Антикоррозионные защитные покрытия крепежа

Крепеж – это неотъемлемая часть любой конструкции, будь то здание, мост, автомобиль или машина. От качества крепежа зависит стабильность и надежность всей конструкции. Однако, при эксплуатации крепеж может подвергаться воздействию различных агрессивных сред, таких как влага, соль, кислоты и т.д., что приводит к коррозии и, как следствие, к ухудшению его свойств.

В статье вы узнаете:

Гальваническое цинкование: суть метода, антикоррозионное покрытие

Горячее цинкование: метод защиты крепежа от коррозии

Термодиффузия крепежа

Цинк-ламельное покрытие крепежа: современный метод антикоррозионной защиты

Кадмирование крепежных изделий

Антикоррозионное покрытие желтый цинк

Никелирование: суть метода

Фосфатирование крепежа

Оксидирование: защитное покрытие метизов

Порошковая покраска крепежа

Сравнительная таблица видов антикоррозионных покрытий крепежных изделий

Для защиты крепежа от коррозии применяются различные методы, одним из которых является нанесение антикоррозионного защитного покрытия. Этот метод позволяет увеличить срок службы крепежа и обеспечить его надежность в различных условиях эксплуатации. Рассмотрим подробно способы антикоррозионных защитных покрытий крепежа:

Гальванический способ антикоррозионной защиты крепежа

Гальваническое цинкование является эффективным методом защиты крепежа от коррозии. В процессе гальванизации детали погружаются в ванну с раствором цинка, и здесь происходит электролиз. Этот процесс приводит к образованию равномерного цинкового покрытия, что предотвращает коррозию на долгое время. Такое покрытие обеспечивает толщину защитного слоя 4-20 мкм., что, конечно, не рассчитано на эксплуатацию таких крепежных изделий в жестоких условиях. Именно поэтому данный вид покрытия ещё принято называть декоративным. 

Преимущества гальванической защиты:

• Равномерность покрытия: гальванический метод обеспечивает равномерное распределение цинка, гарантируя полную защиту на всей поверхности крепежа. 
• Длительный срок службы: Благодаря равномерному и качественному покрытию, крепеж, подвергнутый гальванизации, обладает продолжительным сроком службы, выдерживает внешние воздействия класса С1.
• Эстетический внешний вид: гальваническое покрытие придает крепежу привлекательный внешний вид, яркий блеск металла, что важно при его использовании в декоративных целях.
• Низкая цена и возможность определять толщину покрытия. Данный метод антикоррозионного покрытия крепежа не является дорогостоящим, по этой причине он пользуется большей популярностью.

Недостатки гальванического способа покрытия крепежных изделий:

• Крепеж, выполненный из высокопрочных сталей класса прочности выше 8.8 при гальваническом способе защитного покрытия могут подвергнуться водородному охрупчиванию.
• С точки зрения экологии, гальванический метод является довольно грязным производством.

Горячее цинкование для долговечной защиты

Метод горячего цинкования также является эффективным способом предотвращения коррозии крепежа. В процессе горячего цинкования, крепеж погружается в расплавленный цинк (температура которого составляет около 460 градусов), что приводит к образованию прочного и долговечного слоя. Толщина защитного слоя при горячем цинковании крепежных изделий составляет 40-60 мкм. Таким образом, такой крепеж может выдерживать нагрузки классов С3, С4.

Преимущества горячего цинкования: 

• Высокая стойкость к агрессивным средам: слой цинка, полученный при горячем цинковании, обеспечивает надежную защиту крепежа в условиях повышенной влажности и агрессивной среды.
• Долговечность покрытия: Горячее цинкование создает прочное соединение с основным материалом, обеспечивая долговечность защитного слоя. Такой крепеж прослужит до 50 лет.
• Широкий спектр применения: Горячее цинкование подходит для различных видов крепежа и материалов, что делает его универсальным вариантом. 

