De keuze van de oppervlaktebehandeling is een probleem waar elke ontwerper mee te maken krijgt. Er zijn veel verschillende oppervlaktebehandelingen beschikbaar en een topontwerper moet niet alleen rekening houden met de economische en praktische aspecten van het ontwerp, maar ook met het assemblageproces en zelfs met milieueisen. Hieronder volgt een korte introductie van enkele veelgebruikte coatings voor bevestigingsmiddelen, gebaseerd op bovenstaande principes, ter referentie voor professionals in de bevestigingsindustrie.
1. Elektrogalvaniseren
Zink is de meest gebruikte coating voor commerciële bevestigingsmiddelen. De prijs is relatief laag en het uiterlijk is goed. Gangbare kleuren zijn zwart en legergroen. De corrosiebestendigheid is echter gemiddeld en zelfs de laagste van alle zinkcoatings. Over het algemeen wordt de neutrale zoutsproeitest van gegalvaniseerd staal binnen 72 uur uitgevoerd. Er worden ook speciale afdichtingsmiddelen gebruikt om ervoor te zorgen dat de neutrale zoutsproeitest langer dan 200 uur standhoudt. De prijs is echter hoog, 5 tot 8 keer zo hoog als die van gewoon gegalvaniseerd staal.
Het elektrolytisch verzinkingsproces is gevoelig voor waterstofbrosheid, waardoor bouten met een sterkteklasse hoger dan 10.9 over het algemeen niet worden verzinkt. Hoewel waterstof na het galvaniseren in een oven kan worden verwijderd, raakt de passiveringslaag beschadigd bij temperaturen boven de 60 °C. Daarom moet waterstofverwijdering na het galvaniseren en vóór het passiveren plaatsvinden. Dit leidt tot slechte operationele resultaten en hoge verwerkingskosten. In de praktijk verwijderen algemene productiebedrijven waterstof niet actief, tenzij dit door specifieke klanten wordt vereist.
De consistentie tussen het aanhaalmoment en de voorspanning van gegalvaniseerde bevestigingsmiddelen is slecht en instabiel, waardoor ze over het algemeen niet worden gebruikt voor het verbinden van belangrijke onderdelen. Om de consistentie van de aanhaalmomentvoorspanning te verbeteren, kan de methode van het aanbrengen van een smeermiddel na het galvaniseren worden toegepast.
2. Fosfatering
Een basisprincipe is dat fosfateren relatief goedkoper is dan galvaniseren, maar de corrosiebestendigheid is slechter. Na het fosfateren moet er olie worden aangebracht, en de corrosiebestendigheid hangt nauw samen met de kwaliteit van de gebruikte olie. Zo kan een gewone antiroestolie na het fosfateren een neutrale zoutsproeitest van slechts 10-20 uur doorstaan. Met een hoogwaardige antiroestolie kan dit tot 72-96 uur duren, maar de prijs daarvan is 2-3 keer zo hoog als die van een gewone fosfateringsolie.
Er zijn twee veelgebruikte soorten fosfatering voor bevestigingsmiddelen: fosfatering op zinkbasis en fosfatering op mangaanbasis. Fosfatering op zinkbasis heeft betere smerende eigenschappen dan fosfatering op mangaanbasis, en fosfatering op mangaanbasis heeft een betere corrosie- en slijtvastheid dan verzinken. Het kan worden gebruikt bij temperaturen van 107 tot 204 °C (225 tot 400 graden Fahrenheit). Het is met name geschikt voor de verbinding van belangrijke componenten, zoals drijfstangbouten en -moeren van de motor, cilinderkop, hoofdlagers, vliegwielbouten, wielbouten en -moeren, enzovoort.
Bouten met een hoge sterkte worden gefosfateerd, wat ook problemen met waterstofbrosheid kan voorkomen. Daarom worden bouten met een sterkteklasse hoger dan 10.9 in de industrie doorgaans gefosfateerd.
