Oberflächenbehandlung von Verbindungselementen – Galvanisieren

1】, Galvanikcode:

Bei der Identifizierung von genieteten Verbindungselementen haben wir die Suffixcodes für die Oberflächenbehandlung erwähnt, die die Art der Beschichtung ihrer Oberfläche angeben.

Nachfolgend haben wir detaillierte Informationen zu einigen gängigen Oberflächenbehandlungsmethoden zusammengestellt, die häufig in der Industrie eingesetzt werdenVerbindungselemente. Die folgende Tabelle zeigt:

2】, Bezüglich Galvanisieren:

Beim Galvanisieren werden Verbindungselemente mit einer Metallbeschichtung versehen, um ihre Oberflächeneigenschaften zu verändern und Oxidation und Korrosion zu verhindern. Das Beschichtungsmetall besteht im Allgemeinen aus korrosionsbeständigen Metallen.

Galvanisieren verbessert nicht nur die Korrosionsbeständigkeit von Verbindungselementen, sondern erhöht auch die Härte, um Verschleiß vorzubeugen, die Leitfähigkeit und Hitzebeständigkeit zu verbessern und die Oberfläche glatter und ästhetisch ansprechender zu machen.

Unter Galvanisieren versteht man den Prozess, bei dem mittels Elektrolyse ein Metallfilm auf der Oberfläche von Metall oder anderen Materialien angebracht wird. Nachfolgend finden Sie eine kurze Einführung in einige häufig verwendete Beschichtungen für Verbindungselemente.

1. Elektroverzinkung

Elektroverzinkung ist die am häufigsten verwendete Beschichtung für Verbindungselemente, die ein gutes Aussehen hat und relativ kostengünstig ist. Es ist in den Farben Weißzink, Blauzink, Farbzink und Schwarzzink erhältlich. Im Vergleich zu anderen Metallbeschichtungen ist Zink ein relativ kostengünstiges und leicht galvanisierbares Metall. Die Korrosionsschutzleistung ist jedoch durchschnittlich und der neutrale Salzsprühtest der Verzinkung dauert weniger als 72 Stunden. Selbstverständlich kommen auch spezielle Versiegelungsmittel zum Einsatz, die den neutralen Salzsprühtest über 200 Stunden bestehen lassen. Allerdings ist der Preis 5-8-mal teurer als der einer gewöhnlichen Verzinkung.

Die folgende Abbildung zeigt dieSchraubenmit blauem und weißem Zink überzogen:

Die folgende Abbildung zeigt dieSchraubenzum Galvanisieren von farbigem Zink:

2. Galvanisiertes Nickel

Galvanisch vernickelte Verbindungselemente werden im Allgemeinen in Bereichen verwendet, in denen sowohl eine hohe Korrosionsbeständigkeit als auch eine gute Leitfähigkeit erforderlich sind. Die Stabilität der galvanischen Nickelschicht an der Luft ist sehr hoch. Aufgrund der starken Passivierungsfähigkeit von metallischem Nickel kann sich schnell ein extrem dünner Passivierungsfilm auf der Oberfläche bilden, der der Korrosion durch Atmosphäre, Alkali und bestimmte Säuren widerstehen kann. Galvanisiertes Nickel weist eine hervorragende Polierleistung auf und sein Glanz kann nach dem Polieren noch lange erhalten bleiben. Darüber hinaus kann die höhere Härte der Nickelbeschichtung die Verschleißfestigkeit von Verbindungselementen verbessern.

Die folgende Abbildung zeigt dieInnensechskantschraubenmit Vernickelung:

3. Oxidation

Die Oxidationsschwärzung + Ölbeschichtung ist eine beliebte Beschichtung für industrielle Verbindungselemente, da sie am kostengünstigsten ist und vor dem Kraftstoffverbrauch gut aussieht. Bei Vorhandensein von Öl kann der Salzsprühtest nur 3-5 Stunden dauern. Auch die Übereinstimmung zwischen Drehmoment und Voranzugskraft geschwärzter Verbindungselemente ist schlecht. Bei Verbesserungsbedarf können die Innengewinde bei der Montage vor dem Einschrauben mit Fett eingefettet werden.