Недостатки горячего цинкования крепежных изделий:

• Неравномерность толщины покрытия. Так, наплывы цинка на крепеже могут быть до 1 мм. По этой причине, такой вид защитного покрытия нельзя использовать в крепежных изделиях, требующих особой повышенной точности изготовления, а также нельзя покрывать крепеж меньше М8.
• Визуально крепеж, покрытый методом горячего цинкования не имеет декоративную блестящую глянцевую поверхность, а имеет матовый вид без металлического блеска.

Термодиффузное цинкование (шерардизация)

Термодиффузное цинкование представляет собой процесс, при котором цинк "втягивается" в поверхностный слой крепежа при высоких температурах. Это обеспечивает прочное и надежное соединение цинка с металлическим основанием. Процесс является довольно сложным и дорогостоящим. Покрытие крепежа осуществляется во вращающихся центрифугах с цинковой пылью, которая под действием высокой температуры (290-450 градусов) оседает защитным слоем. Толщина такого покрытия может составить от 6 до 110 мкм.

Преимущества термодиффузного цинкования: 

• Глубокое проникновение цинка: термодиффузное цинкование позволяет цинку проникнуть глубоко в структуру крепежа, обеспечивая эффективную защиту на всех уровнях. Защитная способность такого вида покрытия в несколько раз выше гальванического, и почти сравнима с горячим цинкованием.
• Сохранение механических свойств: этот метод сохраняет механические свойства крепежа, предотвращая их деградацию даже при высоких температурах.
• Применение в труднодоступных местах: благодаря возможности проникновения цинка в труднодоступные участки, этот метод подходит для разнообразных форм крепежа. 
• Высокая адгезия: процесс термодиффузного цинкования позволяет создать ровное, беспористое покрытие, имеющее высокие адгезивные свойства.

Недостатки горячего цинкования крепежных изделий:

• Такой вид защитного покрытия крепежа ограничивается объемами камер для цинкования, и определенными размерными ограничениями крепежных элементов, что говорит о меньшей производительности метода.
• Отсутствие декоративных свойств. Как и у крепежа, покрытого методом горячего цинкования, термодиффузное защитное покрытие лишено металлического блеска и декоративной внешней привлекательности.

Цинк-ламельное покрытие: современные технологии

Современные технологии в области антикоррозионной защиты привели к разработке метода цинк-ламельного покрытия. Этот метод основан на использовании специальных ламелей цинка, которые прикрепляются к поверхности крепежа. При небольшой толщине защитного слоя в 6-12 мкм данный вид покрытия обеспечивает высокую степень антикоррозионной защиты, кроме этого, цинк-ламельное покрытие препятствует охрупчиванию металла под воздействием водорода.

Преимущества цинк-ламельного покрытия:

• Эффективность в агрессивных условиях: цинк-ламельное покрытие показывает отличные результаты в условиях повышенной влажности и агрессивных средах. Кроме этого, по причине того, что скорость окисления алюминия (входящего в состав связующей основы между ламелями цинка) ниже, чем у цинка, то цинк-алюминиевое покрытие в несколько раз устойчивее к коррозии, чем, например, горячеоцинкованное покрытие.
• Высокая стойкость к механическим воздействиям: ламели цинка обеспечивают дополнительную защиту от царапин и других механических повреждений. 
• Эстетический внешний вид: Этот метод защиты обеспечивает не только прочность, но и эстетически приятный внешний вид, что важно для декоративного крепежа.
• Универсальность использования для различных крепежей. Так, цинк-ламельное покрытие можно наносить не только на металл без покрытия, подходят крепежные изделия из разных видов материалов исполнения: оцинкованная сталь, медь, алюминий, нержавеющая сталь, никель и многое другое.

Недостатки цинк-ламельного покрытия:

• Повышенные требований к подготовке поверхности крепежных изделий. Поверхность перед покрытием обезжиривают водно-щелочным раствором (при травлении серой и соляной кислотой в структуру стали проникает водород, что грозит охрупчиванию металла), затем удаляют окалины и ржавчину дробеметной обработкой. Кроме того, после нанесения каждого слоя цинк-ламельного покрытия производится сушка. Это довольно трудоемкий процесс, требующий много времени и усилий.

