انتخاب مناسب عملیات سطحی در طراحی و انتخاب بست بسیار مهم است. طیف گسترده ای از فرآیندهای تصفیه سطح در دسترس هستنداتصال دهنده ها. طراحان باید راه حل های اقتصادی و سازگار را با توجه به شرایط عملیاتی، الزامات مقاومت در برابر خوردگی، عملکرد مونتاژ، دمای محیط، استانداردهای حفاظت از محیط زیست و بودجه هزینه انتخاب کنند. اکثر بست های تجاری از فولاد کربنی یا فولاد آلیاژی ساخته شده اند که مستعد خوردگی هستند. حتی اتصال دهنده های ساخته شده از مواد مقاوم در برابر خوردگی نیاز به عملیات سطحی برای جداسازی محیط خورنده و تاخیر در اکسیداسیون دارند.
پوشش های اتصال دهنده باید دارای چسبندگی قوی، بدون پوسته شدن در حین مونتاژ و جداسازی، و ضخامت مناسب باشد که در درگیری با نخ تداخل نداشته باشد. علاوه بر این، حد مقاومت دما در اکثر پوشش ها کمتر از مواد فولادی پایه است. بنابراین، دمای سرویس باید در هنگام انتخاب در نظر گرفته شود. فراتر از عملکردهای ظاهری و ضد خوردگی، عملیات سطح به شدت بر عملکرد چفت و بست بست ها، به ویژه قوام نیروی پیش بارگذاری گشتاور تأثیر می گذارد. طراحی حرفه ای به طور جامع مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت ساخت مونتاژ، پایداری عملیاتی و انطباق با محیط زیست را متعادل می کند. این مقاله فرآیندهای اصلی تصفیه سطح را برای اتصال دهنده های با استحکام بالا و مقاوم در برابر خوردگی معرفی می کند.
1. الکتروگالوانیزه کردن
الکتروگالوانیزه پرکاربردترین پوشش برای اتصال دهنده های تجاری است. با ظاهری منظم مقرون به صرفه است و در رنگ های مختلف از جمله روی سفید، روی زرد، روی سیاه و زیتون در دسترس است. با این حال، مقاومت در برابر خوردگی نسبتاً ضعیفی در بین پوششهای مبتنی بر روی ارائه میکند. عمر اسپری نمک خنثی (NSS) الکتروگالوانیزه معمولی در عرض 72 ساعت است. با عوامل آب بندی پیشرفته، مقاومت در برابر پاشش نمک می تواند بیش از 200 ساعت باشد، اما هزینه آن 5 تا 8 برابر بیشتر از گالوانیزه معمولی است.
فرآیند آبکاری به راحتی باعث تردی هیدروژنی می شود. بر این اساس، پیچ و مهره های با استحکام بالا درجه 10.9 و بالاتر معمولاً از گالوانیزه الکتریکی معمولی منع می شوند. اگرچه هیدروژن زدایی پخت امکان پذیر است، فیلم غیرفعال سازی بالای 60 درجه آسیب می بیند. بنابراین هیدروژن زدایی باید بعد از آبکاری و قبل از غیرفعال سازی انجام شود که در نتیجه عملیات پیچیده و هزینه بالا می باشد. اکثر تولیدکنندگان، هیدروژن زدایی را انجام نمی دهند، مگر اینکه به طور خاص توسط مشتریان مورد نیاز باشد.
اتصال دهنده های الکتروگالوانیزه قوام پیش بار گشتاور ضعیف و ناپایدار دارند، بنابراین معمولاً برای اتصالات ساختاری حیاتی استفاده نمی شوند. پوشش روان کننده پس از آبکاری می تواند برای بهبود پایداری گشتاور و قوام پیش بارگذاری اعمال شود.
2. فسفاته کردن
فسفاته کردن ارزان تر از الکتروگالوانیزه است اما مقاومت اولیه در برابر خوردگی پایین تری را ایجاد می کند. برای محافظت موثر باید با روغن آب بندی شود. روغن معمولی ضد زنگ فقط 10 تا 20 ساعت مقاومت NSS را ایجاد می کند، در حالی که روغن ضد زنگ درجه بالا می تواند آن را تا 72 تا 96 ساعت با 2 تا 3 برابر هزینه افزایش دهد.
