Характеристика цинкового покрытия
Цинкование представляет собой нанесение слоя цинка на металлический крепеж. Главная функция такого покрытия – защита от коррозии. Принцип действия основан на окислении цинка при взаимодействии с воздухом. Вследствие этого на поверхности болтов образуется пленка, не пропускающая кислород к металлу.
Цинк защищает болты от коррозии в средних условиях эксплуатации – при температуре до +70 °С и без воздействия агрессивных сред. При повышении температуры антикоррозионные свойства теряются и крепеж защищается только механически.
Метод нанесения цинкового покрытия и его толщина зависят от цели использования и условий функционирования крепежа.
Для работы в легких условиях, то есть в теплом сухом помещении, достаточно нанести слой в 5-8 мкм.
При работе в условиях образования конденсата покрытие должно быть толщиной от 8 до 12 мкм.
При эксплуатации в умеренном климате толщина достигает 25 мкм.
В очень жестких условиях, таких как морской климат и агрессивные среды, наносится слой более 25 мкм.
При проведении теста в соляном тумане по стандарту DIN EN ISO 9227 цинковое покрытие показало результат в 120 часов защиты от коррозии.
Рис.1. Оцинкованный болт
Покрытие болтов цинком: основные методы нанесения
Гальваническое цинкование, его еще называют холодным способом, представляет собой нанесение цинкосодержащего состава стандартными методами окрашивания.
Данный способ дает возможность обработать крепеж любого размера, позволяет наносить краску на защищенную поверхность. Толщина полученного слоя составляет около 5- 30 мкм, что не обеспечивает эффективную защиту от коррозии.
Горячее цинкование – погружение предварительно подготовленных болтов в цинк, нагретый до +450 °С. Вследствие этого образуется покрытие толщиной от 40 мкм, обладающее высокими антикоррозионными свойствами.
Недостатком данного способа является неравномерность полученного слоя. Горячее цинкование не применяется к крепежу, имеющему точные допуски, а также если высокие температуры меняют свойства обрабатываемых деталей.
Диффузионное покрытие болтов цинком (шерардизация) представляет собой обработку болтов в цинковом порошке при нагреве до +300-450 °С, или в парах цинка при температуре до +900 °С.
Данный метод позволяет создать покрытие любой толщины от 6 до 110 микрометров. Коррозионная стойкость в несколько раз выше предыдущих способов. Покрытие наносится равномерно и точно повторяет форму детали.
Однако такая процедура требует больших затрат, поэтому используется достаточно редко.
Альтернатива покрытию цинком
Эффективной альтернативой цинковому покрытию является применение антифрикционных твердосмазочных покрытий компании «Моденжи». MODENGY 1011 и MODENGY 1014 изготавливаются на основе политетрафторэтилена.
Рис. 2.Болты с покрытием MODENGY 1014
Преимущества применения покрытия MODENGY 1014 над цинкованием:
- Более высокие антикоррозионные свойства - от 672 часов защиты по результатам теста в соляном тумане по стандарту DIN EN ISO 9227
- Стабилизация коэффициента закручивания
- Широкий диапазон рабочих температур: от -75 до +255 °С
- Химическая стойкость
- Придание деталям эстетичного внешнего вида
- Обеспечение возможности многократной сборки-разборки соединения (цинкование обеспечивает однократное закручивание)
- Противозадирные свойства, защита от прикипания и заедания
- Снижение трения в резьбе
Преимущества и недостатки цинкового покрытия
Преимущества:
- Антикоррозионная и механическая защита деталей
- Низкая стоимость
Недостатки:
- Вред для окружающей среды
- Есть вероятность водородного охрупчивания крепежа, которое проявляется в проникновении водорода в структуру металла, что приводит к его растрескиванию и пористости (исключение – цинкование методом шерердизации)
- Ежегодное разрушение покрытия на несколько микрометров
- Для эффективной защиты деталей необходим толстый слой покрытия, который оказывает значительное влияние на размер детали
- Сложная технология нанесения