Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2024-12-23 Происхождение:Работает
Почти все коммерческие крепежные детали изготавливаются из углеродистой или легированной стали и обычно требуют устойчивости к коррозии. Поэтому покрытие обработки поверхности должно прочно прилегать и не отслаиваться при установке или снятии. Для резьбовых соединений покрытие также должно быть достаточно тонким, чтобы обеспечить плавное зацепление резьбы. Важно отметить, что температурные пределы покрытия обычно ниже, чем у основного материала, поэтому следует также учитывать рабочие температурные условия крепежа.
Основными целями обработки поверхности являются эстетика и устойчивость к коррозии. Поскольку основной функцией крепежных изделий является надежное крепление компонентов, обработка поверхности также существенно влияет на эффективность их крепления. Поэтому при выборе обработки поверхности необходимо учитывать такие факторы, как крутящий момент и постоянство предварительной нагрузки.
Проектировщик высокого уровня должен сосредоточиться не только на структурном проектировании и производственных процессах, но также на возможности сборки, экологических соображениях и экономической эффективности. Ниже мы приводим обзор некоторых распространенных покрытий для крепежа, чтобы помочь профессионалам отрасли сделать осознанный выбор.
Гальванический цинк является наиболее распространенным покрытием для коммерческих крепежных изделий. Он недорогой, визуально привлекательный (доступен в черном, военно-зеленом и т. д.) и относительно простой в применении. Однако его коррозионная стойкость, как правило, ниже, чем у других покрытий: испытание на нейтральный солевой туман обычно длится 72 часа. Специальные герметики могут улучшить эту стойкость, обеспечивая срок службы более 200 часов, но при значительно более высокой стоимости — в 5–8 раз дороже, чем стандартное цинкование.
Гальванический цинк может вызвать водородное охрупчивание, поэтому его обычно не используют для крепежных изделий класса выше 10,9. Хотя запекание может помочь удалить водород, этот процесс необходимо выполнить до пассивации, чтобы не повредить пассивирующую пленку. В результате это обычно не выполняется, если только это специально не требуется заказчиком. Кроме того, крепежные детали из цинка с гальваническим покрытием часто имеют плохую стабильность момента затяжки и предварительной нагрузки, что делает их непригодными для критически важных соединений. Нанесение смазки после нанесения покрытия может улучшить эту консистенцию.
Фосфатирование является более доступным вариантом, чем цинкование, но обеспечивает меньшую коррозионную стойкость. После фосфатирования требуется масляное покрытие для повышения коррозионной стойкости. Характеристики масляного покрытия напрямую влияют на коррозионную стойкость; например, использование высококачественных антикоррозийных масел может продлить испытание нейтральным солевым туманом до 72–96 часов, но эти масла в 2–3 раза дороже.
Распространенные типы фосфатирования включают фосфатирование на основе цинка и марганца. Фосфатирование на основе цинка обеспечивает лучшие смазывающие свойства, а фосфатирование на основе марганца более устойчиво к коррозии и износу. Он может выдерживать более высокие температуры в диапазоне от 107°C до 204°C (от 225°F до 400°F), что делает его идеальным для критически важных автомобильных компонентов, таких как болты шатунов двигателя, болты головки блока цилиндров, колесные гайки и т. д. Фосфатирование часто применяется используется для высокопрочных болтов (класс 10,9 и выше), поскольку помогает избежать водородного охрупчивания.
Черный оксид плюс масло — популярное покрытие для промышленных крепежных изделий, прежде всего потому, что оно недорогое и визуально привлекательное, пока масло сохраняется. Однако он обеспечивает минимальную устойчивость к ржавчине, а без масла быстро ржавеет. Даже с маслом испытание в нейтральном солевом тумане длится всего 3–5 часов.
Кадмиевое покрытие обеспечивает превосходную коррозионную стойкость, особенно в морской среде. Однако затраты на переработку отходов, связанные с кадмированием, высоки, а сам процесс дорог — примерно в 15–20 раз дороже, чем цинкование. В результате кадмиевое покрытие используется только в определенных средах, например, в крепежных элементах нефтяных буровых платформ или самолетов.
Хромирование устойчиво в атмосфере, устойчиво к обесцвечиванию и сохраняет блеск. Он очень прочный и обеспечивает хорошую износостойкость. Хотя его обычно используют в декоративных целях на крепежных изделиях, он обычно не используется в отраслях с высокими требованиями к устойчивости к коррозии из-за его высокой стоимости. Хромированные крепежные детали иногда используются вместо нержавеющей стали, когда прочность имеет значение.
Чтобы предотвратить коррозию, перед хромированием часто наносят медное и никелированное покрытие. Хром выдерживает высокие температуры (до 650°C или 1200°F), но, как и цинкование, он подвержен водородному охрупчиванию.
Никелирование достигается либо гальванопокрытием, либо химическим покрытием и часто используется в тех случаях, когда требуется как коррозионная стойкость, так и электропроводность, например, клеммы автомобильных аккумуляторов. Никелирование обеспечивает баланс обоих свойств, но обычно используется в специализированных целях, а не в обычных промышленных крепежных изделиях.
Горячее цинкование предполагает нагрев цинка до жидкого состояния и погружение крепежа в воду для образования толстого покрытия. Толщина обычно составляет от 15 до 100 микрон, что обеспечивает хорошую коррозионную стойкость, особенно для использования в строительстве и других инженерных проектах. Однако из-за более толстого покрытия это может привести к проблемам с зацеплением резьбы, особенно в высокопрочных крепежных изделиях (класс выше 10,9), поскольку покрытие может мешать процессу нарезания резьбы. Кроме того, процесс горячего цинкования приводит к значительному загрязнению окружающей среды парами и отходами цинка.
Шерардизация, или диффузия цинка, представляет собой твердофазный металлургический процесс, который создает однородное покрытие на крепеже, обеспечивая превосходную коррозионную стойкость. Покрытие толщиной от 10 до 110 микрон имеет хорошую адгезию и высокую долговечность, что делает его наиболее экологически чистым вариантом, поскольку оно не создает значительных загрязнений. Толщину покрытия можно контролировать с высокой точностью, что делает его идеальным для ответственных применений.
DACROMET — это цинк-хромовое покрытие, также известное как цинк-алюминиево-хромовое покрытие, новейшее антикоррозионное покрытие. Он не подвержен водородному охрупчиванию и обеспечивает превосходное соотношение крутящего момента и предварительного натяга. Несмотря на более высокую стоимость, он широко используется в тех случаях, когда требуется высокая коррозионная стойкость, особенно для высокопрочных крепежных изделий.
При выборе обработки поверхности крепежных изделий крайне важно учитывать несколько факторов, включая стойкость к коррозии, стоимость, работоспособность в температурных условиях и конкретные требования применения. Ни одно покрытие не является универсальным; лучший выбор зависит от конкретных требований проекта. Понимая преимущества и ограничения каждого покрытия, инженеры и дизайнеры могут принимать обоснованные решения, обеспечивающие оптимальные характеристики, долговечность и экономическую эффективность.
Содержание пуста!