Introducción de tecnología anticorrosión de uso común para sujetadores

 Sujetadores son las partes más comunes de equipos mecánicos utilizados para sujetar conexiones. Todos se utilizan en entornos específicos y la interacción a largo plazo entre los sujetadores y el medio ambiente siempre provocará cambios en su estado y rendimiento. El cambio, es decir, la corrosión, es una de las principales formas de falla de los sujetadores. La corrosión leve de los sujetadores afectará la capacidad de desmontaje y la instalación repetida de roscas, y la corrosión severa dañará la resistencia de la conexión entre los componentes e incluso provocará fallas repentinas en las piezas de trabajo, lo que provocará accidentes catastróficos. Por lo tanto, la protección contra la corrosión de los sujetadores siempre ha sido una gran preocupación para todos. tema de.
Tecnología anticorrosión comúnmente utilizada para sujetadores

Tecnología anticorrosión comúnmente utilizada para sujetadores El tratamiento anticorrosión de los sujetadores generalmente forma una capa de cobertura o una capa anticorrosión en la superficie de la pieza de trabajo mediante un método determinado para evitar la influencia del entorno externo en el sujetador mismo y lograr el efecto de la resistencia a la corrosión. Hay cuatro tecnologías anticorrosivas principales para sujetadores: tecnología de tratamiento de capa de película, tecnología de recubrimiento de metal, tecnología de recubrimiento y cambio de la estructura interna del metal (como el acero inoxidable).
1. Tecnología de tratamiento de películas.

La tecnología de tratamiento de película se refiere principalmente al proceso de formación de una película de conversión química (electroquímica) estable en la superficie del metal mediante métodos químicos o electroquímicos. Por ejemplo, en los vehículos ferroviarios urbanos, el tratamiento de la capa de película de sus sujetadores es principalmente un tratamiento negro/azul y un tratamiento de fosfatado.
1.1, negro y azul

En una solución alcalina concentrada que contiene un oxidante, después de un cierto período de tratamiento a aproximadamente 140C, el proceso de formación de una película de óxido químico en la superficie de la pieza de acero (compuesto principalmente de Fe, O,).
Características técnicas del tratamiento de ennegrecimiento/azulado:
1) El espesor de la película es 0.5-1.5 μm.
2) La prueba de niebla salina neutra (NSS) es generalmente solo de 2 a 5 horas. En este momento, la capa de película de óxido se ha roto e incluso aparecerá una gran cantidad de óxido, como se muestra en la Figura 1.

3) Baja susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno, se puede utilizar como pernos de alta resistencia.
4) Como sujetador, la consistencia de la fuerza de torsión y preapriete es deficiente.
5) El color es más brillante y el efecto decorativo es mejor.
6) Bajo costo.
1.2. Tratamiento de fosfatación

El proceso de sumergir piezas de acero en una solución que contiene manganeso, ácido fosfórico, fosfato y otros reactivos para formar una capa de película de conversión de fosfato que es insoluble en agua sobre la superficie del metal se llama tratamiento de fosfatado. Características técnicas del tratamiento de fosfatado.
1) La capa de película está firmemente unida al sustrato (1-50 μm de espesor).
2) NSS puede alcanzar 10 ~ 20 horas, incluso 72 horas.
3) Mala resistencia mecánica y calidad frágil.
4) Como sujetador, su consistencia par-precarga es muy buena.
5) El color es gris claro y otros colores oscuros, y el efecto decorativo es deficiente.
6) La susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno es baja, por lo que puede usarse como pernos de alta resistencia.
7) El costo es menor.
2. Tecnología de recubrimiento de metales

La tecnología de recubrimiento de metales es principalmente un proceso de tratamiento de superficies que utiliza la tecnología de recubrimiento para formar una fina capa de metal en la superficie de los materiales metálicos para dotar a los materiales metálicos de propiedades decorativas o protectoras. En los vehículos ferroviarios urbanos, la tecnología de recubrimiento metálico de los sujetadores es principalmente galvanizado y otros recubrimientos metálicos especiales (cromado, niquelado, cadmio, plateado, etc.).
2.1 Galvanizado

