В качестве основных компонентов соединительных и крепежных узлов обработка поверхностиболтыне только влияет на их внешний вид, но также играет решающую роль в сроке их службы и общей производительности. Применение соответствующего метода обработки поверхности может эффективно улучшить коррозионную стойкость, износостойкость и усталостную прочность болтов, тем самым продлевая срок их службы и обеспечивая стабильную и надежную работу оборудования. Далее мы рассмотрим несколько распространенных методов обработки поверхности болтов, проанализируем их различия и определим, какой метод обеспечивает наилучший эффект предотвращения ржавчины.
1. Гальванизация
1.1 Введение
Гальванизация – это широко используемый метод обработки поверхности болтов. Его принцип заключается в формировании защитного слоя цинка на поверхности болта для повышения коррозионной стойкости и улучшения внешнего вида. Цинкование в основном делится на две категории: горячее-цинкование погружением и холодное цинкование (электрогальванизация).
Горячее-цинкование погружением. Болты погружаются в расплавленный цинк, образуя относительно толстый слой цинка (обычно 10-60 микронов) с однородно шероховатой поверхностью. Он обладает высокими защитными характеристиками и подходит для использования на открытом воздухе в условиях высокой влажности и в случаях, требующих длительного срока службы.
Электрогальванизация: тонкий слой цинка (обычно 5–15 микрон) наносится на поверхность болта посредством электролиза. Он отличается низкой стоимостью и хорошим внешним видом, что делает его пригодным для использования в сухих помещениях и в условиях легкой защиты с низкими требованиями к коррозионной стойкости.
1.2 Ограничения использования
Водородное охрупчивание может возникнуть, если обработка водородом во время электрогальванизации не завершена. Болты небольшого-размера (M2,5 и ниже) подвержены более высокому риску поломки. Электрогальванизированные болты без эффективного сброса водорода вряд ли могут соответствовать стандартам прочности класса 10,9 и выше, поэтому их следует использовать с осторожностью в сценариях соединений с высокой-прочностью.
1.3 Процесс
Конкретная последовательность операций такова: Обезжиривание - Очистка - Активация слабой кислотой - Электрогальванизация - Очистка - Пассивация - Очистка - Сушка.
1.4 Коррозионная стойкость
Гальванизированные болты доступны в таких цветах, как белый цинк, синий-белый цинк, цветной цинк и черный цинк. Разница в цвете возникает в результате различных процессов пассивации после цинкования; Различные растворы пассивации образуют пассивационные пленки разного цвета. Рейтинг коррозионной стойкости: Черный цинк > Цветной цинк > Синий-белый цинк > Белый цинк.
2. Никелирование
2.1 Введение
Никелирование — это процесс, при котором слой никеля наносится на поверхность металла с помощью специальных технологий для улучшения комплексных характеристик болтов, включая коррозионную стойкость, твердость и внешний вид. В основном его разделяют на две категории: электролитическое никелирование и химическое никелирование.
Электролитическое никелирование: ионы никеля осаждаются на поверхности болта, образуя слой никеля за счет электрохимического воздействия.
Химическое никелирование (также известное как автокаталитическое никелирование): при определенных условиях ионы никеля в водном растворе восстанавливаются восстановителем и осаждаются на поверхности болта с образованием покрытия.
2.2 Характеристики покрытия
Химическое никелирование: имеет превосходную однородность толщины покрытия, что позволяет избежать изменения толщины электролитического никелирования, вызванного неравномерным распределением тока. Он подходит для обработки болтов сложной формы, глубоких отверстий или требований точности.
Электролитическое никелирование: имеет тонкую кристаллическую структуру и отличные характеристики полировки. После полировки он может приобретать зеркальный-блеск, поэтому его часто используют в случаях, когда предъявляются высокие требования к декоративному внешнему виду.
2.3 Экологические и стоимостные характеристики
Химическое никелирование: используются специальные химические добавки, не образующие явных вредных веществ и обеспечивающие лучшую экологическую безопасность. Однако стоимость обслуживания этого решения для нанесения покрытия относительно высока, что делает его более подходящим для мелкосерийного производства или изделий сложной структуры.
Электролитическое никелирование: оно имеет простую конфигурацию оборудования, продуманный технологический процесс и высокую эффективность производства, подходящее для массовой обработки. Однако в процессе гальваники образуются сточные воды, содержащие тяжелые металлы, что требует вспомогательного оборудования для очистки окружающей среды.
