивача. Блага корозија причвршћивача ће утицати на одвојивост и поновну употребу навоја, док ће јака корозија оштетити чврстоћу везе између компоненти, па чак и довести до изненадног квара радних комада и катастрофалних удеса. Због тога је антикорозија причвршћивача одувек била тема велике забринутости.
Уобичајене антикорозивне технологије за причвршћиваче
Антикорозивна обрада причвршћивача обично формира премаз или антикорозивни слој на површини радног предмета одређеним методама како би се спречило да спољашње окружење утиче на саме причвршћиваче и постигао ефекат отпорности на корозију. Постоје четири главне уобичајене антикорозивне технологије за причвршћиваче: технологија обраде филма, технологија металне превлаке, технологија премаза и промена унутрашње структуре метала (као што је нерђајући челик).
1. Технологија обраде филма
Технологија обраде филма углавном се односи на процес генерисања стабилног хемијског (електрохемијског) филма за конверзију на површини метала коришћењем хемијских или електрохемијских метода. На пример, у градским шинским возилима, третман зацрњивањем/плављењем и фосфатирањем се широко користе за филмски третман причвршћивача.
1.1 Црњење и плаво
Процес стављања челичних делова у концентровани алкални раствор који садржи оксидансе и њиховог третирања на око 140 степени током одређеног временског периода да би се формирао филм хемијског оксида (углавном састављен од Фе₃О₄) на површини челичних делова назива се третман зацрњивањем/плављењем.
Техничке карактеристике третмана поцрњења/плављења:
1) Дебљина филма је 0,5-1,5 μм.
2) Време теста неутралног сланог спреја (НСС) је обично само 2~5 сати, када је оксидни филм пукнуо, па ће се појавити чак и много рђе.
3) Ниска осетљивост на крхкост водоника, може се користити завијци високе чврстоће.
4) Као причвршћивач, његова конзистенција преднапрезања обртног момента је лоша.
5) Светла боја и добар декоративни ефекат.
6) Ниска цена.
1.2 Третман фосфатирањем
Процес потапања челичних делова у раствор који садржи манган, фосфорну киселину, фосфат и друге реагенсе да би се формирао филм за конверзију фосфата нерастворног у води на површини метала назива се фосфатирање. Техничке карактеристике фосфатирања су следеће:
1) Филм је чврсто спојен са подлогом (дебљина 1~50 μм).
2) Време теста неутралног сланог спреја (НСС) може да достигне 10 ~ 20 сати, а неки могу достићи и 72 сата.
3) Слаба механичка чврстоћа и ломљива текстура.
4) Као причвршћивач, његова конзистенција преднапрезања обртног момента је добра.
5) Боја је тамна као што је светло сива, а декоративни ефекат је лош.
6) Ниска осетљивост на крхкост водоника, може се користити за вијке високе чврстоће.
7) Ниска цена.
2. Метал Платинг Тецхнологи
Технологија наношења метала је процес површинске обраде који углавном формира танак метални слој на површини металних материјала коришћењем технологије облагања да би метални материјали добили декоративна или заштитна својства. У градским шинским возилима, технологија металног оплата за причвршћиваче је углавном поцинковање, као и друге посебне металне превлаке (хромирање, никловање, кадмијум, посребривање, итд.).
2.1 Галванизација
Цинк и гвожђе се могу мешати, а њихов стандардни потенцијал електроде је -0,76 В. За челичну подлогу, цинк премаз је анодни премаз, који може боље заштитити челичну подлогу. Због тога се технологија цинковања веома широко користи у причвршћивачима. Постоје три уобичајене методе цинковања: топло цинковање, електрогалванизација и механичко цинковање.
2.1.1 Вруће цинковање
Топло цинковање се односи на процес потапања челичних делова у растопљени течни цинк, изазивајући низ физичких и хемијских реакција на површини радног предмета да би се формирао метални цинк премаз. Дебљина премаза за топло поцинковање је релативно дебела (до 30~60 μм), а његова отпорност на корозију је одлична. Широко се користи у челичним деловима који се дуго користе на отвореном (као што су ТВ торњеви, заштитне ограде за аутопут, итд.). За причвршћиваче, топло цинковање је генерално применљиво на вијке М6 и више, али се не може користити за причвршћиваче високе чврстоће. Главни разлог је тај што је радна температура процеса топлог цинковања релативно висока (400 степени ~ 500 степени), што лако може изазвати омекшавање причвршћивача високе чврстоће и смањити њихову чврстоћу.