El zinc y el hierro pueden disolverse entre sí, y su potencial de electrodo estándar es -0.76 V. Para el sustrato de acero, el recubrimiento de zinc es un recubrimiento anódico, que puede proteger mejor el sustrato de acero. Por lo tanto, la tecnología de galvanizado se usa ampliamente en sujetadores. Hay tres métodos de galvanizado comúnmente utilizados: galvanizado en caliente, electrogalvanizado y galvanizado mecánico.
2.1.1 Galvanizado en caliente
El galvanizado en caliente significa que las piezas de acero se sumergen en zinc líquido fundido, de modo que se producen una serie de reacciones físicas y químicas en la superficie de la pieza de trabajo, formando así una capa de metal galvanizado. El espesor del recubrimiento del galvanizado en caliente es muy grueso (hasta 30-60 μm) y su resistencia a la corrosión es muy buena. Se utiliza ampliamente en piezas de acero que se utilizan al aire libre durante mucho tiempo (como torres de televisión, barandas de carreteras, etc.). Para sujetadores, el galvanizado por inmersión en caliente es generalmente adecuado para pernos de M6 y superiores, pero no se puede usar para sujetadores de alta resistencia, principalmente porque la temperatura de operación del proceso de galvanizado por inmersión en caliente es muy alta (400C~ 500C), es fácil de templar y ablandar sujetadores de alta resistencia.
2.1.2 Galvanizado
El electrogalvanizado utiliza la electrólisis para formar una capa galvanizada uniforme, densa y bien adherida a la superficie de las piezas de acero. El espesor de la capa de zinc de electro-galvanización es relativamente delgado (5~30 μm), y su resistencia a la corrosión es la peor en el tratamiento anticorrosión galvanizado. ampliamente utilizado en aplicaciones. Dado que el electrogalvanizado tiene una alta susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno y es difícil de deshidrogenar por completo (la superficie de la capa electrogalvanizada se despegará o se caerá por encima de los 100 °C), por lo que el electrogalvanizado no se puede usar para sujetadores de alta resistencia.
2.1.3 Galvanizado mecánico
El galvanizado mecánico se refiere al proceso de tratamiento superficial de las piezas de hierro y acero utilizando un medio de impacto para impactar la superficie de las piezas de acero bajo la acción de sustancias químicas como polvo de zinc, dispersante y acelerador para formar una capa galvanizada. El espesor de la capa galvanizada mecánica es generalmente 5-50 μm, la superficie del recubrimiento es densa y uniforme, el efecto decorativo es bueno y la resistencia a la corrosión es excelente; y el recubrimiento no tiene las deficiencias de la galvanización por inmersión en caliente y la electrogalvanización, como el revenido a alta temperatura y la fragilización por hidrógeno. Un proceso de tratamiento de superficies especialmente adecuado para la protección contra la corrosión de elementos de fijación.
2.2. Otros revestimientos metálicos

2.2.1 Cromado
El cromo como recubrimiento de metal tiene las características de fuerte adherencia, buena resistencia al desgaste, excelente efecto decorativo y alta resistencia al calor (puede usarse normalmente por debajo de 500C), por lo que el recubrimiento de cromo se usa como recubrimiento de metal para sujetadores. muy ideal
El cromado tiene principalmente las siguientes desventajas:
1) El proceso es complicado, el níquel o el cobre deben recubrirse antes del cromado.
2) Caro.
3) El cromado es duro, quebradizo y fácil de caer.
2.2.2 Niquelado
Como recubrimiento de metal, el níquel tiene buena conductividad eléctrica, alta dureza, buen efecto decorativo y buena resistencia al calor (se puede usar normalmente por debajo de 600C), por lo que es ideal usar el niquelado para los sujetadores.
El niquelado tiene principalmente las siguientes desventajas:
1) El proceso es complicado y el cobre debe recubrirse antes del cromado.
2) El recubrimiento de níquel es poroso y la corrosión del sustrato se acelerará cuando el recubrimiento sea delgado.
3) Caro.
2.2.3 Cadmiado
Como recubrimiento de metal, el cadmio es un recubrimiento anódico, que tiene una fuerte resistencia a la corrosión por ácido clorhídrico, baja fragilización por hidrógeno y buenos efectos decorativos. Es especialmente adecuado para sujetadores utilizados en entornos marinos (como firmware rápido).
El revestimiento de cadmio tiene principalmente las siguientes desventajas:
① La contaminación ambiental es alta y el gas y las sales de cadmio solubles que se producen cuando se funde el cadmio son venenosas.
②El precio es caro.
2.2.4 Chapado en plata
Como recubrimiento de metal, la plata tiene una excelente conductividad eléctrica, excelentes propiedades reflectantes, buena lubricidad y excelente resistencia al calor (puede usarse normalmente por debajo de 870C), por lo que el enchapado en plata se usa ampliamente en los campos de la electrónica, componentes de alta frecuencia, etc. (como pernos conductores del generador, terminales de salida de la batería del vehículo).
El baño de plata tiene principalmente las siguientes desventajas:
① El proceso es complicado y el cobre debe recubrirse antes que el plateado.
②El precio es muy caro.
2.2.5 Níquel galvanizado
El revestimiento compuesto de zinc-níquel es un nuevo tipo de revestimiento de aleación de metal desarrollado en el proceso de tratamiento superficial de galvanizado, que tiene muchas ventajas.
1) NSS hasta 500 - 1500 horas.
2) El potencial de electrodo del recubrimiento está entre Fe y Zn, lo cual es más adecuado para el montaje de piezas de aluminio.
3) La dureza del recubrimiento es alta y el efecto decorativo es muy bueno.
4) Casi no hay fragilización por hidrógeno y se puede usar para sujetadores de alta resistencia.
5) Buena resistencia al calor (se puede usar normalmente por debajo de 8009C).
La principal desventaja del recubrimiento de zinc-níquel actual es el precio más alto (alrededor de 6 veces el del recubrimiento de zinc), pero su excelente rendimiento integral ha sido reconocido cada vez más por la gente.
3. Tecnología de recubrimiento

