Yksityiskohtainen esittely lujien ja korroosionkestävien pulttien pintakäsittelyistä

Pintakäsittelyn oikea valinta on kriittinen kiinnikkeiden suunnittelussa ja valinnassa. Pintakäsittelymenetelmiä on laaja valikoimakiinnikkeet. Suunnittelijat valitsevat taloudelliset ja yhteensopivat ratkaisut käyttöolosuhteiden, korroosionkestävyysvaatimusten, kokoonpanon suorituskyvyn, lämpötilaympäristön, ympäristönsuojelustandardien ja kustannusbudjetin mukaan. Useimmat kaupalliset kiinnikkeet on valmistettu hiiliteräksestä tai seosteräksestä, jotka ovat alttiita korroosiolle. Jopa korroosionkestävistä materiaaleista valmistetut kiinnikkeet vaativat pintakäsittelyn syövyttävien väliaineiden eristämiseksi ja hapettumisen viivästymiseksi.

Kiinnityspinnoitteilla on oltava vahva tartunta, ei kuoriutumista asennuksen ja purkamisen aikana ja sopiva paksuus, joka ei häiritse kierteiden kiinnittymistä. Lisäksi useimpien pinnoitteiden lämpötilankestoraja on alhaisempi kuin perusteräsmateriaalin; siksi käyttölämpötila on otettava huomioon valinnassa. Ulkonäön ja korroosionestotoimintojen lisäksi pintakäsittely vaikuttaa suuresti kiinnittimien kiinnitysominaisuuksiin, erityisesti vääntömomentin esijännitysvoiman tasaisuuteen. Ammattimainen suunnittelu tasapainottaa kokonaisvaltaisesti korroosionkestävyyden, kokoonpanon valmistettavuuden, toiminnan vakauden ja ympäristöystävällisyyden. Tässä artikkelissa esitellään tavanomaisia ​​pintakäsittelyprosesseja erittäin lujille ja korroosionkestäville kiinnittimille.

1. Sähkösinkitys

Sähkösinkitys on yleisimmin käytetty pinnoite kaupallisissa kiinnikkeissä. Se on kustannustehokas ja siisti ulkonäkö, ja sitä on saatavana useissa eri viimeistelyissä, mukaan lukien valkoinen sinkki, keltainen sinkki, musta sinkki ja oliivinvihreä. Se tarjoaa kuitenkin suhteellisen heikon korroosionkestävyyden sinkkipohjaisten pinnoitteiden joukossa. Perinteisen sähkösinkityksen neutraali suolasuihku (NSS) käyttöikä on 72 tuntia. Edistyneillä tiivistysaineilla suolasumun kestävyys voi ylittää 200 tuntia, mutta hinta on 5-8 kertaa korkeampi kuin tavallinen galvanointi.

Galvanointiprosessi aiheuttaa helposti vetyhaurastumista. Tästä syystä luokan 10.9 ja sitä korkeammat lujat pultit ovat yleensä kiellettyjä tavallisesta sähkösinkitystä. Vaikka paistamisen dehydraus on mahdollista, passivointikalvo vaurioituu yli 60 asteessa. Siten dehydraus on suoritettava galvanoinnin jälkeen ja ennen passivointia, mikä johtaa monimutkaiseen toimintaan ja korkeisiin kustannuksiin. Useimmat valmistajat eivät suorita dehydrausta, elleivät asiakkaat sitä erityisesti vaadi.

Sähkösinkityillä kiinnikkeillä on huono ja epävakaa vääntömomentin esijännitys, joten niitä ei yleensä käytetä kriittisissä rakenneliitoksissa. Voiteluainepinnoite voidaan levittää pinnoituksen jälkeen parantamaan vääntömomentin vakautta ja esijännityksen tasaisuutta.

2. Fosfatointi

Fosfatointi on halvempaa kuin sähkösinkitys, mutta antaa alhaisemman peruskorroosionkestävyyden. Sen on oltava öljytiivistetty tehokkaan suojan takaamiseksi. Tavallinen ruosteenestoöljy tarjoaa vain 10–20 tunnin NSS-kestävyyden, kun taas korkealaatuinen ruosteenestoöljy voi pidentää sen 72–96 tuntiin 2–3-kertaisella hinnalla.

