• Главная
• Статьи
• Шайбы
• Покрытие шайб слоем цинка для защиты от коррозии

Покрытие шайб слоем цинка для защиты от коррозии

Цинковое покрытие обеспечивает защиту шайб, произведенных из черных сплавов, поскольку электродный потенциал элемента Zn более отрицателен, чем у элемента Fе. При контакте этих металлов в условиях присутствия влаги образуется гальваническая пара. Цинк, выполняя в ней функцию анода, электрохимически защищает железо от негативного воздействия коррозии. Такой способностью обладает покрытие даже относительно небольшой толщины. Оно не теряет это свойство при наличии поврежденных участков и пор. Обусловлено данное явление особенностями микрогальванической пары Zn-Fе. Растворение защитного слоя сопровождается образованием продуктов коррозионного разрушения цинка, а железо сохраняет свою целостность.

Требования

Отечественные меткомбинаты при производстве шайб оцинкованных руководствуются положениями ГОСТа P 9.301-86. Этот нормативный документ устанавливает ряд требований, соблюдение которых обеспечит требуемое качество изготовленных метизов. Рассмотрим основные из них коротко.

Требования к поверхности базового металла

В тексте Государственного стандарта за номером P 9.301, принятого в 1986 году имеется один интересный момент, касающийся шероховатости поверхности подлежащей оцинкованию шайбы. Хотя конкретные значения этой характеристики здесь указаны, их применение избирательно. В частности, необходимость в доведении уровня шероховатости поверхностей:

• внутренних, относящихся к категории нерабочих;

• труднодоступных для обработки стандартным инструментарием;

• среза шайб, полученных штамповкой, толщина которых не превышает 4,0 мм;

до установленных ГОСТом P 9.301-86 величин должна быть прописана в проектной документации. То есть, фактически, соблюдать их необязательно.

Касательно требуемой данным стандартом степени шероховатости поверхности, цифры выглядят так:

• под покрытия декоративно-защитного функционала – R_z = 40 (R_a = 10);

• под покрытия только защитного типа – R_z = 10 (R_a = 2,5).

Совокупностью литер R_z обозначена сумма усредненных абсолютных величин параметров:

• «высота» пяти самых значительных выступов на поверхности;

• «глубина» пяти самых крупных впадин на поверхности,

входящих в пределы базовой длины.

Буквы R_a обозначают среднее арифметическое абсолютных величин отклонений сечения в тех же пределах. Этот параметр предпочтительней.

Кромки шайб и углы меньшие 90° (то есть, подпадающие под определение «острые») необходимо скруглять радиусом r≥0,3 мм.

Поверхности шайб должны быть свободны от:

• острых выступов, напоминающих гребни – заусенцев;

• вкраплений высокотемпературных оксидов металлов, вдавленных во время горячей прокатки – закатанных окалин;

• отделений слоев на кромках шайб, возникших по причине наличия в толще металла внутренних дефектов – расслоений;

• разрывов металла, направленных под прямым углом вглубь – трещин;

• открытых/закрытых полостей, причина появления которых – усадка металла в ходе его затвердевания – раковин;

• полостей округлой конфигурации – пор;

• других явных повреждений.

Требования, выдвигаемые к покрытию

Нормы ГОСТа P 9.301-86 устанавливают ряд требований к внешнему виду защитного цинкового слоя. Ниже представлены лишь основные.

Не выводят оцинкованные шайбы в категорию брака имеющиеся на их поверхностях следующие дефекты:

• волнистость незначительной степени, которая выявилась после процедуры травления;

• пятна либо полосы светлого или темного оттенка, расположенные в отверстиях, труднодоступных для проведения зачистки. Здесь речь идет о шайбах с очень небольшим внутренним и наружным диаметрами (обозначение d₁и d₂ соответственно) и малой толщиной (обозначение s). Напоминаем, в ГОСТе 11371-86, регламентирующем производство плоских шайб, содержатся такие цифры: d₁min= 1,1 мм для изделий точности класса «А» и d₁min=1,2 мм для таких метизов произведенных с точностью класса «С»; d₂ min=3,5 мм; s min=0,3 мм.

Последние две цифры актуальны для шайб плоских любой точности;

Что же касается других популярных подобных изделий – шайб плоских увеличенных –, то ГОСТом 6958-78 утверждены следующие значения их диаметров и толщин: d₁min= 1,1 мм для изделий точности класса «А» и d₁min=1,2 мм для шайб увеличенных, произведенных с точностью класса «С»; d₂ min=4,0 мм; s min=0,3 мм;

Продолжим разговор о дефектах, не выводящих оцинкованные шайбы в категорию брака. Это:

• не однотонная цветовая гамма и неравномерный блеск поверхности;

• следы от растворов фосфатов и хроматов, не содержащие солей;

• неглубокие риски и блестящие точки, сформировавшиеся от соударения изделий в барабанах на этапе нанесения покрытия, а также от прикосновения к поверхности шайб измерительных приспособлений;

Требования, предъявляемые к толщине и цвету защитного слоя

Положения ГОСТа P 9.301-86 не относят к браковочному признаку превышение стандартизованной толщины покрытия при условии, что этот фактор не оказывает никакого влияния на качество сборки и эксплуатационные характеристики изделия. Кроме того, можно выделить такие моменты:

• у шайб с внутренним отверстием d₁≤6,0 мм толщина цинкового покрытия на его стенках не нормируется. Более того! Допускается даже отсутствие там защитного слоя, если в проектной документации такое требование специально не оговорено;

• сцепление покрытия с базовым металлом должно быть прочным;

• цинковый защитный слой должен быть: серо-серебристого цвета с голубым отливом либо светло-серого колера.

