ГОСТ ISO 10684-2015 Изделия крепежные. Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования

Текст ГОСТ ISO 10684-2015 Изделия крепежные. Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования

ГОСТ ISO 10684-2015

ПОКРЫТИЯ, НАНЕСЕННЫЕ МЕТОДОМ ГОРЯЧЕГО ЦИНКОВАНИЯ

Fasteners. Hot dip galvanized coatings

МКС 21.060.01
25.220.40*
ОКП 16 0000
______________
* По данным официального сайта Росстандарт
ОКС 21.060.10, здесь и далее по тексту. —
.

Дата введения 2018-01-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ» (ФГУП «НАМИ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 сентября 2015 г. N 80-П)

За принятие стандарта голосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по
МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2016 г. N 402-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 10684-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2018 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 10684:2004* «Изделия крепежные. Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования» («Fasteners — Hot dip galvanized coatings», IDT), включая техническую поправку к нему ISO 10684:2004/Cor.1:2008.
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт . — .

Международный стандарт разработан техническим комитетом ISO/TC 2 «Изделия крепежные», подкомитетом SC 1 «Механические свойства крепежных изделий».

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты» (по состоянию на 1 января текущего года), а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к материалу, процессу, размерам и некоторым характеристикам покрытия, выполненного методом горячего цинкования стальных крепежных изделий с резьбой с крупным шагом от М8 до М64 и классов прочности до 10.9 включительно для болтов, винтов, шпилек (далее болтов) и для гаек до класса прочности 12. Не рекомендуется наносить покрытие горячим цинкованием на крепежные детали с резьбой менее М8 и/или с шагом менее 1,25 мм.

Примечание — Испытательные нагрузки и соответствующие напряжения гаек М8 и М10 с завышенной резьбой, а также разрушающие и испытательные нагрузки болтов М8 и М10 с заниженной резьбой установлены ниже значений, приведенных в ISO 898-2 и ISO 898-1 соответственно, и указаны в приложении А.

Данный стандарт, в первую очередь, касается метода горячего цинкования с центрифугированием стальных крепежных изделий с резьбой, но также может применяться для других стальных деталей с резьбой.

Положения, установленные в данном стандарте, могут применяться также для стальных деталей без резьбы, например, к шайбам.

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).
________________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. — .

ISO 898-1 Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts, screws and studs with specified property classes — Coarse thread and fine pitch thread (Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей. Часть 1. Болты, винты и шпильки с установленными классами прочности. Резьба с крупным и мелким шагом)

ISO 898-2 Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 2: Nuts with specified property classes — Coarse thread and fine pitch thread (Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и легированной стали. Часть 2. Гайки установленного класса прочности. Крупная и мелкая резьба)

ISO 965-1 ISO general purpose metric screw threads — Tolerances — Part 1: Principles and basic data (Резьбы ISO метрические общего назначения. Часть 1. Принципы и основные данные)

ISO 965-2 ISO general purpose metric screw threads — Tolerances — Part 2: Limits of sizes for general purpose external and internal screw threads — Medium quality (Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 2. Предельные размеры резьб для болтов и гаек общего назначения. Средний класс точности)

ISO 965-3 ISO general purpose metric screw threads — Tolerances — Part 3: Deviations for constructional screw threads (Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 3. Отклонения для конструкционных резьб)

ISO 965-4 ISO general purpose metric screw threads — Tolerances — Part 4: Limits of sizes for hot-dip galvanized external screw threads to mate with internal screw threads tapped with tolerance position H or G after galvanizing (Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 4. Предельные размеры для оцинкованных методом горячего цинкования наружных винтовых резьб для сборки с внутренними винтовыми резьбами, нарезанными метчиком для положения поля допуска Н или G после гальванизации)

ISO 965-5 ISO general purpose metric screw threads — Tolerances — Part 5: Limits of sizes for internal screw threads to mate with hot-dip galvanized external screw threads with maximum size of tolerance position h before galvanizing (Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 5: Предельные размеры внутренних резьб, сопрягаемых с горячеоцинкованными наружными резьбами, соответствующими до нанесения покрытия полям допусков с основными отклонениями до h включительно)

ISO 1460 Metallic coatings — Hot dip galvanized coatings on ferrous materials — Gravimetric determination of the mass per unit area (Покрытия металлические. Покрытия, полученные горячим цинкованием на черных металлах. Определение массы на единицу площади. Гравиметрический метод)

ISO 1461 Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles — Specifications and test methods (Покрытия, нанесенные методом горячего цинкования на изделия из чугуна и стали. Технические требования и методы испытания)

ISO 2064 Metallic and other inorganic coatings — Definitions and conventions concerning the measurement of thickness (Покрытия металлические и другие неорганические покрытия. Определения и понятия, относящиеся к измерению толщины)

ISO 2178 Non-magnetic coatings on magnetic substrates — Measurement of coating thickness — Magnetic method (Покрытия немагнитные на магнитных подложках. Измерение толщины покрытия. Магнитный метод)

ISO 8991 Designation system for fasteners (Система обозначения крепежных изделий)

3 Термины и определения

В данном стандарте применяются, наряду со следующими терминами и определениями, термины и определения по ISO 2064 (в частности, определение площади поверхности, мест измерений, местной толщины слоя, минимальной местной толщины слоя и средней толщины слоя).

3.1 часть партии изделий (bath): Количество идентичных деталей в одной корзине, которые одновременно очищаются, протравливаются, обрабатываются флюсом и покрываются методом горячего цинкования.