Die folgende Abbildung zeigt die oxidierte und geschwärzte OberflächeSchrauben:

4. Verchromung

Die Verchromung von Verbindungselementen dient im Allgemeinen dekorativen Zwecken. Die Chrombeschichtung ist in der Atmosphäre sehr stabil, verfärbt sich nicht leicht und verliert nicht leicht an Glanz. Sie weist eine hohe Härte und eine gute Verschleißfestigkeit auf. Gute verchromte Verbindungselemente sind genauso teuer wie Edelstahl, werden jedoch nur dann durch verchromte Verbindungselemente ersetzt, wenn die Festigkeit von Edelstahl nicht ausreicht. Daher werden sie in Industriebereichen mit hohen Anforderungen an den Korrosionsschutz selten eingesetzt. Um Korrosion vorzubeugen, sollten Kupfer und Nickel vor dem Verchromen zuerst plattiert werden. Die Verchromung kann hohen Temperaturen von 650 Grad standhalten, weist jedoch das gleiche Problem der Wasserstoffversprödung auf wie die Elektroverzinkung.

Die folgende Abbildung zeigt dieSchraubenmit Verchromung:

3】, Galvanikstandards und Qualitätsprüfung:

Der nationale Standard für die Oberflächenbehandlung von Verbindungselementen GB/T5267.1-2002 ist der Standard für galvanische Beschichtungen auf Gewindebefestigungen. Diese Norm umfasst zwei Normen: GB/T5267.1-2002 galvanische Beschichtungen auf Verbindungselementen und GB/T5267.2-2002 nicht elektrolytische Zinkblechbeschichtungen auf Verbindungselementen. Diese Norm entspricht der internationalen Norm ISO4042-1999 für galvanische Beschichtungen auf Gewindebefestigungen.

Der Hauptzweck der Oberflächenbehandlung von Verbindungselementen besteht darin, deren Korrosionsbeständigkeit zu verbessern und ihre Zuverlässigkeit und Anpassungsfähigkeit zu erhöhen. Das wichtigste Maß ist die Korrosionsbeständigkeit, gefolgt vom Aussehen.

Die Qualität der galvanischen Beschichtung von Verbindungselementen wird hauptsächlich anhand der folgenden Aspekte beurteilt:

1. Sichtprüfung

Die Oberfläche vonVerbindungselementeEs sollte glatt sein, einen guten Glanz aufweisen und keine Überzugsschicht auslassen. Es dürfen kein Schmutz, Poren, Nadellöcher, abblätternde, verbrannte Beschichtungen, stumpfe, abblätternde, häutende und offensichtliche Streifen sowie Grübchen, schwarze Schlacke, lose, rissige, abgelöste Passivierungsfilme und starke Passivierungsspuren vorhanden sein.

2. Schichtdicke

Die Beschichtungsdicke von Verbindungselementen steht in direktem Zusammenhang mit ihrer Korrosionsbeständigkeit in der Atmosphäre. Wenn sie jedoch zu dick ist, kann es beim Einbau zu Gewindestörungen kommen. Im Allgemeinen wird eine Schichtdicke von 4-12um empfohlen.

Die durchschnittliche Dicke der Feuerverzinkung beträgt standardmäßig 54 µm (43 µm für Durchmesser kleiner oder gleich 3/8) und die Mindestdicke beträgt 43 µm (37 µm für Durchmesser kleiner oder gleich 3/8).

3. Beschichtungsverteilung

Die Ansammlung von Beschichtungen auf der Oberfläche von Verbindungselementen variiert je nach Abscheidungsmethode. Beim Galvanisieren wird die Metallschicht an den Außenkanten nicht gleichmäßig abgeschieden und an den Ecken entsteht eine dickere Schicht. Im Gewindeteil des Befestigungselements befindet sich die dickste Schicht oben am Gewinde, wird entlang der Seite des Gewindes allmählich dünner und legt die dünnste Schicht unten am Gewinde ab.

Bei der Feuerverzinkung hingegen ist das Gegenteil der Fall: An den Innenecken und an der Unterseite der Gewinde lagern sich dickere Schichten ab. Die Neigung zur Metallablagerung bei der mechanischen Beschichtung ist die gleiche wie bei der Feuerverzinkung, sie ist jedoch glatter und weist eine viel gleichmäßigere Dicke auf der gesamten Oberfläche auf.

