Поскольку почти все коммерческие крепежные детали изготовлены из углеродистой и легированной стали, ожидается, что обычные крепежные детали предотвратят коррозию. Кроме того, покрытие поверхностной обработки должно быть прочно закреплено и не может отваливаться при монтаже и демонтаже. Для резьбовых соединений покрытие должно быть достаточно тонким, чтобы после нанесения покрытия можно было завинчивать резьбу. Как правило, температурный предел покрытия ниже, чем у материала крепежа, поэтому необходимо учитывать требования к рабочей температуре крепежа.
При обработке поверхности люди обычно сосредотачиваются на эстетике и защите от коррозии, но основная функция крепежных изделий заключается в скреплении деталей, а обработка поверхности также оказывает большое влияние на эффективность крепления крепежных изделий. Поэтому при выборе обработки поверхности следует также учитывать фактор эффективности крепления, то есть постоянство силы крутящего момента и предварительного натяга при установке.
Дизайнер высокого уровня должен не только продумать дизайн, но и обратить внимание на качество сборки и даже требования по защите окружающей среды. Ниже приводится краткое введение в некоторые часто используемые покрытия для крепежных изделий, основанные на вышеуказанных факторах, для справки специалистам по крепежным изделиям.
1: гальванизированный
Электрогальванизация является наиболее распространенным покрытием, используемым для коммерческого крепежа. Он дешевле, имеет лучший внешний вид, его можно найти в черном или военно-зеленом цвете. Однако его антикоррозионные характеристики средние, а антикоррозионные характеристики самые низкие среди слоев цинкования (покрытия). Как правило, испытание на нейтральный солевой туман для гальванического цинка длится не более 72 часов. Также используются специальные герметики, обеспечивающие выдержку нейтрального солевого тумана более 200 часов. Однако цена высока, в 5–8 раз выше, чем обычное цинкование.
Процесс электрогальванизации склонен к водородному охрупчиванию, поэтому болты класса выше 10,9 обычно не оцинковываются. Хотя для удаления водорода после нанесения покрытия можно использовать печь, пассивационная пленка разрушается при температуре выше 60 градусов, поэтому удаление водорода необходимо проводить после гальваники и перед пассивацией. Это приводит к плохой работоспособности и высоким затратам на обработку. В действительности, заводы общего назначения не будут брать на себя инициативу по удалению водорода, если только этого не потребуют конкретные клиенты.
Постоянство усилия предварительной затяжки электрооцинкованных крепежных изделий плохое и нестабильное, и они обычно не используются для соединений важных деталей. Чтобы улучшить согласованность силы крутящего момента и предварительной нагрузки, также можно использовать метод нанесения смазочных веществ после нанесения покрытия для улучшения и улучшения согласованности силы крутящего момента и предварительной нагрузки.
2: Фосфатирование
Основной принцип заключается в том, что фосфатирование дешевле, чем цинкование, и имеет худшую коррозионную стойкость, чем цинкование. Масло следует наносить после фосфатирования, и его коррозионная стойкость во многом зависит от характеристик нанесенного масла. Например, если после фосфатирования вы нанесете обычное антикоррозийное масло, испытание в нейтральном солевом тумане продлится всего 10–20 часов. Срок службы высококачественного антикоррозийного масла может составлять от 72 до 96 часов. Но его цена в 2–3 раза выше обычного фосфатирующего масла.
Существует два широко используемых метода фосфатирования крепежных изделий: фосфатирование на основе цинка и фосфатирование на основе марганца. Фосфатирование на основе цинка обладает лучшими смазывающими свойствами, чем фосфатирование на основе марганца, а фосфатирование на основе марганца обладает лучшей коррозионной стойкостью и износостойкостью, чем цинкование. Его рабочая температура может достигать от 225 до 400 градусов по Фаренгейту (107 ~ 204 градусов). Особенно соединение некоторых важных деталей. Например, болты и гайки шатуна двигателя, головка блока цилиндров, главный подшипник, болты маховика, колесные болты и гайки и т. д.
Фосфатирование высокопрочных болтов также позволяет избежать проблем, связанных с водородным охрупчиванием, поэтому для болтов класса выше 10,9 в промышленной сфере обычно используется фосфатирование поверхности.
3: Окисление (чернение)
Black+oil — популярное покрытие для промышленного крепежа, поскольку оно самое дешевое и хорошо выглядит, пока не закончится масло. Так как чернение почти не обладает антикоррозийной способностью, без масла оно быстро заржавеет. Даже в присутствии масла испытание на нейтральный солевой туман может длиться всего от 3 до 5 часов.
4: Гальваника кадмия
Коррозионная стойкость кадмиевого покрытия очень хорошая, особенно в морской атмосфере, коррозионная стойкость лучше, чем у других видов обработки поверхности. Очистка отработанной жидкости при гальваническом нанесении кадмия является дорогой и дорогостоящей, а ее цена примерно в 15-20 раз выше, чем у гальванического цинка. Поэтому он не используется в общих отраслях, а используется только в некоторых конкретных средах. Например, крепеж, используемый на нефтяных буровых платформах и самолетах HNA.
5: Хромирование
Хромирование очень стабильно в атмосфере, не легко меняет цвет и теряет блеск, имеет высокую твердость и хорошую износостойкость. Хромирование крепежных изделий обычно используется в декоративных целях. Его редко используют в отраслях промышленности с высокими требованиями к защите от коррозии, поскольку хороший хромированный крепеж стоит так же дорого, как и нержавеющая сталь. Лишь когда прочности нержавеющей стали недостаточно, вместо нее используют хромированный крепеж.
Чтобы предотвратить коррозию, перед хромированием следует нанести медь и никель. Хромирование выдерживает температуру до 1200 градусов по Фаренгейту (650 градусов по Цельсию). Но существует та же проблема водородного охрупчивания, что и при гальванике цинка.
6: никелирование
В основном используется в местах, где требуется как защита от коррозии, так и хорошая электропроводность. Например, выводные клеммы аккумуляторной батареи автомобиля и т. д.
7: Горячее цинкование
Горячее цинкование представляет собой термодиффузионное покрытие цинка, нагретого до жидкого состояния. Толщина его покрытия составляет 15–100 мкм, ее трудно контролировать, но она обладает хорошей коррозионной стойкостью и в основном используется в технике. В процессе горячего цинкования происходит серьезное загрязнение, включая отходы цинка и пары цинка.
Из-за толстого покрытия возникает проблема с трудностью завинчивания внутренней и внешней резьбы крепежных изделий. Из-за температуры горячего цинкования (340-500C) его нельзя использовать для крепежных изделий класса выше 10,9.
8: Инфильтрация цинка
Цинковая инфильтрация представляет собой твердое металлургическое термодиффузионное покрытие из цинкового порошка. Он имеет хорошую однородность, позволяет получить равномерный слой в резьбе и глухих отверстиях. Толщина покрытия составляет 10–110 мкм, а погрешность можно контролировать на уровне 10%. Его прочность сцепления с подложкой и антикоррозийные характеристики являются лучшими среди цинковых покрытий (электро-, горяче-оцинковки, Dacromet). Процесс его переработки является экологически чистым и наиболее экологически чистым.
9: Дакромет
Нет проблемы водородного охрупчивания, а согласованность крутящего момента и предварительной нагрузки очень хорошая. Если не учитывать стоимость хрома и вопросы защиты окружающей среды, то он наиболее подходит для высокопрочных крепежных изделий с высокими антикоррозийными требованиями.
