Podstawowe metody obróbki powierzchni elementów złącznych o dużej wytrzymałości, wraz z ich kluczowymi cechami i typowymi zastosowaniami

Klienci składający zamówienia często pytają, czy nasza fabryka może samodzielnie wykonywać różne rodzaje obróbki powierzchni. Nasza fabryka zajmuje się głównie czernieniem oksydacyjnym, a inne rodzaje obróbki powierzchni są wykonywane przez zewnętrzne jednostki. Ze względu na przepisy rządu Ningbo, inne rodzaje obróbki powierzchni muszą być skoncentrowane w jednym miejscu ze względów ochrony środowiska.

1. Cynkowanie (galwanizacja):

Proces: Najbardziej powszechna i ekonomiczna metoda. Elementy złączne są zanurzane w roztworze elektrolitu zawierającym jony cynku. Prąd elektryczny osadza cienką warstwę cynku na stalowym podłożu.

Charakterystyka: Zapewnia ochronę antykorozyjną katodową (ofiarną). Wygląd waha się od matowoszarego do lśniąco srebrzysto-niebieskiego. Odporność na korozję jest umiarkowana i wprost proporcjonalna do grubości powłoki. Charakterystyka tarcia może być nierównomierna bez dodatkowych zabiegów. Ryzyko kruchości wodorowej (HE) w przypadku gatunków o wysokiej wytrzymałości (≥ 1000 MPa lub klasa 10,9/12,9), wymagające ścisłego wypiekania po galwanizacji.

Zastosowania: Uniwersalne elementy złączne we wnętrzach samochodów, urządzeniach AGD, elektronice, maszynach i budownictwie, gdzie wystarczająca jest umiarkowana odporność na korozję (np. w suchych lub lekko korozyjnych środowiskach wewnętrznych). Często stosowane z chromianową powłoką konwersyjną (patrz poniżej). Zastosowania ekonomiczne.

Warianty: Chromianowanie niebieskie/białe/żółte/czarne, chromianowanie oliwkowe (zwiększa odporność na korozję i możliwości wyboru koloru).

2. Powłoki cynkowe płatkowe (np. Dacromet®, Geomet®, Delta Protekt®):

Proces: Powłoka nieorganiczna nakładana metodą zanurzeniową lub natryskową. Zazwyczaj składa się z płatków cynku i aluminium zawieszonych w spoiwie nieorganicznym (historycznie na bazie chromu(VI), obecnie głównie na bazie chromu(III)). Utwardzana w wysokich temperaturach.

Charakterystyka: Doskonała odporność na korozję (znacznie lepsza niż w przypadku standardowego cynkowania), często przekraczająca 500-1000 godzin w komorze solnej. Zapewnia dobrą kontrolę tarcia (stałe obciążenie zacisku). Doskonała odporność na temperaturę (do 300°C+). Ochrona ofiarna. Bardzo niskie ryzyko powstawania pęknięć wyżarzających (HE), ponieważ wypalanie jest integralną częścią procesu utwardzania. Zazwyczaj matowoszary kolor. Przyjazne dla środowiska wersje chromowe(III) są obecnie standardem.

Zastosowania: Krytyczne elementy podwozia samochodowego (zawieszenie, hamulce, silniki), maszyny rolnicze, sprzęt budowlany, zastosowania offshore, środowiska o wysokiej temperaturze oraz wszędzie tam, gdzie wymagana jest doskonała ochrona przed korozją i niezawodne dokręcanie momentem obrotowym dla elementów złącznych o wysokiej wytrzymałości. Zastępuje kadm w wielu zastosowaniach lotniczych.

3. Cynkowanie mechaniczne:

Proces: Proces „na zimno”, w którym elementy złączne są wirowane w bębnie z proszkiem cynkowym, materiałem udarowym i specjalnymi chemikaliami. Energia mechaniczna powoduje, że cynk zgrzewa się na zimno z powierzchnią stali.

Charakterystyka: Tworzy jednolitą, stosunkowo grubą powłokę cynkową. Zapewnia dobrą ochronę antykorozyjną. Bardzo niskie ryzyko kruchości wodorowej, ponieważ nie jest wymagane czyszczenie kwasem ani elektroliza – idealne do elementów złącznych o bardzo wysokiej wytrzymałości (≥ 1200 MPa / 12,9). Powłoka jest nieco porowata, ale wytrzymała. Matowoszary wygląd.

Zastosowania: Wysoka wytrzymałość śruby konstrukcyjne (ASTM A325, A490 historycznie, choć często zastępowane przez powłoki takie jak Zn-flake), elementy złączne sprzętu do robót ziemnych, sprzęt górniczy, elementy złączne do betonu sprężonego i inne zastosowania, w których ryzyko HE musi być bezwzględnie minimalizowane.

4. Cynkowanie ogniowe (HDG):

Proces: Elementy złączne są czyszczone, pokrywane topnikiem i zanurzane w stopionym cynku (zwykle w temperaturze około 450°C). W wyniku reakcji metalurgicznej powstają warstwy stopu cynku i żelaza pokryte czystym cynkiem.

Charakterystyka: Zapewnia najgrubszą powłokę cynkową, oferując bardzo długotrwałą, ofiarną ochronę antykorozyjną w trudnych warunkach. Powłoka jest trwała, ale szorstka. Tolerancje wymiarowe mogą ulec zmianie. Wygląd jest jasny/szary z połyskiem, gdy jest nowy, a po zużyciu zmienia się w matowoszary. Ryzyko wystąpienia HE wymaga wypalania po cynkowaniu w przypadku elementów złącznych o wysokiej wytrzymałości. Powłoka może być krucha.

Zastosowania: Konstrukcje stalowe (mosty, wieże energetyczne, ramy budynków), osprzęt autostradowy, środowiska morskie (mniej surowe), słupy energetyczne, ogrodzenia oraz obiekty przemysłu ciężkiego narażone na warunki atmosferyczne. Powszechnie stosowane w dużych śruby, nakrętkii podkładki.

5. Fosforanowanie (fosforan cynku lub manganu):

Proces: Chemiczna powłoka konwersyjna. Elementy złączne zanurzane są w rozcieńczonym roztworze kwasu fosforowego zawierającego jony cynku lub manganu, tworząc na powierzchni stali krystaliczną, nierozpuszczalną warstwę fosforanu.

Charakterystyka: Nie zapewnia znaczącej samodzielnej ochrony antykorozyjnej. Jego głównymi funkcjami są poprawa przyczepności kolejnych farb/powłok proszkowych, zwiększenie retencji oleju (wspomagając smarowanie i krótkoterminową odporność na korozję) oraz redukcja tarcia/zatarć podczas montażu. Wygląd od ciemnoszarego do czarnego. Minimalne ryzyko wystąpienia HE.

Zastosowania: Stosowany głównie jako środek do wstępnego przygotowania powierzchni. Powszechnie stosowany do elementów mocujących silników i skrzyń biegów samochodowych, które będą malowane lub wymagają spójnych właściwości ciernych z olejem montażowym.