دو نوع جریان اصلی فسفاته برای اتصال دهنده ها اعمال می شود: فسفاته روی و فسفاته منگنز. فسفاته روی روانکاری عالی را برای مونتاژ دقیق ارائه می دهد، در حالی که فسفاته منگنز مقاومت بالایی در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش با محدوده دمای عملیاتی 107 درجه تا 204 درجه (225 درجه فارنهایت تا 400 درجه فارنهایت) ایجاد می کند.
بزرگترین مزیت فسفاته، قوام عالی گشتاور-پیش بارگذاری است که از پیش بار مونتاژ پایدار و دقیق اطمینان می دهد. این به طور گسترده ای در اتصالات صنعتی حیاتی مانند مجموعه های ساختار فولادی، پیچ های میله اتصال موتور، پیچ های سر سیلندر، بست های بلبرینگ اصلی، پیچ و مهره های چرخ فلایویل و چرخ استفاده می شود. علاوه بر این، فسفاته کردن باعث شکنندگی هیدروژنی نمی شود، و آن را به درمان سطح استاندارد برای پیچ و مهره های درجه 10.9 و بالاتر تبدیل می کند.
3. رنگ آبی اکسید (پوشش اکسید سیاه)
آب بندی روغن بلوینگ پلاس کم هزینه ترین عملیات سطحی برای اتصال دهنده های صنعتی با ظاهری منظم است که برای محیط های داخلی خشک مناسب است. خود فیلم اکسید سیاه تقریباً هیچ خاصیت ضد خوردگی ندارد و کاملاً به محافظت از روغن سطح متکی است. بدون روغن، سطح به سرعت زنگ میزند. مقاومت NSS بست های آبی مهر و موم شده با روغن تنها 3 تا 5 ساعت است.
بست های آبی قوام گشتاور-پیش بارگذاری ضعیفی دارند. گریس روانکاری که قبل از مونتاژ بر روی سطوح رزوه اعمال می شود می تواند کیفیت درگیری و ثبات پیش بارگذاری را بهبود بخشد.
4. آبکاری کادمیوم
آبکاری کادمیوم مقاومت در برابر خوردگی فوقالعادهای را ارائه میکند، به ویژه عملکرد برتر اسپری نمک در محیطهای دریایی در مقایسه با درمانهای معمولی. با این حال، تصفیه فاضلاب آن با هزینه های تولید بسیار بالا، تقریباً 15 تا 20 برابر گالوانیزه الکتریکی، دشوار و برای محیط زیست خطرناک است. این فقط برای شرایط خدمات شدید مانند سکوهای حفاری دریایی و اتصال دهنده های هوافضا مورد استفاده قرار می گیرد و به ندرت در صنایع عمومی استفاده می شود. آبکاری کادمیوم همچنین باعث ایجاد شکنندگی هیدروژنی می شود و برای فوق العاده مناسب نیست.پیچ و مهره های با استحکام بالا
5. آبکاری کروم
پوشش های کروم از نظر شیمیایی در محیط های جوی با حفظ براقیت عالی، سختی بالا و مقاومت در برابر سایش عالی پایدار هستند. روی بست ها، آبکاری کروم بیشتر برای اهداف تزئینی استفاده می شود. به ندرت برای کاربردهای ضد خوردگی سنگین استفاده می شود زیرا هزینه بالایی دارد که با فولاد ضد زنگ قابل مقایسه است. این فقط زمانی اعمال می شود که فولاد ضد زنگ نتواند الزامات مقاومت را برآورده کند.
برای اطمینان از چسبندگی و مقاومت در برابر خوردگی، آبکاری کروم به لایههای زیرین مس و نیکل نیاز دارد. این پوشش می تواند تا دمای 650 درجه (1200 درجه فارنهایت) را تحمل کند، اما شکنندگی هیدروژن یک خطر بالقوه برای پیچ و مهره های با استحکام بالا باقی می ماند.