3. Oxidatie (verkleuring)
Zwartmaken en oliën is een populaire coating voor industriële bevestigingsmiddelen omdat het de goedkoopste optie is en er, afgezien van het brandstofverbruik, goed uitziet. Door de zwarte coating heeft het echter vrijwel geen roestwerende werking, waardoor het zonder olie snel zal roesten. Zelfs met olie houdt het de zoutsproeitest slechts 3-5 uur vol.
4. Scheiding van het galvaniseerproces
Cadmiumplating heeft een uitstekende corrosiebestendigheid, vooral in maritieme omgevingen, in vergelijking met andere oppervlaktebehandelingen. De kosten voor de afvalwaterzuivering bij het galvaniseren van cadmium zijn hoog, ongeveer 15 tot 20 keer zo hoog als die van zinkgalvanisatie. Daarom wordt het niet algemeen toegepast in de industrie, maar alleen in specifieke omgevingen, zoals bevestigingsmiddelen voor olieboorplatformen en HNA-vliegtuigen.
5. Verchromen
De chroomlaag is zeer stabiel in de atmosfeer, verkleurt niet snel en verliest zijn glans niet, en heeft een hoge hardheid en goede slijtvastheid. Het gebruik van chroom op bevestigingsmiddelen is over het algemeen decoratief. Het wordt zelden toegepast in industriële sectoren met hoge eisen aan corrosiebestendigheid, omdat goede verchroomde bevestigingsmiddelen net zo duur zijn als roestvrij staal. Alleen wanneer de sterkte van roestvrij staal onvoldoende is, worden verchroomde bevestigingsmiddelen gebruikt.
Om corrosie te voorkomen, moeten koper en nikkel eerst worden aangebracht voordat verchroomd wordt. De chroomlaag is bestand tegen hoge temperaturen van 650 °C (1200 graden Fahrenheit). Er bestaat echter ook een risico op waterstofbrosheid, vergelijkbaar met elektrolytisch verzinken.
6. Vernikkelen
Voornamelijk gebruikt in gebieden waar zowel corrosiebestendigheid als goede geleidbaarheid vereist zijn. Bijvoorbeeld de uitgangspolen van voertuigaccu's.
7. Thermisch verzinken
Thermisch verzinken is een proces waarbij zink door middel van thermische diffusie wordt verhit tot een vloeibare consistentie. De laagdikte varieert tussen 15 en 100 μm. Het proces is lastig te beheersen, maar biedt een goede corrosiebestendigheid en wordt veelvuldig toegepast in de bouw. Tijdens het thermisch verzinkproces ontstaat echter aanzienlijke vervuiling, waaronder zinkafval en zinkdamp.
Door de dikke coating is het lastig om in- en uitwendige schroefdraad in bevestigingsmiddelen te schroeven. Vanwege de temperatuur van het thermisch verzinkingsproces is het niet geschikt voor bevestigingsmiddelen met een sterkteklasse hoger dan 10.9 (340~500 ℃).
8. Zinkinfiltratie
Zinkinfiltratie is een solide metallurgische thermische diffusiecoating van zinkpoeder. De coating is zeer uniform en er kan een gelijkmatige laag worden verkregen, zowel in schroefdraad als in blinde gaten. De laagdikte bedraagt 10-110 μm en de afwijking kan worden beperkt tot 10%. De hechtsterkte en corrosiebestendigheid met het substraat zijn de beste van alle zinkcoatings (in tegenstelling tot elektrolytisch verzinken, thermisch verzinken en Dacromet). Het productieproces is milieuvriendelijk en volledig vrij van vervuiling.
9. Dacromet
Er is geen sprake van waterstofbrosheid en de consistentie van de koppelvoorspanning is zeer goed. Los van chroom en milieuaspecten is Dacromet eigenlijk het meest geschikt voor zeer sterke bevestigingsmiddelen met hoge corrosiebestendigheidseisen.
Geplaatst op: 19 mei 2023
