Analiza cuprinzătoare a tehnologiei de înnegrire a elementelor de fixare: principii și aplicații ale diferitelor procese de înnegrire

În domeniul producției industriale, în special pentru elementele de fixare din oțel de înaltă-rezistență, cum ar fi șuruburi cu șuruburi cu cap hexagonal cu flanșă, șuruburi cu cap hexagonal cu șaibe și diverse elemente de fixare cu cap hexagonal cu șaibe încorporate-, înnegrirea suprafeței este un proces comun și economic de prevenire a ruginii și de decor.

Înnegrirea (cunoscută și ca tratament de albăstruire sau oxidare) implică o reacție chimică pentru a crea o peliculă densă de oxid negru sau albăstrui-negru pe suprafața oțelului, îmbunătățind rezistența la coroziune, estetica și performanța de asamblare a metalului. Pe baza diferitelor temperaturi și principii de reacție chimică, procesele de înnegrire sunt împărțite în principal în trei tipuri: înnegrire alcalină la temperatură înaltă-, înnegrire la temperatura camerei- și înnegrire la căldură reziduală.

Înnegrirea-alcalină la temperatură înaltă este o metodă tradițională și matură pentru tratarea suprafeței oțelului. Principiul este că, într-o soluție alcalină puternică care conține un oxidant (cum ar fi azotat de sodiu sau azotit de sodiu), la o temperatură ridicată de 135-145 de grade, oțelul reacționează cu oxidant pentru a forma o peliculă neagră de oxid de fier magnetic (Fe₃O₄).

Acest film are de obicei o grosime de 0,5–0,8 μm, se leagă ferm de substratul metalic și are o suprafață strălucitoare, uniformă. Este potrivit pentru diferite șuruburi cu flanșă cu cap hexagonal, șuruburi cu flanșe și capete hexagonale și alte elemente de fixare-de înaltă rezistență.

Avantaje:

Filmul este dur și are o rezistență bună la uzură.

Echipamentul de proces este simplu și cu{0}}cost redus.

Nu modifică precizia suprafeței și dimensiunile șurubului.

Dezavantaje:

Consum mare de energie; temperatura de funcționare ajunge până la 150 de grade;

Conține substanțe nocive (cum ar fi nitriți);

Apele uzate necesită o tratare strictă, ceea ce duce la o povară semnificativă pentru mediu.

Prin urmare, acest proces este încă utilizat pe scară largă în elementele de fixare cu rezistență medie- și-înaltă, dar este înlocuit treptat cu procese mai ecologice de înnegrire la temperatură-și căldură reziduală-mai ecologice.

Odată cu dezvoltarea conceptelor de producție ecologică, tehnologia de înnegrire la temperatura camerei a fost promovată rapid datorită avantajelor de-economisire a energiei și de poluare redusă-. Această tehnologie este potrivită pentru elementele de fixare de dimensiuni mici și mijlocii-, cum ar fi șuruburi cu cap hexagonal cu ansamblu șaibe și șuruburi cu cap hexagonal cu șaibă integrată.

Principalele sisteme de-formare de peliculă ale soluțiilor de înnegrire la temperatura camerei includ:

Sistem de cupru-seleniu

Sistem de cupru-sulf

Sistem de cupru-Mangan-Sulf etc.

1. Mecanism de înnegrire a sistemului de cupru-seleniu

Substratul de fier reacționează cu ionii de cupru pentru a precipita cuprul. Cuprul de suprafață reacționează cu selenide pentru a forma o peliculă neagră de seleniră de cupru (Cu₂Se), care este apoi oxidată pentru a forma un strat dens de film cu o culoare neagră și uniformă.

2. Mecanism fără-seleniură

Prin acoperiri negre, cum ar fi Cu₂O și CuS, se formează o peliculă, rezultând efecte anticorozive și decorative bune.

