Bağlantı elemanı tasarımı ve seçiminde uygun yüzey işleme seçimi kritik öneme sahiptir. için çok çeşitli yüzey işleme prosesleri mevcuttur.bağlantı elemanları. Tasarımcılar çalışma koşullarına, korozyona dayanıklılık gereksinimlerine, montaj performansına, ortam sıcaklığına, çevre koruma standartlarına ve maliyet bütçelerine göre ekonomik ve uyumlu çözümler seçecektir. Ticari bağlantı elemanlarının çoğu, korozyona duyarlı karbon çeliğinden veya alaşımlı çelikten yapılır. Korozyona dayanıklı malzemelerden üretilen bağlantı elemanları bile aşındırıcı ortamı izole etmek ve oksidasyonu geciktirmek için yüzey işlemi gerektirir.
Bağlantı elemanı kaplamaları güçlü yapışma özelliğine sahip olmalı, montaj ve sökme sırasında soyulmamalı ve dişlerin birbirine geçmesini engellemeyen uygun kalınlığa sahip olmalıdır. Ayrıca çoğu kaplamanın sıcaklık dayanımı sınırı, temel çelik malzemeninkinden daha düşüktür; bu nedenle seçim sırasında servis sıcaklığı dikkate alınmalıdır. Görünüm ve korozyon önleme işlevlerinin ötesinde yüzey işlemi, bağlantı elemanlarının sabitleme performansını, özellikle de tork-ön yükleme kuvvetinin tutarlılığını büyük ölçüde etkiler. Profesyonel tasarım, korozyon direncini, montajın üretilebilirliğini, operasyonel kararlılığı ve çevresel uyumluluğu kapsamlı bir şekilde dengeler. Bu makale, yüksek mukavemetli ve korozyona dayanıklı bağlantı elemanları için genel yüzey işleme süreçlerini tanıtmaktadır.
1. Elektro-Galvanizleme
Elektro-galvanizleme, ticari bağlantı elemanları için en yaygın kullanılan kaplamadır. Düzgün görünümüyle uygun maliyetlidir ve beyaz çinko, sarı çinko, siyah çinko ve zeytin yeşili dahil olmak üzere birçok kaplama seçeneği mevcuttur. Ancak çinko bazlı kaplamalar arasında nispeten zayıf korozyon direnci sunar. Geleneksel elektrogalvanizlemenin nötr tuz spreyi (NSS) ömrü 72 saattir. Gelişmiş sızdırmazlık maddeleri ile tuz püskürtme direnci 200 saati aşabilir ancak maliyeti sıradan galvanizlemeye göre 5 ila 8 kat daha yüksektir.
Elektrokaplama işlemi kolayca hidrojen gevrekleşmesine neden olur. Buna göre, Sınıf 10.9 ve üzeri yüksek mukavemetli cıvataların sıradan elektro-galvanizlemede kullanılması genel olarak yasaktır. Pişirme dehidrojenasyonu mümkün olmasına rağmen, pasifleştirme filmi 60 derecenin üzerinde hasar görecektir. Bu nedenle dehidrojenasyon, elektrokaplamadan sonra ve pasifleştirmeden önce gerçekleştirilmelidir, bu da karmaşık bir işlem ve yüksek maliyetle sonuçlanır. Çoğu üretici, müşteriler tarafından özel olarak talep edilmedikçe dehidrojenasyon gerçekleştirmez.
Elektro galvanizli bağlantı elemanları zayıf ve dengesiz tork ön yükleme tutarlılığı gösterir, bu nedenle genellikle kritik yapısal bağlantılar için kullanılmazlar. Tork stabilitesini ve ön yük tutarlılığını geliştirmek için kaplamadan sonra yağlayıcı kaplama uygulanabilir.
2. Fosfatlama
Fosfatlama, elektrogalvanizlemeden daha ucuzdur ancak daha düşük temel korozyon direnci sağlar. Etkili koruma için yağla kapatılmış olmalıdır. Sıradan pas önleyici yağ yalnızca 10 ila 20 saatlik NSS direnci sağlarken yüksek kaliteli pas önleyici yağ, maliyetin 2 ila 3 katı maliyetle bu süreyi 72 ila 96 saate uzatabilir.
