Volba povrchové úpravy je problém, kterému čelí každý konstruktér. Existuje mnoho typů možností povrchové úpravy a konstruktér na vysoké úrovni by měl zvážit nejen ekonomiku a praktičnost návrhu, ale také věnovat pozornost montážnímu procesu a dokonce i environmentálním požadavkům. Níže je uveden stručný úvod do některých běžně používaných povlaků pro spojovací prvky založené na výše uvedených principech, které mohou využít odborníci na spojovací prvky.
1. Galvanické zinkování
Zinek je nejčastěji používaným povlakem pro komerční spojovací prvky. Cena je relativně nízká a vzhled je dobrý. Mezi běžné barvy patří černá a vojenská zelená. Jeho antikorozní vlastnosti jsou však průměrné a nejnižší mezi vrstvami zinku (povlaků). Obecně se zkouška neutrální solnou mlhou pozinkované oceli provádí do 72 hodin a používají se také speciální těsnicí prostředky, aby se zajistilo, že zkouška neutrální solnou mlhou vydrží déle než 200 hodin. Cena je však vysoká, 5–8krát vyšší než u běžné pozinkované oceli.
Proces galvanického zinkování je náchylný k vodíkovému křehnutí, takže šrouby nad třídou pevnosti 10.9 se obecně galvanicky neošetřují. I když lze vodík po pokovování odstranit pomocí pece, pasivační film se při teplotách nad 60 °C poškodí, takže odstranění vodíku musí být provedeno po galvanickém pokovování a před pasivací. To má špatnou funkčnost a vysoké náklady na zpracování. Ve skutečnosti běžné výrobní závody vodík aktivně neodstraňují, pokud to nenařídí konkrétní zákazníci.
Konzistence mezi utahovacím momentem a předpínací silou pozinkovaných spojovacích prvků je špatná a nestabilní a obecně se nepoužívají pro spojování důležitých součástí. Pro zlepšení konzistence předpínacího momentu lze po pokovení použít také metodu nanášení mazacích látek.
2. Fosfátování
Základní princip je, že fosfátování je relativně levnější než pozinkování, ale jeho odolnost proti korozi je horší než u běžného pozinkování. Po fosfátování by se měl aplikovat olej a jeho odolnost proti korozi úzce souvisí s jeho výkonem. Například po fosfátování se aplikuje běžný antikorozní olej a provádí se test v neutrální solné mlze po dobu pouze 10–20 hodin. Aplikace vysoce kvalitního antikorozního oleje může trvat až 72–96 hodin. Jeho cena je však 2–3krát vyšší než u běžného fosfátovacího oleje.
Pro spojovací prvky se běžně používají dva typy fosfátování: fosfátování na bázi zinku a fosfátování na bázi manganu. Fosfátování na bázi zinku má lepší mazací vlastnosti než fosfátování na bázi manganu a fosfátování na bázi manganu má lepší odolnost proti korozi a opotřebení než zinkování. Lze jej použít při teplotách od 107 do 204 °C (225 až 400 stupňů Fahrenheita). Zejména pro spojování některých důležitých součástí, jako jsou šrouby a matice ojnice motoru, hlavy válců, hlavního ložiska, šrouby a matice setrvačníku, šrouby a matice kol atd.
Vysokopevnostní šrouby používají fosfátování, které může také zabránit problémům s vodíkovým křehnutím. Proto se šrouby nad třídou pevnosti 10.9 v průmyslové oblasti obvykle povrchově upravují fosfátováním.
3. Oxidace (černání)
Černění s olejováním je oblíbený nátěr pro průmyslové spojovací prvky, protože je nejlevnější a vypadá dobře před spotřebou paliva. Kvůli černění nemá téměř žádnou schopnost prevence koroze, takže bez oleje rychle rezaví. I za přítomnosti oleje může test solnou mlhou trvat pouze 3–5 hodin.
4. Galvanická přepážka
Kadmiové pokovování má ve srovnání s jinými povrchovými úpravami vynikající odolnost proti korozi, zejména v mořském prostředí. Náklady na zpracování odpadních kapalin v procesu galvanického pokovování kadmiem jsou vysoké a jeho cena je přibližně 15–20krát vyšší než cena galvanického zinku. Proto se nepoužívá v běžném průmyslu, pouze ve specifických prostředích. Spojovací prvky používané pro ropné vrtné plošiny a letadla HNA.
5. Chromování
Chromový povlak je v atmosféře velmi stabilní, nemění snadno barvu a neztrácí lesk a má vysokou tvrdost a dobrou odolnost proti opotřebení. Chromování spojovacích prvků se obecně používá k dekorativním účelům. V průmyslových oblastech s vysokými požadavky na odolnost proti korozi se používá jen zřídka, protože kvalitní chromované spojovací prvky jsou stejně drahé jako nerezová ocel. Chromované spojovací prvky se používají pouze v případě, že pevnost nerezové oceli není dostatečná, a proto se místo nich používají chromované spojovací prvky.
Aby se zabránilo korozi, měly by být měď a nikl nejprve pokoveny a poté chromovány. Chromový povlak odolává vysokým teplotám až 650 °C (1200 stupňů Fahrenheita). Existuje však také problém vodíkového křehnutí, podobně jako u elektrolytického zinkování.
6. Niklování
Používá se hlavně v oblastech, které vyžadují jak antikorozní ochranu, tak dobrou vodivost. Například výstupní svorky autobaterií.
7. Žárové zinkování
Žárové zinkování je tepelně difúzní povlak zinku zahřátého na kapalinu. Tloušťka povlaku je mezi 15 a 100 μm. Není snadno ovladatelná, ale má dobrou odolnost proti korozi a často se používá ve strojírenství. Během procesu žárového zinkování dochází k silnému znečištění, včetně zinkového odpadu a zinkových par.
Kvůli silnému povlaku způsobuje obtíže při zašroubování vnitřních a vnějších závitů do spojovacích prvků. Vzhledem k teplotě žárového zinkování jej nelze použít pro spojovací prvky s pevností nad 10.9 (340~500 ℃).
8. Infiltrace zinku
Zinková infiltrace je pevný metalurgický tepelně difúzní povlak ze zinkového prášku. Jeho rovnoměrnost je dobrá a lze dosáhnout rovnoměrné vrstvy jak v závitech, tak ve slepých otvorech. Tloušťka povlaku je 10–110 μm. Chyba je kontrolována na 10 %. Jeho pevnost v tahu a antikorozní vlastnosti se substrátem jsou nejlepší ze všech zinkových povlaků (jako je galvanické zinkování, žárové zinkování a Dacromet). Jeho proces zpracování je neznečišťující a nejekologičtější.
9. Dacromet
Nedochází k žádnému problému s vodíkovým křehnutím a konzistence předpětí krouticího momentu je velmi dobrá. Bez ohledu na chrom a environmentální problémy je Dacromet ve skutečnosti nejvhodnější pro vysoce pevné spojovací prvky s vysokými požadavky na antikorozní ochranu.
Čas zveřejnění: 19. května 2023