4. Wasserstoffversprödung

Bei der Verarbeitung und Behandlung von Verbindungselementen, insbesondere beim Säure- und Laugenwaschen vor dem Galvanisieren und anschließenden Galvanisierungsprozessen, absorbiert die Oberfläche Wasserstoffatome und erzeugt während des Abscheidungsprozesses Wasserstoff. Wenn das Befestigungselement festgezogen wird, wird Wasserstoff auf den konzentriertesten Teil der Spannung übertragen, wodurch der Druck über seine Festigkeit hinaus ansteigt und kleine Oberflächenbrüche verursacht werden. Wasserstoff dringt in die neu entstandenen Risse ein. Dieser Zyklus der Druckbruchinfiltration setzt sich fort, bis das Befestigungselement bricht. Tritt in der Regel innerhalb weniger Stunden nach der ersten Belastungsanwendung auf. Um die Gefahr einer Wasserstoffversprödung auszuschließen, müssen Verbindungselemente innerhalb von 3 Stunden nach dem Galvanisieren erhitzt und eingebrannt werden, damit Wasserstoff aus der Beschichtung austreten kann, normalerweise bei einer Temperatur von etwa 200 Grad. Die Verarbeitungszeit wird auf der Grundlage dieser Beschichtung bestimmt erforderliche Zugfestigkeit.

Da es sich bei der mechanischen Verzinkung nicht um einen Elektrolyten handelt, wird die Gefahr einer Wasserstoffversprödung effektiv beseitigt, sodass bei feuerverzinkten Verbindungselementen selten eine Wasserstoffversprödung auftritt.

4】, Wärmebehandlung vonVerbindungselemente:

Bei der Wärmebehandlung werden Befestigungselemente erhitzt, isoliert und abgekühlt, um ihre innere Struktur zu verändern und die erwartete Leistung, Organisation und Struktur zu erreichen. Glühen, Normalisieren, Abschrecken und Anlassen sind die „vier Feuer“ in der Wärmebehandlung, wobei Abschrecken und Anlassen eng miteinander verbunden sind und oft zusammen verwendet werden.

Beim Glühen wird ein Werkstück auf eine geeignete Temperatur erhitzt und über einen bestimmten Zeitraum gehalten. Anschließend wird es langsam abgekühlt, um einen Gleichgewichtszustand seiner inneren Struktur zu erreichen oder sich diesem anzunähern, wodurch die durch den vorherigen Prozess erzeugten inneren Spannungen abgebaut werden können und Erzielung einer guten Prozess- und Nutzungsleistung als Vorbereitung für das weitere Abschrecken.

Beim Normalisieren wird ein Werkstück auf eine geeignete Temperatur erhitzt und dann an der Luft abgekühlt. Der Effekt des Normalisierens ähnelt dem Glühen, die resultierende Mikrostruktur ist jedoch feiner und wird üblicherweise zur Verbesserung der Schneidleistung von Materialien verwendet. Für einige Teile mit geringen Anforderungen kann es als abschließende Wärmebehandlung eingesetzt werden.

Unter Abschrecken versteht man das schnelle Abkühlen eines Werkstücks in einem Abschreckmedium wie Wasser, Öl oder anderen anorganischen Salzlösungen oder organischen Wasserlösungen nach dem Erhitzen und Isolieren.

Unter Tempern versteht man das Halten des abgeschreckten Werkstücks bei einer geeigneten Temperatur über der Raumtemperatur, aber unter 650 Grad über einen langen Zeitraum, gefolgt von einem Abkühlen, wodurch die Sprödigkeit des abgeschreckten Werkstücks verringert werden kann.

Aus den vier Bränden entwickelten sich unterschiedliche Wärmebehandlungsprozesse mit unterschiedlichen Heiztemperaturen und Kühlmethoden. Der Prozess, bei dem Abschrecken und Hochtemperaturanlassen kombiniert werden, um ein bestimmtes Maß an Festigkeit und Zähigkeit zu erreichen, wird Abschrecken und Anlassen genannt.