Металлические изделия используются буквально повсеместно – в промышленном секторе производства, коммунальном хозяйстве, в обычной повседневной жизни. К метизам можно отнести все металлические крепёжные элементы, которые используют для строительных, ремонтно-монтажных и отделочных работ. Номенклатура метизов насчитывает около 5000 наименований, точное количество просто невозможно установить – у металлических изделий нет чёткого разделения по сферам применения.
Разделение метизов на 2 большие группы – машиностроительный крепёж и строительный, оно действительно условное. Болты, гайки, шайбы, шпильки, хомуты, винты, шплинты, заклепки, штифты используются не только в машиностроении. Саморезы, шурупы, гвозди, дюбеля, анкера, заклепки, стяжки, проволока и пр. применяются не только в строительной отрасли.
Перечисленные металлические изделия эксплуатируются в совершенно разных условиях (нагрузки, температура, среда). Так в строительной отрасли безопасность и надежность возводимого объекта напрямую зависит от прочностных свойств металлического крепежа. Эту безопасность может обеспечить применение материала с необходимыми свойствами и применение соответствующей технологии изготовления – т. е. соответствие нормативам. Метизная продукция из Китая полностью отвечает международным стандартам.
Материал изготовления vs эксплуатационные свойства метизов
Надежность любой конструкции определяется её способностью выдерживать нагрузки различной природы и интенсивности.
Как состав влияет на свойства изделия
В процессе эксплуатации метизы чаще всего испытывают механические нагрузки – статические и динамические. Главная задача, чтобы эти нагрузки не привели к разрушению изделия – дело не дошло до пластической деформации или хрупкого излома. Сопротивляемость изделия нагрузкам всецело определяется свойствами матрицы – материала, из которого изготовлен элемент крепежа.
Учитывая масштабы производства и применения метизной продукции, материал для её изготовления должен быть недорогим и доступным – чаще всего применяются сплавы:
- черные – конструкционная углеродистая сталь, нержавейка, спецстали и др.
- цветные – на основе меди (латуни, бронзы), различные сплавы на основе алюминия.
Выбор материала изготовления зависит от вида металлического изделия и типа нагрузок, которые этот крепежный элемент испытывает.
Прочностные свойства готового изделия также зависят и от последующей термообработки. Так для получения «мягких» пластичных заклепок проволоку-полуфабрикат подвергают отжигу, а высокая поверхностная прочность саморезов достигается закалкой готового изделия.
Как покрытие влияет на свойства метизов
Нанесение поверхностного защитного слоя позволяет значительно улучшить эксплуатационные характеристики метизов – способ проверенный временем, довольно простой и надежный. В первую очередь применяют способ к изделиям из черных сплавов – наиболее распространенного материала для изготовления метизов. Для защиты металлических изделий от неблагоприятных условий окружающей среды, износа и прочих факторов в Китае используют поверхностные покрытия.
Цинкование
Для метрического крепежа наиболее актуальна защита резьбовых соединений от коррозии различных видов. Болты, гайки и комплектующих к ним (шайбы, шплинты) подвергают цинкованию – нанесению на поверхность тонкого слоя металлического цинка. Часто цинкование используется как промежуточная стадия перед никелированием, хромированием или нанесению композитных покрытий (например, Ruspert).
Пленка цинка на поверхности работает прежде всего как защитный барьер. За счет разности электролитических потенциалов Zn и Fe при повреждении защитного слоя возникает гальваническая защита изделия от коррозии. Такой эффект двойной защиты
представляет особый интерес для применения в строительной отрасли, где нередко крепежные элементы работают в условиях повышенной влажности.
Цинкование на производстве в Китае чаще всего выполняют двумя традиционными методами:
- Гальванический. На подготовленную поверхность электролитическим способом осаждают тонкий слой цинка в 5-40 мкм. Защитное покрытие наносится равномерно, подходит для изделий самой сложной геометрической формы. Оцинковка происходит при низкой температуре (окружающей среды) и потому сцепление с матрицей недостаточное, чтобы защитный слой мог выдерживать сильные нагрузки. Подходит для обработки слабонагруженных метизов.
- Горячее цинкование из расплава. Подготовленная заготовка погружается в ванну с расплавом цинка (+450-480°С). На поверхности метиза кристаллизуется металлическая пленка толщиной 45-100 мкм обычно. Способ простой, быстрый, легко автоматизируется и потому недорогой. У такого слоя цинка адгезия намного выше – покрытие не разрушается. Метод используется и как предварительная обработка для нанесения хрома, никеля или иных покрытий.
Modengy
Modengy – эффективная защита поверхности металла от износа и коррозии. Представляет собой 2-компонентный состав: ПТФЭ (политетрафторэтилен) + дисперсный дисульфид молибдена. Покрытие применяется для метизов, используемых в механизмах морского транспорта, атомной промышленности и др.
Наносят «Моденжи» на резьбовые соединения (болты, гайки, шпильки), которые работают в сложных условиях перепадов температур, агрессивной среде, в глубоком вакууме и пр. Нанесение покрытия продлевает ресурс соединительных элементов, стабилизирует трение, облегчает монтаж/демонтаж.
Ruspert
Ruspert – 3-слойное инновационное покрытие для защиты поверхности метизов от коррозии. Металлическое изделие сначала подвергается оцинковке (горячий способ), нанесения специального пассивированного слоя и термообработанного керамического слоя на детали крепежа. За счет сочленения всех трех слоев достигаются уникальные показатели коррозионной стойкости к агрессивному воздействию газовой и морской среды, к электролитической коррозии. Благодаря низкой температуре нанесения покрытия Ruspert (до 200°C), прочностные свойства материала метиза не меняются.
Термообработка и химико-термическая обработка
Термообработка (ТО) и химико-термическая обработка (ХТО) – это способы улучшения свойств готовых металлических изделий за счет упрочнения поверхностного слоя вследствие термической обработки в инертной или в специальной среде. В первую очередь сюда относится закалка (как вид ТО), и самый показательный пример – упрочнение поверхности саморезов из углеродистой стали.
Для придания метизам коррозионной стойкости сразу же после закалки проводят ХТО, а именно оксидирование, фосфатирование, азотирование. В поверхностном слое металла образуются внедренные в структуру металла микрочастицы соединений неметаллов (O, F, N) с углеродом из стали и кислородом из воздуха, что приводит к повышению прочности поверхностного слоя за счет создания зоны напряжений в структуре металла.
Окрашивание
Для защиты поверхности метизов от воздействия окружающей среды применяют также различные способы окрашивания – порошковыми красками и лакокрасочными материалами. Чаще всего окрашивают строительные метизы – шурупы, кровельные саморезы и пр.
Все перечисленные виды метизной продукции для строительной отрасли (и не только) производятся в Китае. В КНР созданы благоприятные условия для промышленного производства, используются самые прогрессивные технологий и современное оборудование. Промышленность КНР поставляет на рынок недорогую продукцию высокого качества и тому есть вполне понятные причины:
- большие запасы доступного недорогого сырья;
- дешевая рабочая сила;
- высокая степень концентрации производства в Китае, что позволяет сократить транспортные расходы и выполнять дополнительные услуги (термообработку, покрытие) в пределах одного предприятия.
Согласно данным таможенной статистики, в 2021 году объём импорта метизов в Россию из Китая был равен 313 тысяч тонн на сумму 541 млн долларов США, что составило 69,7% от всего ввезенного объема. Учитывая, что альтернативы метизам нет – отсутствует и альтернатива и поставкам из Китая.