Kiinnittimissä käytetään kahta yleistä fosfatointityyppiä: sinkkifosfatointi ja mangaanifosfatointi. Sinkkifosfatointi tarjoaa erinomaisen voitelukyvyn tarkkaa kokoonpanoa varten, kun taas mangaanifosfatointi tarjoaa erinomaisen korroosionkestävyyden ja kulutuskestävyyden käyttölämpötila-alueella 107 - 204 astetta (225 - 400 astetta F).

Fosfatoinnin suurin etu on erinomainen vääntömomentin esijännitys, mikä varmistaa vakaan ja tarkan kokoonpanon esijännityksen. Sitä käytetään laajasti kriittisissä teollisissa liitännöissä, kuten teräsrakennekokoonpanoissa, moottorin kiertokankien pulteissa, sylinterinkannen pulteissa, päälaakerien kiinnikkeissä, vauhtipyörässä ja pyörän pulteissa. Lisäksi fosfatointi ei aiheuta vetyhaurastumista, joten se on vakiopintakäsittely luokan 10.9 ja sitä suuremmille lujille pulteille.

3. Oxide Bluing (musta oksidipinnoite)

Blueing plus öljytiiviste on edullisin pintakäsittely siistille teollisuuskiinnikkeille, joka sopii kuiviin sisäympäristöihin. Mustalla oksidikalvolla itsessään ei ole juuri lainkaan korroosionestokykyä ja se on täysin riippuvainen pinnan öljysuojauksesta. Ilman öljyä pinta ruostuu nopeasti. Öljytiivisteisten sinistettyjen kiinnittimien NSS-kestävyys on vain 3–5 tuntia.

Sinisillä kiinnikkeillä on huono vääntömomentin esijännitys. Voitelurasva, jota levitetään kierrepinnoille ennen asennusta, voi parantaa kiinnittymisen laatua ja esijännityksen vakautta.

4. Kadmiumpinnoitus

Kadmiumpinnoitus tarjoaa erinomaisen korroosionkestävyyden ja erityisen erinomaisen suolasuihkutehon meriympäristöissä verrattuna perinteisiin käsittelyihin. Sen jäteveden käsittely on kuitenkin vaikeaa ja ympäristölle vaarallista, ja sen tuotantokustannukset ovat erittäin korkeat, noin 15-20 kertaa sähkösinkitykseen verrattuna. Sitä käytetään vain äärimmäisiin käyttöolosuhteisiin, kuten offshore-porauslauttoihin ja ilmailu-avaruuskiinnittimiin, ja sitä käytetään harvoin yleisellä teollisuudella. Kadmiumpinnoitus aiheuttaa myös vetyhaurautta, eikä se sovellu ultra-lujat pultit.

5. Kromipinnoitus

Kromipinnoitteet ovat kemiallisesti stabiileja ilmakehän ympäristöissä ja niillä on erinomainen kiillon säilyvyys, korkea kovuus ja erinomainen kulutuskestävyys. Kiinnittimissä kromausta käytetään enimmäkseen koristetarkoituksiin. Sitä käytetään harvoin raskaissa korroosionestosovelluksissa ruostumattomaan teräkseen verrattavissa olevien korkeiden kustannusten vuoksi. Sitä käytetään vain, kun ruostumaton teräs ei täytä lujuusvaatimuksia.

Kromipinnoitus vaatii kuparin ja nikkelin pohjamaalin tarttuvuuden ja korroosionkestävyyden varmistamiseksi. Pinnoite kestää korkeita lämpötiloja jopa 650 astetta (1200 astetta F), mutta vetyhaurastuminen on edelleen mahdollinen riski lujille pulteille.

6. Hopeapinnoitus ja nikkelipinnoitus

Hopeapinnoite tarjoaa sekä korroosionkestävyyden että kiinteän voitelun. Se säilyttää vakaan suorituskyvyn jopa 870 asteen (1600 asteen F) lämpötiloissa ja estää tehokkaasti kierteiden hapettumista ja takertumista korkeissa lämpötiloissa. Kustannusrajoitusten vuoksi sitä käytetään pääasiassa muttereissa ja pienissä tarkkuuspulteissa korkean lämpötilan laitteissa.