La tecnología de recubrimiento se refiere a la aplicación de recubrimientos específicos en la superficie de los objetos con ciertos equipos y métodos para formar una película densa, continua y uniforme en la superficie, que luego se seca y cura mediante métodos naturales o artificiales para formar propiedades protectoras o decorativas. Una tecnología de tratamiento de superficies para recubrimientos funcionales.
En sujetadores, la tecnología de recubrimiento más utilizada es la tecnología de recubrimiento de zinc-cromo, que es un tipo de recubrimiento formado en la superficie de las piezas de acero al recubrir las piezas de acero con revestimientos de zinc-cromo y hornearlas en un circuito completamente cerrado. Capa, también llamada tratamiento dacromet, que tiene las siguientes excelentes características.
1) NSS puede alcanzar 500 ~ 1000 horas.
2) Buena permeabilidad.
3) Sin susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno.
4) La contaminación ambiental es baja.
5) Como sujetador, su consistencia par-precarga es muy buena.
6) El precio es moderado (alrededor del doble que el galvanizado).
El tratamiento con Dacromet tiene principalmente las siguientes desventajas:
1) Mala resistencia al desgaste (la dureza es de solo 1 H).
2) El color es único (solo blanco plateado y gris plateado) y el efecto decorativo es deficiente.
3) Mala conductividad, no apto para piezas con conexiones conductoras.
4. Cambiar la forma organizativa del acero

4.1 Cambios en la composición (como el acero inoxidable)

El acero inoxidable es la abreviatura de acero inoxidable resistente al ácido, que tiene una excelente resistencia a la corrosión y un buen efecto decorativo, y se usa ampliamente en varios campos. En general, se cree que el mecanismo de resistencia a la corrosión del acero inoxidable es principalmente el siguiente.
1) Cuando el contenido de Cr excede el 13 por ciento, el potencial de electrodo del acero aumentará del potencial de electrodo negativo al potencial de electrodo positivo, haciendo que la matriz de acero sea "inerte";
2) El Cr formará una densa película de pasivación rica en Cr sobre la superficie del acero, protegiendo así aún más el sustrato.
3) El acero inoxidable se divide en: acero martensítico, acero ferrítico, acero austenítico, acero inoxidable austenítico-ferrítico, etc., entre los cuales el acero inoxidable austenítico tiene la mejor resistencia a la corrosión, como el acero inoxidable A2, A4.
El acero inoxidable tiene principalmente las siguientes deficiencias: ①El límite elástico es muy bajo (generalmente no más de 300 MPa), lo que no es adecuado para la conexión de piezas estructurales importantes.
②Es propenso a la incautación de hilos. Cuando se aprietan los pernos de acero inoxidable, es fácil dañar la superficie de la rosca. En este momento, producirá espontáneamente una capa de óxido, que intensificará la adherencia y el bloqueo de los pernos.
③ propenso a la corrosión intergranular. El C y el Cr en el acero inoxidable formarán compuestos a cierta temperatura, especialmente cerca del límite de grano, lo que provocará un "área pobre en Cr" en el límite de grano, lo que provocará corrosión en el límite de grano.
④ Baja resistencia a la corrosión del medio CI (excepto acero inoxidable A4).
⑤ El precio es más alto (alrededor de 4 veces el de Dacromet).
4.2 Cambios en el estado del tratamiento térmico

Los materiales de hierro y acero son principalmente estructuras multifásicas (las fases secundarias, como las impurezas, los carburos y los compuestos intermetálicos, suelen existir en el acero como cátodos y en la matriz de Fe como ánodos). Existe una diferencia de potencial entre las fases en la estructura multifásica, formando una microbatería de corrosión. La segunda fase puede ser una fase de pasivación anódica o una fase de disolución catódica, las cuales afectarán la resistencia a la corrosión de la matriz.
Como el acero inoxidable, debe tener mucho cuidado al soldar y tratar el calor. Después de que el acero inoxidable se somete a un tratamiento de solución a alta temperatura, se calienta entre 400C y 850C y se forma una gran cantidad de CrsC. y Cr, C; El carburo se precipitará a lo largo del límite de grano, de modo que se formará una región pobre en cromo cerca del límite de grano. El carburo actúa como el cátodo de la celda de corrosión, y la región pobre en cromo actúa como el ánodo de la celda de corrosión, lo que conduce a la corrosión del límite de grano y su resistencia a la corrosión se reduce considerablemente.