2.1.2 Електрогалванизација
Електрогалванизација је употреба принципа електролизе за формирање уједначеног, густог и добро везаног премаза цинка на површини челичних делова. Дебљина електрогалванизованог слоја цинка је релативно танка (5~30 μм), а његова отпорност на корозију је најгора међу антикорозивним третманима за галванизацију. Међутим, његов процес је једноставан, цена је ниска и има мали утицај на захватање навоја, тако да се широко користи у причвршћивачима. Пошто електрогалванизација има високу осетљивост на кртост водоником и тешко је потпуно уклонити водоник (електрогалванизовани слој ће се ољуштити или отпасти када је температура изнад 100 степени), електрогалванизација се не може користити за причвршћиваче високе чврстоће.
2.1.3 Механичко цинковање
Механичко цинковање се односи на процес површинске обраде у коме челични делови формирају цинк премаз ударањем на површину челичних делова ударним медијем под дејством хемијских супстанци као што су цинк прах, дисперзант и акцелератор. Дебљина механичког поцинкованог слоја је углавном 5~50 μм. Површина премаза је густа и уједначена, са добрим декоративним ефектом и одличном отпорношћу на корозију; штавише, нема недостатака као што су каљење при високим температурама и водонична кртост који постоје код топлог цинковања и електрогалванизације, тако да је процес површинске обраде посебно погодан за антикорозивну заштиту спојних елемената.
2.2 Остале металне облоге
2.2.1 Хромирање
Као метални премаз, хром има карактеристике јаке адхезије, добре отпорности на хабање, одличног декоративног ефекта и високе отпорности на топлоту (може се нормално користити испод 500 степени). Због тога је веома идеално користити хромирани премаз као метални премаз за причвршћиваче.
Главни недостаци хромирања су следећи:
1) Процес је сложен, а никл или бакар се морају прво прекрити пре хромирања.
2) Висока цена.
3) Превлака хрома је тврда и крхка и лако пада.
2.2.2 Никловање
Као метални премаз, никл има добру електричну проводљивост, високу тврдоћу, добар декоративни ефекат и отпорност на топлоту (може се нормално користити испод 600 степени), тако да је такође идеално користити никловање за причвршћиваче.
Главни недостаци никловања су следећи:
1) Процес је сложен, а бакар се мора прво нанијети пре никлања (оригинално „пре хромирања“ је грешка у куцању).
2) Превлака никла је порозна, а корозија матрице ће се убрзати када је премаз танак.
3) Висока цена.
2.2.3 Кадмијумско превлачење
Као метални премаз, кадмијум је анодни премаз, који има карактеристике јаке отпорности на корозију хлороводоничне киселине, ниске крхкости водоника и доброг декоративног ефекта. Посебно је погодан за причвршћиваче који се користе у морским окружењима (као што су причвршћивачи за бродске авионе и платформе за бушење нафте).
Главни недостаци кадмијума су следећи:
① Високо загађење животне средине. Гас који настаје када се кадмијум топи и растворљиве соли кадмијума су токсични.
② Висока цена.
2.2.4 Сребро
Као метални премаз, сребро има одличну електричну проводљивост, одличне рефлективне перформансе, добро подмазивање и одличну отпорност на топлоту (може се нормално користити испод 870 степени). Због тога се посребривање широко користи у областима као што су електроника и електротехника, високофреквентне компоненте (као што су проводни завртњи генератора, излазни терминали акумулатора возила).
Главни недостаци посребрења су следећи:
① Процес је сложен, а бакар се мора пре посребрити.
② Цена је веома скупа.
2.2.5 Превлачење цинком и никлом
Цинк-никл композитни премаз је нова врста превлаке од легуре метала развијена на основу технологије површинске обраде поцинчавања, која има многе предности:
1) Време теста неутралног сланог спреја (НСС) може да достигне 500~1500 сати.
2) Потенцијал електроде превлаке је између Фе и Зн, што је погодније за склапање са алуминијумским деловима.
3) Висока тврдоћа премаза и добар декоративни ефекат.
4) Готово да нема водоничне кртости, може се користити запричвршћивачи високе чврстоће.
5) Добра отпорност на топлоту (може се нормално користити испод 800 степени; оригинални "8009Ц" је грешка у куцању).
