La scelta del trattamento superficiale è un problema che ogni progettista si trova ad affrontare. Sono disponibili numerose tipologie di trattamento superficiale e un progettista di alto livello dovrebbe non solo considerare l'economicità e la praticità del progetto, ma anche prestare attenzione al processo di assemblaggio e persino ai requisiti ambientali. Di seguito è riportata una breve introduzione ad alcuni rivestimenti comunemente utilizzati per gli elementi di fissaggio, basati sui principi sopra descritti, a scopo di riferimento per gli operatori del settore.
1. Zincatura elettrolitica
Lo zinco è il rivestimento più comunemente utilizzato per gli elementi di fissaggio commerciali. Il prezzo è relativamente basso e l'aspetto è gradevole. I colori più comuni includono il nero e il verde militare. Tuttavia, le sue prestazioni anticorrosive sono nella media e le più basse tra gli strati di zincatura (rivestimento). Generalmente, il test in nebbia salina neutra dell'acciaio zincato viene eseguito entro 72 ore e vengono utilizzati anche speciali agenti sigillanti per garantire che il test duri più di 200 ore. Tuttavia, il prezzo è elevato, 5-8 volte superiore a quello dell'acciaio zincato comune.
Il processo di zincatura elettrolitica è soggetto a fragilità da idrogeno, pertanto i bulloni di grado superiore a 10.9 generalmente non vengono trattati con zincatura. Sebbene l'idrogeno possa essere rimosso utilizzando un forno dopo la galvanizzazione, il film di passivazione verrà danneggiato a temperature superiori a 60 °C, pertanto la rimozione dell'idrogeno deve essere eseguita dopo la galvanizzazione e prima della passivazione. Questa procedura presenta scarsa operatività e costi di lavorazione elevati. In realtà, gli impianti di produzione generali non rimuovono attivamente l'idrogeno, a meno che non sia richiesto da specifici clienti.
La coerenza tra coppia e forza di pre-serraggio degli elementi di fissaggio zincati è scarsa e instabile, e generalmente non vengono utilizzati per il collegamento di componenti importanti. Per migliorare la coerenza del precarico di coppia, è possibile utilizzare anche il metodo di rivestimento con sostanze lubrificanti dopo la placcatura, per migliorare e ottimizzare la coerenza del precarico di coppia.
2. Fosfatazione
Un principio di base è che la fosfatazione è relativamente più economica della zincatura, ma la sua resistenza alla corrosione è inferiore rispetto alla zincatura. Dopo la fosfatazione, è necessario applicare un olio, la cui resistenza alla corrosione è strettamente correlata alle prestazioni dell'olio applicato. Ad esempio, dopo la fosfatazione, si consiglia di applicare un olio antiruggine generico e di effettuare un test in nebbia salina neutra per sole 10-20 ore. L'applicazione di un olio antiruggine di alta qualità può richiedere fino a 72-96 ore. Tuttavia, il suo prezzo è 2-3 volte superiore a quello dell'olio fosfatante generico.
Esistono due tipi di fosfatazione comunemente utilizzati per gli elementi di fissaggio: la fosfatazione a base di zinco e la fosfatazione a base di manganese. La fosfatazione a base di zinco offre migliori prestazioni di lubrificazione rispetto alla fosfatazione a base di manganese, mentre la fosfatazione a base di manganese offre una migliore resistenza alla corrosione e all'usura rispetto alla zincatura. Può essere utilizzata a temperature comprese tra 107 e 204 °C (225 e 400 °F). In particolare, è indicata per il collegamento di alcuni componenti importanti, come bulloni e dadi delle bielle del motore, testata, cuscinetto di banco, bulloni del volano, bulloni e dadi delle ruote, ecc.
I bulloni ad alta resistenza sono sottoposti a fosfatazione, che può anche evitare problemi di fragilità da idrogeno. Pertanto, i bulloni di grado superiore a 10.9 utilizzati in ambito industriale utilizzano generalmente un trattamento superficiale di fosfatazione.