Кадмирование крепежных изделий

Кадмирование крепежа — это один из эффективных методов обеспечения долговечности и стойкости крепежных изделий в условиях воздействия агрессивных факторов окружающей среды. На крепежное изделие наносится тонкий слой кадмия 10 – 25 мкм. Как правило, сам процесс антикоррозионного кадмиевого покрытия реализуется с помощью вакуумных, электрохимических технологий. Само покрытие является довольно редким, поскольку кадмий является токсичным веществом, запрещенным во многих странах. По свойствам, кадмированное защитное покрытие близко к цинковым. 

Преимущества кадмированного покрытия: 

• Высокая стойкость к коррозии: одним из главных преимуществ кадмирования является его высокая стойкость к коррозии. Кадмий образует защитный слой, который эффективно предотвращает воздействие влаги и агрессивных химических веществ. Крепежные изделия, покрытые кадмием применяются в морской промышленности, судостроении, поскольку обладают высокой стойкостью к жидкостям и атмосфере, содержащим хлориды.
• Эстетический внешний вид покрытия. Кадмиевое покрытие придает крепежу эстетически приятный внешний вид, что важно при использовании в декоративных конструкциях и изделиях.

Недостатки кадмиевого защитного покрытия:

• Меньшая твердость покрытия: в сравнении с некоторыми другими методами антикоррозионной защиты, кадмиевое покрытие может иметь меньшую твердость, что делает его более подверженным царапинам.
• Высокая стоимость: процесс кадмирования отличается более высокой стоимостью по сравнению с некоторыми альтернативными методами защиты крепежных изделий.
• Токсичность кадмия и его неэкологичные свойства.

Антикоррозионное покрытие желтый цинк

Желтое цинкование крепежа — это яркое и эффективное решение для обеспечения надежной защиты от коррозии и придания продуктам эстетического внешнего вида. Метод цинкового покрытия с определенной пассивацией, в случае с желтым цинком, хроматной пассивацией. Толщина защитного конверсионного слоя при данном виде покрытия составляет от 0.5 мкм. Стоит заметить, что у гальванических цинковых покрытий с желтым хроматированием коррозионная стойкость в 2-3 раза выше, чем у гальванических цинковых покрытий без пассивации. 

Преимущества покрытия желтый цинк: 

• Эффективная антикоррозионная защита: желтый цинк обладает высокой стойкостью к коррозии, что делает его идеальным выбором для использования в условиях повышенной влажности и агрессивной среды. Так, при жестких климатических испытаниях, крепеж, покрытый методом желтого цинкования, выдерживает 72 часа до наступления коррозии цинка и ещё 120 часов до наступления коррозии стали.
• Яркое цветовое решение: желтое цинкование придает крепежу характерный солнечный оттенок, делая его привлекательным с эстетической точки зрения.
• Прочность и долговечность: желтый цинк создает прочный слой, который не только защищает от коррозии, но и обеспечивает долговечность и высокую стойкость к механическим воздействиям. Имеет свойство «самозалечивания» после механических повреждений защитной пленки.

Недостатки защитного покрытия желтый цинк:

• Цена в сравнении с обычным цинкованием заметно выше.
• Процесс желтого цинкования может быть более затратным по сравнению с традиционными методами цинкования, что следует учитывать при выборе метода защиты.

Никелирование крепежных изделий

Никелирование крепежа — это изысканный метод антикоррозионной защиты, который придает не только надежную защиту от воздействия внешних факторов, но и элегантный внешний вид. Толщина защитного никелевого покрытия составляет 1-50 мкм. Никелированию, как правило, подвергаются крепежные элементы, изготовленные из стали и сплавов на основе алюминия, железа, меди. По отношению к стали никелевое покрытие является катодным, поэтому защищает крепежные изделия зачастую от механических повреждений, а не от коррозии. 