6. آبکاری نقره و آبکاری نیکل
آبکاری نقره هم مقاومت در برابر خوردگی و هم روانکاری جامد را فراهم می کند. عملکرد پایدار را در دماهای تا 870 درجه (1600 درجه فارنهایت) حفظ می کند و به طور موثر از اکسید شدن نخ و گرفتگی در شرایط دمای بالا جلوگیری می کند. به دلیل محدودیت های هزینه، عمدتاً برای مهره ها و پیچ های دقیق کوچک در تجهیزات با دمای بالا استفاده می شود.
آبکاری نیکل در درجه اول برای سناریوهایی استفاده می شود که نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و هدایت الکتریکی دارند، مانند اتصال دهنده های ترمینال برای باتری های خودرو.
7. گالوانیزه گرم (HDG)
گالوانیزه گرم یک پوشش روی انتشار حرارتی با دمای بالا با ضخامت 15 تا 100 میکرومتر و مقاومت در برابر خوردگی عالی است که به طور گسترده برای تجهیزات مهندسی سنگین در فضای باز استفاده می شود. از یکنواختی ضخامت ضعیف و آلودگی شدید محیطی ناشی از باقیمانده روی و بخار روی در طول تولید رنج می برد.
پوشش ضخیم اغلب باعث گیر کردن نخ و درگیری دشوار می شود. راه حل های رایج عبارتند از ضربه زدن به رزوه های داخلی پس از گالوانیزه (که به پوشش جزئی آسیب می رساند و مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می دهد) یا از قبل بزرگ کردن سوراخ های رزوه مهره به میزان 0.16 تا 0.75 میلی متر (برای M5-M30) قبل از گالوانیزه (که اندکی استحکام سازه را کاهش می دهد). طراحی رزوه ضد شل شدن اسپیرالوک می تواند این مشکل را با قرار دادن پوشش های ضخیم و در عین حال حفظ مقاومت کامل در برابر خوردگی و استحکام مکانیکی حل کند.
به دلیل دمای بالای پردازش، ساختار متالوگرافی را تغییر می دهدپیچ و مهره های عملیات حرارتی شده، گالوانیزه گرم برای اتصال دهنده های درجه 10.9 و بالاتر ممنوع است.
8. پخش روی پودر
انتشار روی پودر یک فرآیند انتشار حرارتی متالورژیکی حالت جامد است که پوششهای یکنواختی را روی سطوح پیچیده مانند رزوهها و سوراخهای کور تشکیل میدهد. ضخامت پوشش از 10 تا 110 میکرومتر با خطای ضخامت در محدوده 10٪ کنترل می شود. در میان تمام تیمارهای مبتنی بر روی، بالاترین استحکام پیوند و پایداری در برابر خوردگی را با آلودگی صفر و بدون شکنندگی هیدروژن ارائه میکند، ایدهآل برای اتصال دهندههای با دقت بالا، استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی بالا.
9. پوشش داکرومت
داکرومت (پوشش روی-کروم) دارای خطر شکنندگی هیدروژنی صفر و قوام پیش بارگذاری گشتاور عالی است. مقاومت در برابر پاشش نمک، پایداری در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی را فراهم می کند و به طور موثر از خوردگی گالوانیکی و شکنندگی اکسیداتیو ناشی از تماس فلزی غیر مشابه جلوگیری می کند. بدون در نظر گرفتن محدودیت های محیطی کروم شش ظرفیتی، یکی از بهترین درمان های سطحی برای اتصال دهنده های با استحکام بالا است که به مقاومت در برابر خوردگی شدید نیاز دارند.
نمرات رایج داکرومت شامل 9028، G917 و G980 است که در رنگهای نقرهای و مشکی موجود است. درجه 9028 یک فرمول اقتصادی برای حفاظت در برابر خوردگی معمولی است. G917 مقاومت شیمیایی عالی را برای محیط های رسانه ای پیچیده ارائه می دهد. G980 مقاومت فوقالعادهای در دمای بالا برای سرویس مداوم بالای 200 درجه ارائه میکند.
مطابق با دستورالعمل های زیست محیطی ELV، WEEE و RoHS، Dacromet به طور گسترده در صنایع خودرو، لوازم خانگی و ساخت و ساز استفاده می شود. برای اجزای با دمای بالا و به شدت خورنده مانند سپرهای حرارتی اگزوز خودرو، رادیاتورها، قطعات شاسی، کنتورهای گاز و تجهیزات دریایی مناسب است.
