Виды обработки поверхности болтов

Крепежные детали являются ключевыми соединительными элементами в машиностроении, производстве оборудования и строительстве, а обработка поверхности — это ключевой процесс, позволяющий повысить их эксплуатационные характеристики и продлить срок службы, который напрямую определяет их антикоррозионные свойства, механическую прочность и сферу применения. Основные цели обработки поверхности: во-первых, защита от коррозии и ржавчины; во-вторых, улучшение внешнего вида для обеспечения эстетичности сборки и нанесения маркировки; в-третьих, повышение функциональности, снижение трения и облегчение монтажа; в-четвертых, соответствие отраслевым стандартам и строгим требованиям таких сфер, как автомобилестроение, электроника, наружные условия и химическая промышленность.

Существуют значительные различия между распространенными видами обработки поверхности и соответствующими условиями эксплуатации. Гальваническое цинкование является наиболее универсальным процессом, отличающимся низкой стоимостью и отработанной технологией. Оно подразделяется на белое, цветное и черное цинкование и подходит для обычных сухих условий, таких как бытовая техника, мебель и общее машиностроение, при этом обладая средней коррозионной стойкостью. Горячее цинкование имеет толстое покрытие, высокую адгезию и чрезвычайно высокую антикоррозионную способность. Оно в основном используется в наружных, открытых, влажных и прибрежных условиях, таких как электроопоры, мосты, стальные конструкции и опоры для фотоэлектрических систем, и способно долгое время противостоять коррозии под воздействием дождя, ветра и песка. Покрытие Dacromet/цинк-алюминий не подвержено водородной хрупкости, обладает превосходной стойкостью к солевому туману, высоким температурам, кислотам и щелочам. Оно широко используется в автомобилестроении, на высокоскоростных железных дорогах, в высокотехнологичном оборудовании, а также для высокопрочных болтов, чтобы предотвратить разрушение из-за водородной хрупкости. Также подходит для прибрежных и химически слабокоррозионных сред.

Фосфатирование в основном служит для снижения трения, защиты от ржавчины и облегчения нанесения краски. Оно часто применяется к полуфабрикатам болтов и подходит для внутренних частей машин и двигателей, но не используется в условиях сильной коррозии на открытом воздухе. Окисление с чернением отличается низкой стоимостью и лаконичным внешним видом, но имеет слабую антикоррозионную защиту и требует использования антикоррозионного масла; часто применяется для приборов в помещениях и внутренних частей механизмов, где предъявляются требования к внешнему виду, но нет необходимости в сильной антикоррозионной защите. Пассивация нержавеющей стали повышает ее собственную коррозионную стойкость, удаляя примеси и окислительный слой; используется в пищевой, медицинской и электронной промышленности, а также в высокотехнологичном оборудовании в прибрежных районах; позволяет напрямую использовать изделия в кислотно-щелочной и влажной среде в течение длительного времени.

Испытание в солевом тумане является ключевым показателем для оценки коррозионной стойкости крепежных деталей, причем различия в стандартах для различных видов обработки четко определены. Требования к обычному гальваническому цинкованию при испытании в солевом тумане обычно составляют 24–96 часов без появления белой или красной ржавчины; для горячего цинкования этот показатель может достигать 100–500 часов; покрытие Dacromet может выдерживать 500–1000 часов и даже более. В качестве стандарта обычно используется стандарт GB/T 10125 «Испытание в нейтральном солевом тумане», однако отраслевые стандарты, такие как стандарты на крепеж для автомобилей и болты для стальных конструкций, могут предъявлять более высокие требования к продолжительности испытания в солевом тумане и толщине покрытия в зависимости от класса использования.

В целом, при обработке поверхности крепежа следует руководствоваться принципами адаптации к окружающей среде, разумной стоимости и соответствия эксплуатационным характеристикам. Разумный выбор технологии позволяет значительно снизить риск отказа и обеспечить безопасность и стабильность соединения.

1. Гальваническое цинкование (наиболее распространенный метод)

- GB/T 5267.1-2023 (эквивалентен ISO 4042) «Крепежные детали. Гальванические покрытия»

- Применение: цинкование/цинк-никель/цинк-железо, кадмирование

- Требования: толщина покрытия, адгезия, коррозионная стойкость, контроль водородного охрупчивания (для класса 8.8+ обязательно удаление водорода)

- Толщина: 5–12 мкм (обычный класс 5–8 мкм; коррозионно-стойкий класс 8–12 мкм)

- Солевой туман: 24–96 ч (белая ржавчина/красная ржавчина)

2. Горячее цинкование Горячее цинкование (усиленная антикоррозионная защита для наружных условий)

- GB/T 5267.3-2008 (эквивалентно ISO 10684) «Крепежные детали. Покрытия из горячего цинка»

- GB/T 13912-2020 «Металлические покрытия. Покрытия из горячего цинка на изделиях из стали»

- Применение: M8–M64, класс 8.8 и ниже (не рекомендуется для размеров ниже M8)

- Толщина: в среднем ≥50 мкм, локально ≥40 мкм

- Солевой туман: 100–500 ч

- Требования: резьба должна быть отреставрирована/расклепана, для класса 10.9 необходимо удаление водорода ≥4 ч 

3. Покрытие Dacromet/цинк-алюминий (без водородной хрупкости, высокая коррозионная стойкость)

- GB/T 18684-2022 «Цинко-хромовые покрытия. Технические условия»

- Применение: высокопрочные конструкции/автомобилестроение/высокоскоростные железные дороги/морская промышленность (без водородной хрупкости)

- Толщина: 4–10 мкм

- Солевой туман: 500–1200 ч+

Внешний вид: матовый серебристо-серый

Характеристики: отсутствие водородного охрупчивания, высокая коррозионная стойкость, термостойкость

Применение: автомобилестроение, высокоскоростные железные дороги, высокопрочные болты

4. Чернение (окисление)

Внешний вид: равномерный черный цвет

Характеристики: хорошие декоративные свойства, средняя коррозионная стойкость, требуется масляная герметизация

Применение: прецизионные приборы, не открытые конструктивные элементы

5. Фосфатирование

Внешний вид: серо-черный/темно-серый

Характеристики: антикоррозионная грунтовка, улучшение смазывающих свойств

Применение: предварительная обработка перед сборкой, полуфабрикаты крепежных деталей

6. Никелирование

Внешний вид: блестящий серебристый

Характеристики: эстетичный вид, коррозионная стойкость, гладкая поверхность на ощупь

Применение: электроника, бытовая техника, декоративный крепеж

7. Натуральный цвет нержавеющей стали

Внешний вид: металлический серебристо-белый

Особенности: естественная коррозионная стойкость материала, не требует покрытия

Применение: пищевая промышленность, химическая промышленность, влажные и коррозионные среды