3. Обработка черным оксидом
Обработка черным оксидом (также известная как воронение или оксидирование) широко используется из-за ее низкой стоимости и простоты эксплуатации. Это процесс, при котором в результате химических реакций на поверхности металла образуется черная оксидная пленка (в основном состоящая из оксида железа Fe₃O₄). Общие типы включают:
3.1 Высокотемпературный-щелочной черный оксид (традиционный процесс)
Принцип: Железо реагирует с окислителями в щелочном растворе (в основном состоящем из гидроксида натрия и нитрита натрия) при температуре от 135 до 150 градусов, образуя плотную черную оксидную пленку.
Преимущества: Простое оборудование, низкая стоимость и высокая эффективность обработки.
Недостатки: Очистной раствор содержит вредные компоненты, такие как нитрит натрия, что приводит к значительному давлению на окружающую среду. После обработки черным оксидом необходимы последующие-обработки, такие как омыление и масляная иммерсия, чтобы значительно улучшить способность к предотвращению ржавчины.
3.2 Комнатная-температура Химический черный оксид
Принцип: черная пленка образуется на поверхности болта в результате окислительно-восстановительных реакций с использованием черняющего агента, -при комнатной температуре, содержащего медь, селен, серу и другие компоненты.
Характеристики: Низкая температура обработки и высокая скорость, подходят для сценариев, требующих быстрой обработки. Однако слой пленки тонкий (обычно 0,5-1,5 микрона), и его эффект предотвращения ржавчины ограничен при использовании отдельно, что требует соответствующей обработки масляной иммерсией.
4. Лечение Дакрометом
Обработка Dacromet включает нанесение на поверхность болта покрытия, состоящего в основном из цинкового порошка, алюминиевого порошка, хромата (экологически чистые формулы не содержат хрома-) и деионизированной воды путем погружения или распыления с последующей обжигом при температуре 180-250 градусов с образованием плотной цинк-композитной оксидной пленки. Этот процесс не требует травления, что позволяет избежать водородного охрупчивания, и особенно подходит для высоко-болтов. Внешний вид преимущественно серебристо--серый или серебристо-белый.
Основные характеристики
Превосходная коррозионная стойкость: хотя толщина покрытия составляет всего 4–8 микрон, его способность предотвращать ржавчину в 7–10 раз выше, чем при традиционном гальваническом покрытии. Испытание на нейтральный солевой туман может достигать 1200 часов без красной ржавчины.
Устойчивость к высоким-температурам: он выдерживает воздействие высоких-температур ниже 300 градусов, что делает его пригодным для болтов, используемых в компонентах,-высокотемпературных, таких как двигатели и выхлопные трубы.
Экологичность: Экологичность Dacromet не содержит шестивалентного хрома и не сбрасывает сточные воды и отходящие газы, что соответствует экологическим стандартам.
Механические свойства: покрытие имеет высокую твердость (HV 300-500), лучшую износостойкость, чем гальванические слои, и сильную адгезию, которая позволяет проникать в сложные структуры, такие как глубокие отверстия и зазоры.
Отсутствие риска водородного охрупчивания: не требуется процессов травления или электролиза, что исключает водородное охрупчивание. Он особенно подходит для нагруженных компонентов, таких как пружины и высокопрочные-болты.
Краткое изложение возможностей предотвращения ржавчины, преимуществ и недостатков распространенных процессов обработки поверхности
Рейтинг способности предотвращения ржавчины (на основе теста на распыление нейтральной соли)
Dacromet > Электрофоретический черный > Цинкование (горячее- цинкование погружением > электрогальванизация) > Никелирование > Черное оксидирование/фосфатирование
Примечание. Способность нержавеющей стали предотвращать ржавчину обусловлена самим ее материалом (содержащим такие элементы, как хром и никель), а не процессами обработки поверхности, поэтому она не включена в рейтинг. Если нержавеющая сталь сочетается с обработкой поверхности (например, пассивацией), ее способность предотвращать ржавчину будет еще больше улучшена.
Основные точки сравнения
Dacromet: лучшая защита от ржавчины, отсутствие водородного охрупчивания, высокая-температурная стойкость, но относительно высокая стоимость и однотонный внешний вид.
Оцинковка: Умеренная стоимость, разнообразные варианты внешнего вида. Горячее-цинкование погружением лучше защищает от ржавчины, чем электрогальванизация, но электрогальванизация сопряжена с риском водородного охрупчивания.
Никелирование: хороший декоративный эффект и высокая твердость, подходит для прецизионных или декоративных болтов, средняя способность к предотвращению ржавчины.
Черный оксид: самая низкая стоимость, простота в эксплуатации, но слабая способность к предотвращению ржавчины, требует последующей-обработки, подходит для недорогих-затрат и краткосрочных-сценариев защиты.
Хотите, я разберусь сСравнительная таблица распространенных процессов обработки поверхности болтов, охватывающий основные показатели, такие как коррозионная стойкость, стоимость, применимые сценарии и меры предосторожности, для быстрого ознакомления и выбора?