Nikkelöintiä käytetään ensisijaisesti skenaarioissa, joissa vaaditaan sekä korroosionkestävyyttä että sähkönjohtavuutta, kuten ajoneuvojen akkujen napakiinnittimet.

7. Kuumasinkitys (HDG)

Kuumasinkitys on korkean lämpötilan lämpödiffuusiosinkkipinnoite, jonka paksuus on 15–100 μm ja jolla on erinomainen korroosionkestävyys ja jota käytetään laajalti raskaissa ulkokoneen laitteissa. Se kärsii huonosta paksuuden tasaisuudesta ja vakavasta ympäristön saastumisesta, jonka sinkkijäämät ja sinkkihöyryt aiheuttavat tuotannon aikana.

Paksu pinnoite aiheuttaa usein langan jumiutumisen ja vaikean kiinnittymisen. Yleisiä ratkaisuja ovat sisäkierteiden kierteitys galvanoinnin jälkeen (joka vaurioittaa osittaista pinnoitetta ja vähentää korroosionkestävyyttä) tai mutterin kierteiden reikien esisuurennus 0,16–0,75 mm (M5–M30) ennen galvanointia (mikä vähentää hieman rakenteellista lujuutta). Löystymistä estävä Spiralock-kierrerakenne voi ratkaista tämän ongelman sovittamalla paksut pinnoitteet säilyttäen samalla täyden korroosionkestävyyden ja mekaanisen lujuuden.

Korkean prosessointilämpötilan vuoksi, mikä muuttaa metallografista rakennettalämpökäsitellyt pultit, kuumasinkitys on kielletty luokan 10.9 ja sitä korkeammissa kiinnikkeissä.

8. Jauhesinkkin diffuusio

Jauhesinkkin diffuusio on solid-state metallurginen lämpödiffuusioprosessi, joka muodostaa yhtenäisiä pinnoitteita monimutkaisille pinnoille, kuten kierteisiin ja sokeisiin reikiin. Pinnoitteen paksuus vaihtelee välillä 10 - 110 μm paksuusvirheen ollessa 10 %:n sisällä. Kaikista sinkkipohjaisista käsittelyistä se tarjoaa parhaan sidoslujuuden ja korroosionkestävyyden ilman saasteita ja ei vetyhaurastumista, mikä on ihanteellinen erittäin tarkkoihin, lujiin ja korroosionkestäviin kiinnikkeisiin.

9. Dacromet-pinnoite

Dacrometissa (sinkki-kromipinnoite) on nolla vetyhaurastumisen riski ja erinomainen vääntömomentin esijännitys. Se tarjoaa erinomaisen suolasumun kestävyyden, korkeiden lämpötilojen stabiilisuuden ja kemiallisen korroosionkestävyyden ja estää tehokkaasti galvaanista korroosiota ja haurautta, joka johtuu erilaisista metallikontakteista. Kuusiarvoisen kromin ympäristörajoituksia lukuun ottamatta se on yksi parhaista pintakäsittelyistä lujille kiinnikkeille, jotka vaativat äärimmäistä korroosionkestävyyttä.

Yleisiä Dacromet-laatuja ovat 9028, G917 ja G980, saatavana hopeisena ja mustana. Grade 9028 on taloudellinen kaava tavanomaiseen korroosiosuojaukseen; G917 tarjoaa erinomaisen kemikaalinkestävyyden monimutkaisiin mediaympäristöihin; G980 tarjoaa erinomaisen korkeiden lämpötilojen kestävyyden jatkuvaan käyttöön yli 200 astetta.

ELV-, WEEE- ja RoHS-ympäristödirektiivien mukaisesti Dacromet on laajalti käytössä auto-, kodinkone- ja rakennusteollisuudessa. Se soveltuu korkeiden lämpötilojen ja voimakkaasti syövyttäville komponenteille, kuten autojen pakokaasujen lämpösuojat, jäähdyttimet, alustan osat, kaasumittarit ja laivavarusteet.