Bağlantı elemanlarına iki ana fosfatlama türü uygulanır: çinko fosfatlama ve manganez fosfatlama. Çinko fosfatlama, hassas montaj için mükemmel kayganlık sunarken, manganez fosfatlama, 107 derece ila 204 derece (225 derece F ila 400 derece F) çalışma sıcaklığı aralığıyla üstün korozyon direnci ve aşınma direnci sağlar.
Fosfatlamanın en büyük avantajı, istikrarlı ve doğru montaj ön yüklemesini garantileyen mükemmel tork ön yükleme tutarlılığıdır. Çelik yapı montajları, motor biyel kolu cıvataları, silindir kapağı cıvataları, ana yatak bağlantı elemanları, volan ve bijon cıvataları gibi kritik endüstriyel bağlantılarda yaygın olarak kullanılır. Ayrıca fosfatlama hidrojen gevrekleşmesine neden olmaz, bu da onu Sınıf 10.9 ve daha yüksek yüksek dayanımlı cıvatalar için standart yüzey işlemi haline getirir.
3. Oksit Mavileştirme (Siyah Oksit Kaplama)
Bluing plus yağ yalıtımı, kuru iç ortamlara uygun, düzgün görünüme sahip endüstriyel bağlantı elemanları için en düşük maliyetli yüzey işlemidir. Siyah oksit filmin kendisi neredeyse hiç korozyon önleme özelliğine sahip değildir ve tamamen yüzey yağı korumasına dayanır. Yağ olmadan yüzey hızla paslanır. Yağ sızdırmaz mavileştirilmiş bağlantı elemanlarının NSS direnci yalnızca 3 ila 5 saattir.
Mavileştirilmiş bağlantı elemanlarının tork-ön yükleme tutarlılığı zayıftır. Montajdan önce diş yüzeylerine uygulanan yağlama gresi, kavrama kalitesini ve ön yük stabilitesini artırabilir.
4. Kadmiyum Kaplama
Kadmiyum kaplama, geleneksel işlemlere kıyasla olağanüstü korozyon direnci ve özellikle deniz ortamlarında üstün tuz püskürtme performansı sağlar. Bununla birlikte, atık su arıtımı zor ve çevreye zararlı olup, elektro galvanizlemeye göre yaklaşık 15 ila 20 kat daha yüksek üretim maliyetlerine sahiptir. Yalnızca açık deniz sondaj platformları ve havacılık bağlantı elemanları gibi zorlu hizmet koşulları için benimsenir ve genel endüstrilerde nadiren kullanılır. Kadmiyum kaplama aynı zamanda hidrojen gevrekleşmesine neden olur ve ultra-karbon kaplama için uygun değildir.yüksek mukavemetli cıvatalar.
5. Krom Kaplama
Krom kaplamalar, mükemmel parlaklık koruması, yüksek sertlik ve üstün aşınma direnciyle atmosferik ortamlarda kimyasal olarak stabildir. Bağlantı elemanlarında krom kaplama çoğunlukla dekoratif amaçlı kullanılmaktadır. Paslanmaz çeliğe kıyasla yüksek maliyeti nedeniyle ağır hizmet korozyon önleyici uygulamalarda nadiren kullanılır. Yalnızca paslanmaz çeliğin mukavemet gereksinimlerini karşılayamadığı durumlarda uygulanır.
Krom kaplama, yapışma ve korozyon direncini sağlamak için bakır ve nikelden oluşan astarlar gerektirir. Kaplama, 650 dereceye (1200 derece F) kadar yüksek sıcaklıklara dayanabilir ancak hidrojen kırılganlığı, yüksek mukavemetli cıvatalar için potansiyel bir risk olmaya devam etmektedir.
6. Gümüş Kaplama ve Nikel Kaplama
Gümüş kaplama hem korozyon direnci hem de katı yağlama sağlar. 870 dereceye (1600 derece F) kadar sıcaklıklarda istikrarlı performansı korur ve yüksek sıcaklık koşullarında iplik oksidasyonunu ve tutukluğunu etkili bir şekilde önler. Maliyet kısıtlamaları nedeniyle çoğunlukla yüksek sıcaklık ekipmanlarındaki somunlar ve küçük hassas cıvatalar için kullanılır.