Преимущества никелированного покрытия крепежа:

• Металлическая элегантность: никелированное покрытие создает блестящую, металлическую поверхность, что придает крепежу элегантный и стильный внешний вид. (хотя со временем тускнеет).
• Улучшает механические свойства крепежных изделий: болты, винты, гайки и прочие крепежные изделия, менее подвержены механическим воздействиям. Высокий уровень износостойкости никеля.

Недостатки никелированного защитного покрытия:

Фосфатирование крепежных изделий

Фосфатирование крепежа — это эффективный метод антикоррозионной защиты, который обеспечивает не только стойкость к воздействию внешних факторов, но и улучшение многих механических свойств изделий. Процесс обработки стали в растворах фосфорнокислых солей щелочных металлов и аммония. Обычно толщина защитного слоя составляет 2 – 15 мкм. Такой защитный слой устойчив к воздействию керосина, смазочных масел, но разрушается под действием щелочей и кислот. Именно поэтому такой вид покрытия используется как грунт под покраску крепежа. 

Преимущества фосфатирования крепежа:

• Защита от коррозии: фосфатирование создает прочный барьер, предотвращая проникновение влаги и химических веществ, что делает крепеж стойким к коррозии.
• Повышенная адгезия красок и покрытий: фосфатированная поверхность улучшает сцепление с краской, лаками или другими покрытиями, повышая их эффективность, имеет высокую маслоемкость.
• Укрепление и защита от износа: фосфатирование улучшает механические свойства крепежных изделий, увеличивая их стойкость к истиранию и уменьшая риск повреждений. 

Недостатки фосфатированного защитного покрытия:

• Процесс фосфатирования требует тщательной подготовки поверхности перед нанесением покрытия, что может увеличить время производства.
• Защитный слой разрушается под действием щелочей и кислот.

Оксидирование – защитное покрытие крепежа

По своей сути оксидирование (воронение) подразумевает процесс создания на поверхности крепежного изделия оксидной защитной пленки, состоящей из оксидов покрываемого материала. Так, в случае с оксидированием стали и чугуна на поверхности крепежа образуется темная пленка оксида железа толщиной в несколько мкм. По своим свойствам оксидное покрытие похоже на фосфатирование. По своим антикоррозионным свойствам оксидированный и фосфатированный крепеж может использоваться только в легких условиях эксплуатации, при этом крепеж должен быть подвергнут промасливанию и гидрофиброзированию.

Преимущества оксидирования крепежа:

• Улучшение прочности и антикоррозионной защиты: образование оксидного слоя укрепляет металлическую поверхность, повышая ее прочность и стойкость к механическим воздействиям, а промасленный крепеж обладает антикоррозионными свойствами.

Недостатки оксидированного защитного покрытия:

• Толщина покрытия: в зависимости от условий процесса, толщина оксидного слоя может варьироваться, что влияет на его защитные свойства.

Порошковая покраска крепежных изделий

Окрашивание крепежа — это не только метод придания изделиям эстетического вида, но и эффективный способ защиты от коррозии.

Можно сказать, что почти все крепежные изделия могут быт окрашены распространенными красками. Среди самых популярных предоставляемых к покраске крепежных изделий являются кровельные саморезы. Для их окрашивания используют порошковые краски по каталогу цветовых оттенков RAL.

Преимущества окраски крепежных изделий:

• Покраска крепежа придает изделиям декоративный вид и стойкость к коррозии
• Увеличивается срок эксплуатации крепежа
• Отсутствие «заливания краски» в сложные шлицы и шестигранники
• Широкая цветовая палитра RAL

Сравнительная таблица видов защитных антикоррозионных покрытий

Выбор метода антикоррозионной защиты крепежа зависит от конкретных условий эксплуатации и требований к долговечности. Каждый из описанных методов имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Поэтому следует отталкиваться от конкретных целей и задач, которые будут стоять перед необходимым видом покрытия крепежных изделий.

Компания Оникс предлагает услуги по защитному покрытию и покраске крепежных изделий, придающих крепежу не только эстетический внешний вид, но и надежность вашим проектам. Наши менеджеры всегда с радостью проконсультируют вас по возникшим вопросам и помогут быстро оформить заказ.