Главни недостатак цинк-никл премаза је његова висока цена (око 6 пута већа од обичног поцинчавања), али су његове одличне свеобухватне перформансе све више и више признате.
3. Технологија премаза
Технологија премаза је технологија површинске обраде којом се на површину предмета наносе специфични премази путем одређене опреме и метода како би се на површини формирао густ, континуиран и уједначен филм, а затим се природним или вештачким методама суши и очвршћава да би се формирао заштитни или декоративни премаз.
У причвршћивачима, најшире коришћена технологија премаза је технологија превлаке цинк-хром, која је премаз формиран на површини челичних делова наношењем цинк-хромовог премаза на челичне делове и печењем кроз премаз потпуно затвореног циклуса, такође познат као третман Дацрометом. Има следеће одличне карактеристике:
1) Време теста неутралног сланог спреја (НСС) може да достигне 500~1000 сати.
2) Добра пропусност.
3) Нема осетљивости на водоничну кртост.
4) Ниско загађење животне средине.
5) Као причвршћивач, његова конзистентност обртног момента и предоптерећења је веома добра.
6) Умерена цена (око 2 пута већа од обичног цинковања).
Главни недостаци Дацромет третмана су следећи:
1) Слаба отпорност на хабање (тврдоћа је само 1 Х).
2) Једнобојна (само сребрно бела и сребрно сива), лош декоративни ефекат.
3) Слаба електрична проводљивост, није погодна за делове са проводљивим прикључцима.
4. Промена микроструктуре челика
4.1 Промена састава (као што је нерђајући челик)
Нерђајући челик је скраћеница од нерђајућег челика отпорног на киселине, који има одличну отпорност на корозију и добар декоративни ефекат и широко се користи у различитим областима. Тренутно се генерално верује да је механизам отпорности на корозију нерђајућег челика углавном следећи:
1) Када садржај Цр пређе 13%, електродни потенцијал челика ће порасти од негативног до позитивног потенцијала, чинећи саму челичну матрицу "инертном";
2) Цр ће формирати густ пасивни филм богат Цром на површини челика како би додатно заштитио матрицу;
3) Нерђајући челик се према микроструктури може поделити на мартензитни челик, феритни челик, аустенитни челик, аустенитно-феритни нерђајући челик итд. Међу њима, аустенитни нерђајући челик има најбољу отпорност на корозију, као што су нерђајући челик серије А2 и А4.
Нерђајући челик углавном има следеће недостатке:
① Ниска граница течења (углавном не више од 300 МПа), није погодна за спајање главних структурних делова;
② Склон заплењу навоја: када су завртњи од нерђајућег челика затегнути, лако је оштетити површину навоја, а у овом тренутку ће се спонтано створити слој оксида, што ће додатно погоршати приањање и закључавање вијака;
③ Склон интергрануларној корозији: на одређеној температури, Ц и Цр у нерђајућем челику ће формирати једињења, посебно у близини граница зрна, што ће довести до појаве „подручја осиромашених Цром“ на границама зрна и изазвати интергрануларну корозију;
④ Слаба отпорност на корозију на Цл⁻ медијум (осим А4 нерђајућег челика);
⑤ Висока цена (око 4 пута већа од Дацромет третмана).
4.2 Промена стања термичке обраде
Челични материјали су углавном вишефазне структуре (нечистоће, карбиди, интерметална једињења и друге друге фазе обично постоје као катоде у челику, док Фе матрица делује као анода). Постоји разлика потенцијала између сваке фазе у вишефазној структури, формирајући корозиону микроћелију. Друга фаза може бити фаза анодне пасивизације или фаза катодног растварања, што ће утицати на отпорност матрице на корозију.
Узимајући за пример нерђајући челик, процеси његовог заваривања и термичке обраде захтевају додатни опрез. Након третмана раствором на високој температури, ако се нерђајући челик загреје између 400 степени и 850 степени, велики број Цр₂₃Ц₆ и Цр₇Ц₃ карбида ће се исталожити дуж граница зрна, формирајући подручје осиромашено Цр близу граница зрна. Карбиди делују као катода ћелије корозије, а подручје осиромашено Цр делује као анода корозионе ћелије, изазивајући интергрануларну корозију и доводећи до значајног смањења отпорности на корозију нерђајућег челика.