Nikel kaplama öncelikle araç aküleri için terminal bağlantı elemanları gibi hem korozyon direnci hem de elektrik iletkenliği gerektiren senaryolar için kullanılır.
7. Sıcak Daldırma Galvanizleme (SDG)
Sıcak daldırma galvanizleme, 15 ila 100 μm kalınlığında ve mükemmel korozyon direncine sahip, ağır dış mekan mühendislik ekipmanlarında yaygın olarak kullanılan, yüksek sıcaklıkta termal difüzyonlu bir çinko kaplamadır. Üretim sırasında çinko kalıntısı ve çinko buharının neden olduğu zayıf kalınlık homojenliği ve ciddi çevre kirliliğinden muzdariptir.
Kalın kaplama çoğu zaman iplik sıkışmasına ve kavramanın zorlaşmasına neden olur. Yaygın çözümler arasında galvanizlemeden sonra iç dişlere kılavuz çekilmesi (kısmi kaplamaya zarar verir ve korozyon direncini azaltır) veya galvanizlemeden önce somun diş deliklerinin 0,16 ila 0,75 mm (M5–M30 için) önceden genişletilmesi (bu, yapısal mukavemeti biraz azaltır) yer alır. Spiralock gevşemeyi önleyen diş tasarımı, tam korozyon direncini ve mekanik mukavemeti korurken kalın kaplamalara yer vererek bu sorunu çözebilir.
Metalografik yapısını değiştiren yüksek işlem sıcaklığı nedeniyleısıl işlem görmüş cıvatalarSınıf 10.9 ve üzeri bağlantı elemanları için sıcak daldırmalı galvanizleme yasaktır.
8. Toz Çinko Difüzyonu
Toz çinko difüzyonu, dişler ve kör delikler gibi karmaşık yüzeyler üzerinde tekdüze kaplamalar oluşturan katı hal metalurjik bir termal difüzyon işlemidir. Kaplama kalınlığı 10 ila 110 μm arasında değişir ve kalınlık hatası %10 dahilinde kontrol edilir. Tüm çinko bazlı işlemler arasında, sıfır kirlilikle ve hidrojen kırılganlığı olmadan en yüksek bağlanma mukavemetini ve korozyon stabilitesini sağlar; yüksek hassasiyetli, yüksek mukavemetli ve yüksek korozyon dirençli bağlantı elemanları için idealdir.
9. Dakromet Kaplama
Dacromet (çinko-krom kaplama), sıfır hidrojen kırılganlığı riskine ve mükemmel tork-ön yükleme tutarlılığına sahiptir. Üstün tuz püskürtme direnci, yüksek sıcaklık stabilitesi ve kimyasal korozyon direnci sağlar ve farklı metal temasından kaynaklanan galvanik korozyonu ve oksidatif gevrekleşmeyi etkili bir şekilde önler. Altı değerlikli krom çevresel kısıtlamalar hariç, aşırı korozyon direnci gerektiren yüksek mukavemetli bağlantı elemanları için en iyi yüzey işlemlerinden biridir.
Yaygın Dacromet kaliteleri arasında gümüş ve siyah kaplamalı 9028, G917 ve G980 bulunur. 9028 sınıfı, geleneksel korozyon koruması için ekonomik bir formüldür; G917, karmaşık ortam ortamları için mükemmel kimyasal direnç sunar; G980, 200 derecenin üzerinde sürekli hizmet için olağanüstü yüksek sıcaklık direnci sağlar.
ELV, WEEE ve RoHS çevre direktiflerine uygun olan Dacromet, otomotiv, beyaz eşya ve inşaat sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Otomotiv egzoz ısı kalkanları, radyatörler, şasi parçaları, gaz sayaçları ve denizcilik ekipmanları gibi yüksek sıcaklıktaki ve aşırı derecede aşındırıcı bileşenler için uygundur.