3. Ossidazione (annerimento)
L'annerimento con oliatura è un rivestimento diffuso per i dispositivi di fissaggio industriali perché è il più economico e ha un bell'aspetto prima del consumo di carburante. A causa dell'annerimento, non ha quasi nessuna capacità antiruggine, quindi si arrugginisce rapidamente senza olio. Anche in presenza di olio, il test della nebbia salina può durare solo 3-5 ore.
4. Partizione galvanica
La cadmiatura presenta un'eccellente resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti atmosferici marini, rispetto ad altri trattamenti superficiali. Il costo del trattamento dei liquidi di scarto nel processo di galvanoplastica al cadmio è elevato e il suo prezzo è circa 15-20 volte superiore a quello della galvanoplastica allo zinco. Pertanto, non viene utilizzata in settori industriali generali, ma solo in ambienti specifici. Elementi di fissaggio utilizzati per piattaforme di perforazione petrolifera e velivoli HNA.
5. Cromatura
Il rivestimento in cromo è molto stabile nell'atmosfera, non cambia colore e non perde lucentezza facilmente, e presenta un'elevata durezza e una buona resistenza all'usura. L'uso della cromatura sugli elementi di fissaggio è generalmente utilizzato per scopi decorativi. È raramente utilizzato in settori industriali con elevati requisiti di resistenza alla corrosione, poiché gli elementi di fissaggio cromati di buona qualità sono costosi quanto l'acciaio inossidabile. Solo quando la resistenza dell'acciaio inossidabile non è sufficiente, vengono utilizzati elementi di fissaggio cromati.
Per prevenire la corrosione, rame e nichel dovrebbero essere placcati prima della cromatura. Il rivestimento in cromo può resistere a temperature elevate, fino a 650 °C. Tuttavia, esiste anche un problema di fragilità da idrogeno, simile a quello della zincatura elettrolitica.
6. Nichelatura
Utilizzato principalmente in aree che richiedono sia protezione anticorrosione che buona conduttività. Ad esempio, i terminali di uscita delle batterie dei veicoli.
7. Zincatura a caldo
La zincatura a caldo è un rivestimento per diffusione termica di zinco riscaldato fino a raggiungere uno stato liquido. Lo spessore del rivestimento è compreso tra 15 e 100 μm. Non è facile da controllare, ma ha una buona resistenza alla corrosione ed è spesso utilizzata in ingegneria. Durante il processo di zincatura a caldo, si verifica un forte inquinamento, tra cui scarti e vapori di zinco.
A causa dello spessore del rivestimento, ha causato difficoltà nell'avvitamento di filettature interne ed esterne negli elementi di fissaggio. A causa della temperatura del processo di zincatura a caldo, non può essere utilizzato per elementi di fissaggio di grado superiore a 10.9 (340~500 ℃).
8. Infiltrazione di zinco
L'infiltrazione di zinco è un rivestimento solido metallurgico a diffusione termica di polvere di zinco. La sua uniformità è buona e si può ottenere uno strato uniforme sia nelle filettature che nei fori ciechi. Lo spessore del rivestimento è di 10-110 μm. L'errore può essere controllato al 10%. La sua forza di adesione e le prestazioni anticorrosive con il substrato sono le migliori tra i rivestimenti di zinco (come l'elettrozincatura, la zincatura a caldo e il Dacromet). Il suo processo di lavorazione è privo di inquinamento e il più ecologico.
9. Dacromet
Non presenta problemi di fragilità da idrogeno e le prestazioni di costanza del precarico di coppia sono molto buone. Senza considerare il cromo e le problematiche ambientali, il Dacromet è in realtà il più adatto per elementi di fissaggio ad alta resistenza con elevati requisiti anticorrosione.
Data di pubblicazione: 19-05-2023