Технологии покрытия шайб цинком

Покрытие шайб защитным слоем осуществляется несколькими методами. Рассмотрим их коротко.

Горячее оцинкование

Начальный этап данной технологии – очистка поверхности изделий от имеющихся на ней загрязнений. Затем шайбы подвергаются флюсованию с последующей сушкой. После этого их помещают в перфорированную емкость, которую погружают в ванну с расплавом цинка. Там этой емкости придают вращательное движение для лучшего смачивания поверхности шайб жидким элементом Zn. Приблизительная продолжительность пребывания изделий в цинковом расплаве – от 5 до 10 минут.

На следующем этапе емкость перемещается в барабан центрифуги. За счет центробежной силы, возникающей при его вращении со скоростью V=400 об/мин…600 об/мин, с поверхности деталей удаляется излишний цинк. Завершающая стадия – охлаждение в ванне с водой.

Гальваническое оцинкование

Термодиффузионное оцинкование

Регламентируют технологию термодиффузионного оцинкования положения ГОСТа P 9.316-2006. Данный метод предусматривает использование мелкодисперсного порошка металла Zn. Он высыпается в технологический контейнер, после чего туда же поступают подлежащие обработке шайбы. Затем этот контейнер перемещается в печь, где ему придается вращательное движение.

Под воздействием высокой температуры (400℃≤Т≤500℃) поверхности метизов в порошковой среде насыщаются цинком. В результате образуется диффузный промежуточный слой, структура которого формируется за счет проникновения элемента Zn в элемент Fе. После извлечения деталей из контейнера они очищаются от остатков порошка, и их поверхность подвергается пассивации. В итоге получается защитное покрытие с отличными адгезивными свойствами. Весь описанный технологический цикл более детально представлен на рисунке.

Отличия способов оцинкования шайб

Сфера использования оцинкованных шайб в определенной степени оказывает влияние на выбор подходящей технологии. В целом, у этих методов имеются отличия по многим параметрам. Иже представлены лишь наиболее значимые.

• Толщина формируемого покрытия. Для крупногабаритных металлических конструкций работает только один подход – чем этот показатель защитного слоя больше, тем, конечно же, лучше. А для шайб, относящихся к категории мелких деталей, актуальна технология, предоставляющая возможность осуществлять контроль толщины покрытия.  В этом плане наиболее подходит гальванический метод нанесения металла Zn. Регулировка толщины осуществляется временем, отведенным на выполнение данной процедуры, и силой тока. А вот горячая оцинковка не позволяет контролировать этот параметр с высокой степенью точности.

• Равномерность толщины защитного слоя. Здесь подход идентичен предыдущему варианту: с уменьшением детали требования к оцинковке повышаются. Например, мачте для телеантенны на крыше загородного дома, по большому счету, степень ее укрытия цинковым слоем безразлична. Но для шайб с очень малыми отверстиями, к точности размеров которых предъявляются повышенные требования, равномерность толщины покрытия – весьма значимая характеристика. В данном случае наиболее подходят гальваническая и термодиффузионная технологии.

• Прочность сцепления защитного слоя с базовым металлом. Данный параметр важен для шайб, подвергающихся в ходе эксплуатации повышенным импульсным нагрузкам.  Высокую прочность удержания покрытия обеспечивают термодиффузионная и горячая оцинковка, за счет соединения металла основы и защитного слоя на молекулярном уровне.

Заключение

Степень устойчивости покрытия трудно поддается выяснению при эксплуатации в обычных/нормальных условиях. Но существуют стандартизованные способы тестирования этой характеристики защитного слоя. Наиболее распространенный – испытание устойчивости к коррозии в камере с нейтральным соляным туманом, представляющим собой распыленный 5-процентный раствор вещества с формулой NаСl. Результаты тестирования отображают в часах, на протяжении которых у шайб не появлялись признаки поражения ржавчиной. Время испытания ограничено тысячью часами. Но существуют также временные промежуточные точки. Первая - 150 часов, а последняя – 900 часов с интервалом в 150 часов. Когда они наступят, шайбы будут извлечены из камеры и подвержены визуальному изучению на степень разрушения. Также проводятся замеры толщины и высоты отслоений и прочих обнаруженных повреждений. Полученные сведения подлежат обязательной фиксации в специальном журнале. Таково требование стандарта ISО 4628-8-2013.

Товары каталога:

	Гровер DIN 127
	Гровер DIN 7980
	Гровер ГОСТ 6402, DIN 7980 горячий цинк
	Шайба кровельная с EPDM-прокладкой
	Шайба нержавейка А2 ГОСТ 11371-78, DIN 125