3. Procesul de înnegrire la temperatura camerei

Degresare → Spălarea cu apă → Îndepărtarea ruginii → Tratarea înnegririi → Spălarea cu apă → Pasivarea/Sigilarea → Rugina-Inhibarea imersiei în ulei

Grosimea filmului este de aproximativ 0,2μm, cu o suprafață uniformă și lucioasă. Procesele de post-tratare (cum ar fi pasivarea sau etanșarea pe bază de-apă) sunt cruciale pentru îmbunătățirea performanței de prevenire a ruginii.

Avantaje:

Consum redus de energie, temperatura de functionare la temperatura camerei;

Proces simplu, aplicabilitate largă;

Culoare uniformă a filmului, efect decorativ puternic.

Dezavantaje:

Film subțire, rezistență moderată la uzură;

Stabilitatea și adaptabilitatea la mediu a soluției de înnegrire trebuie controlate.

Înnegrirea prin căldură reziduală este un proces nou care se dezvoltă rapid în ultimii ani, potrivit în special pentru elemente de fixare precum șuruburile cu cap hexagonal cu șaibe și șuruburile cu cap hexagonal cu flanșă, care păstrează o temperatură relativ ridicată după tratamentul termic.

Această tehnologie utilizează căldura reziduală de la revenirea piesei de prelucrat (160–500 de grade ) pentru a reacţiona cu substanţele care formează peliculă organică-în soluţia de înnegrire, formând un film compozit polimer organic. Acest film oferă o protecție excelentă împotriva coroziunii și efecte decorative.

Caracteristici principale:

Film subțire (mai puțin sau egal cu 0,2 μm), dar cu o excelentă prevenire a ruginii;

Poate fi combinat cu procesul de revenire pentru o producție continuă, automată.

Fără descărcare de apă uzată, ecologic și economisește energie-;

Potrivit pentru oțel carbon, oțel aliat și piese tratate termic-.

Precauții:

Piesele de prelucrat trebuie păstrate la o temperatură adecvată și uscate.

Șuruburile de dimensiuni mici- vor avea efecte de înnegrire mai slabe dacă căldura este insuficientă.

Rezistența la uzură a filmului este puțin mai mică decât cea a filmelor Fe₃O₄.

Pentru elementele de fixare-de înaltă rezistență, cum ar fi șuruburi cu cap hexagonal cu flacără și șuruburi cu cap hexagonal cu șaibe, viitoarea tehnologie de înnegrire se dezvoltă în următoarele direcții:

Îmbunătățirea aderenței filmului și a rezistenței la coroziune, prelungind durata de viață;

Soluții de înnegrire standardizate și ecologice pentru reducerea substanțelor nocive;

Dezvoltarea de linii de producție automate, de înnegrire continuă, legându-le cu tratament termic, curățare și testare

Introducerea tehnologiilor de formare a nanofilmelor și de protecție a compozitelor pentru a îmbunătăți densitatea și estetica filmului.

Odată cu avansarea producției ecologice și a producției slabe, procesele moderne de înnegrire vor continua să joace un rol crucial în producția de șuruburi cu cap hexagonal cu șaibe, șuruburi cu cap hexagonal cu flanșă și alte elemente de fixare de înaltă{0}}precizie.

Tehnologia de înnegrire nu este doar o metodă de protecție a suprafeței, ci și un proces cheie pentru îmbunătățirea calității și a competitivității în fabricarea elementelor de fixare. De la temperatură alcalină-înaltă la temperatura camerei și apoi la înnegrirea prin căldură reziduală, diferite rute tehnice se adaptează la diferite structuri de produs și cerințe de performanță.

În producția de produse precum șuruburi cu cap hexagonal cu flacără, șuruburi cu flanșă cu cap hexagonal și șuruburi cu cap hexagonal echipate cu șaibă-, selecția adecvată a proceselor de înnegrire poate nu numai să îmbunătățească rezistența la coroziune, ci și să îmbunătățească consistența aspectului și netezimea asamblarii, oferind suport tehnic solid pentru producția de ultimă generație.{1}