Výber povrchovej úpravy je problém, ktorému čelí každý dizajnér. Existuje mnoho typov možností povrchovej úpravy a dizajnér na vysokej úrovni by mal zvážiť nielen hospodárnosť a praktickosť návrhu, ale venovať pozornosť aj montážnemu procesu a dokonca aj environmentálnym požiadavkám. Nižšie je uvedený stručný úvod do niektorých bežne používaných povrchových úprav spojovacích prvkov na základe vyššie uvedených princípov, ktoré môžu využiť odborníci na spojovací materiál.
1. Galvanické zinkovanie
Zinok je najčastejšie používaný povlak na komerčné spojovacie prvky. Cena je relatívne nízka a vzhľad je dobrý. Medzi bežné farby patria čierna a vojenská zelená. Jeho antikorózna účinnosť je však priemerná a najnižšia spomedzi vrstiev zinku. Skúška neutrálnou soľnou hmlou na pozinkovanej oceli sa zvyčajne vykonáva do 72 hodín a používajú sa aj špeciálne tesniace prostriedky, aby sa zabezpečilo, že skúška neutrálnou soľnou hmlou vydrží viac ako 200 hodín. Cena je však vysoká, 5 až 8-krát vyššia ako u bežnej pozinkovanej ocele.
Proces galvanického zinkovania je náchylný na vodíkové krehnutie, takže skrutky nad triedou 10.9 sa vo všeobecnosti neošetrujú galvanickým zinkovaním. Hoci je možné vodík po pokovovaní odstrániť pomocou pece, pasivačná vrstva sa pri teplotách nad 60 ℃ poškodí, takže odstránenie vodíka sa musí vykonať po galvanickom pokovovaní a pred pasiváciou. To má nízku prevádzkovú účinnosť a vysoké náklady na spracovanie. V skutočnosti bežné výrobné závody vodík aktívne neodstraňujú, pokiaľ to nenariadia konkrétni zákazníci.
Konzistentnosť medzi krútiacim momentom a silou predbežného utiahnutia pozinkovaných spojovacích prvkov je slabá a nestabilná a vo všeobecnosti sa nepoužívajú na spájanie dôležitých častí. Na zlepšenie konzistentnosti predbežného uťahovacieho momentu sa môže po pokovovaní použiť aj metóda nanášania mazacích látok na zlepšenie a zvýšenie konzistentnosti predbežného uťahovacieho momentu.
2. Fosfátovanie
Základným princípom je, že fosfátovanie je relatívne lacnejšie ako zinkovanie, ale jeho odolnosť voči korózii je horšia ako pri zinkovaní. Po fosfátovaní by sa mal naniesť olej a jeho odolnosť voči korózii úzko súvisí s výkonom použitého oleja. Napríklad po fosfátovaní sa aplikuje všeobecný antikorózny olej a vykonáva sa test v neutrálnej soľnej hmle iba 10 – 20 hodín. Aplikácia vysokokvalitného antikorózneho oleja môže trvať až 72 – 96 hodín. Jeho cena je však 2 – 3-krát vyššia ako cena všeobecného fosfátovacieho oleja.
Na spojovacie prvky sa bežne používajú dva typy fosfátovania: fosfátovanie na báze zinku a fosfátovanie na báze mangánu. Fosfátovanie na báze zinku má lepší mazací výkon ako fosfátovanie na báze mangánu a fosfátovanie na báze mangánu má lepšiu odolnosť proti korózii a opotrebeniu ako zinkovanie. Môže sa používať pri teplotách od 107 do 204 stupňov Celzia (225 až 400 stupňov Fahrenheita). Najmä na spájanie niektorých dôležitých komponentov, ako sú skrutky a matice ojnice motora, hlava valcov, hlavné ložisko, skrutky a matice zotrvačníka, skrutky a matice kolies atď.
Vysokopevnostné skrutky používajú fosfátovanie, ktoré môže tiež zabrániť problémom s vodíkovým krehnutím. Preto sa skrutky nad triedou 10.9 v priemyselnej oblasti zvyčajne povrchovo upravujú fosfátovaním.
3. Oxidácia (černenie)
Čiernenie s olejovaním je obľúbený náter pre priemyselné spojovacie prvky, pretože je najlacnejší a vyzerá dobre pred spotrebou paliva. Vďaka čierneniu nemá takmer žiadnu schopnosť predchádzať hrdzaveniu, takže bez oleja rýchlo hrdzavie. Aj v prítomnosti oleja môže test soľnou hmlou trvať iba 3 – 5 hodín.
4. Galvanická priečka
Kadmiové pokovovanie má v porovnaní s inými povrchovými úpravami vynikajúcu odolnosť proti korózii, najmä v morskom atmosférickom prostredí. Náklady na spracovanie odpadových kvapalín v procese galvanického pokovovania kadmiom sú vysoké a jeho cena je približne 15 až 20-krát vyššia ako cena galvanického pokovovania zinkom. Preto sa nepoužíva vo všeobecných odvetviach, iba v špecifických prostrediach. Spojovacie prvky používané pre ropné vrtné plošiny a lietadlá HNA.
5. Chrómovanie
Chrómový povlak je v atmosfére veľmi stabilný, ľahko nemení farbu a nestráca lesk a má vysokú tvrdosť a dobrú odolnosť proti opotrebovaniu. Použitie chrómovania na spojovací materiál sa vo všeobecnosti používa na dekoratívne účely. V priemyselných oblastiach s vysokými požiadavkami na odolnosť proti korózii sa zriedka používa, pretože kvalitné chrómované spojovacie prvky sú rovnako drahé ako nehrdzavejúca oceľ. Chrómované spojovacie prvky sa používajú iba vtedy, keď pevnosť nehrdzavejúcej ocele nie je dostatočná, namiesto toho sa používajú.
Aby sa zabránilo korózii, meď a nikel by sa mali najskôr pokovovať pred chrómovaním. Chrómový povlak odolá vysokým teplotám až do 650 ℃ (1200 stupňov Fahrenheita). Existuje však aj problém vodíkového krehnutia, podobne ako pri elektrolytickom zinkovaní.
6. Niklovanie
Používa sa hlavne v oblastiach, ktoré vyžadujú ochranu pred koróziou a dobrú vodivosť. Napríklad výstupné svorky automobilových batérií.
7. Žiarové zinkovanie
Žiarové zinkovanie je tepelne difúzny povlak zo zinku zahriateho na kvapalný stav. Hrúbka povlaku je medzi 15 a 100 μm. Nie je ľahko kontrolovateľná, ale má dobrú odolnosť proti korózii a často sa používa v strojárstve. Počas procesu žiarového zinkovania dochádza k silnému znečisteniu, vrátane zinkového odpadu a zinkových pár.
Kvôli hrubému povlaku spôsobuje ťažkosti pri zaskrutkovaní vnútorných a vonkajších závitov do spojovacích prvkov. Vzhľadom na teplotu žiarového zinkovania sa nedá použiť na spojovacie prvky s pevnosťou vyššou ako 10.9 (340~500 ℃).
8. Infiltrácia zinku
Zinková infiltrácia je pevný metalurgický tepelne difúzny povlak zo zinkového prášku. Jeho rovnomernosť je dobrá a rovnomernú vrstvu možno dosiahnuť v závitoch aj slepých otvoroch. Hrúbka povlaku je 10 – 110 μm. Chyba sa dá regulovať na 10 %. Jeho pevnosť v spojení s podkladom a antikorózna odolnosť k substrátu sú najlepšie spomedzi všetkých zinkových povlakov (ako je galvanické zinkovanie, žiarové zinkovanie a Dacromet). Jeho proces spracovania je bez znečistenia a najekologickejší.
9. Dacromet
Nedochádza k problémom s vodíkovým krehnutím a konzistentnosť predpätia krútiacim momentom je veľmi dobrá. Bez ohľadu na chróm a environmentálne problémy je Dacromet v skutočnosti najvhodnejší pre vysokopevnostné spojovacie prvky s vysokými požiadavkami na antikoróznu ochranu.
Čas uverejnenia: 19. mája 2023