3.2 партия изделий (production run): Совокупность частей одной и той же производственной партии, которые обрабатываются последовательно, а именно: очищаются, протравливаются, обрабатываются флюсом и покрываются методом горячего цинкования без изменений температуры и состава компонентов при выполнении процесса.

3.3 средняя толщина покрытия в партии (batch average thickness): Расчетная средняя толщина покрытия при допущении равномерного распределения покрытия по поверхности всех деталей в партии.

3.4 отжиг покрытия (baking): Термическая обработка деталей в течение установленного времени при заданной температуре для уменьшения риска водородного охрупчивания.

3.5 отжиг для снятия напряжений (stress relief): Термическая обработка деталей в течение установленного времени при заданной температуре для снятия внутренних напряжений после холодной деформации.

3.6 горячее цинкование крепежных деталей (hot dip galvanizing of fasteners): Процесс, при котором стальные крепежные изделия покрывают цинком при погружении в ванну с расплавленным цинком, в результате чего на поверхности деталей образуется покрытие из сплава цинк-железо или покрытие из сплава цинк-железо и цинка.

Примечание — Этот процесс включает также удаление избытка цинка путем обработки деталей в центрифуге или равноценным методом.

4 Требования к материалам

4.1 Основной материал деталей

4.1.1 Химический состав

Для горячего цинкования пригодны материалы по ISO 898-1 и ISO 898-2, кроме материалов, в которых общее содержание фосфора и кремния находится между 0,03% и 0,13%; в этом случае рекомендовано высокотемпературное цинкование (от 530°С до 560°С).

4.1.2 Состояние поверхности

Перед погружением в расплавленный цинк поверхность крепежных изделий должна быть чистой и не иметь загрязнений, которые затрудняли бы цинкование.

Цинк, применяемый для этого процесса, должен соответствовать ISO 1461.

5 Процесс горячего цинкования и меры предосторожности

5.1 Отжиг для снятия напряжений

Для крепежных изделий, подвергнутых сильному деформационному упрочнению, может потребоваться отжиг для снятия напряжений, проводимый перед очисткой в кислотной ванне и горячим цинкованием.

5.2 Очистка и травление

Изделия необходимо очистить. В ходе этого процесса может происходить насыщение стали водородом. Водород не может полностью удаляться посредством эффузии в ванне цинкования и вследствие этого может привести к хрупкому разрушению. Если нет иных договоренностей, детали после термической обработки до твердости 320 HV или деформационного упрочнения, необходимо очищать с помощью ингибированной кислоты, щелочи или механическим способом. Продолжительность погружения в ингибированную кислоту зависит от поверхности в состоянии поставки и должна быть минимально необходимой.

Примечание — Ингибированная кислота — это кислота, в которую добавлен соответствующий ингибитор для снижения коррозионного воздействия на сталь и снижения насыщения водородом.

5.3 Отжиг покрытия

В случае проведения отжига, его выполняют перед активированием поверхности.

5.4 Обработка флюсом

Детали должны быть обработаны флюсом и, при необходимости, просушены.

5.5 Горячее цинкование

Цинкование при стандартной температуре проводится при температуре ванны от 455°С до 480°С. Цинкование при высокой температуре применяется для создания более гладкого и тонкого покрытия и проводится при температуре от 530°С до 560°С. При высокотемпературном цинковании поверхность покрытия матовая.

Для болтов класса прочности 10.9 с размерами резьбы М27 и выше для избежания микротрещин высокотемпературное цинкование не проводится.

Цинкование нельзя проводить при температуре ванны от 480°С до 530°С.

5.6 Обработка в центрифуге и охлаждение

Изделия необходимо обработать в центрифуге сразу после извлечения из ванны цинкования и, в зависимости от их размеров, охладить в воде или на воздухе.

5.7 Особые требования к гайкам

Резьбы гаек и другие внутренние резьбы должны нарезаться на изделиях с нанесенным цинковым покрытием. Повторное нарезание резьбы метчиком не допускается.

5.8 Последующая обработка

Дополнительная обработка горячеоцинкованных изделий в большинстве случаев не требуется. По требованию заказчика может применяться последующая обработка, как например, хроматирование или фосфатирование для уменьшения возможности образования «белой» ржавчины или для облегчения последующего нанесения краски.

6 Требования к допускам на резьбу и дополнительной маркировке

6.1 Общие положения

Предельные размеры метрических резьб ISO болтов от М10 до М64 до и после нанесения покрытия приведены в ISO 965-1-ISO 965-5. Все другие размеры и допуски крепежных деталей являются действительными до горячего цинкования. Предельные размеры для внутренней и наружной резьбы М8 с допусками 6АХ и 6AZ для внутренней резьбы и 6AZ для наружной резьбы установлены в приложении В.

Примечание — Допуск на резьбу горячеоцинкованной детали нельзя проверять удалением покрытия и последующей проверкой резьбы калибрами, так как во время горячего цинкования сталь с поверхности детали растворяется.

6.2 Требования и меры предосторожности при сопряжении горячеоцинкованных резьбовых крепежных изделий

6.2.1 Общие положения

Раздел является действительным для деталей с допусками на резьбы по ISO 965-1 — ISO 965-5 и с маркировкой по ISO 898-1 и ISO 898-2. Маркировка, установленная в 6.2.2 и 6.2.3, должна осуществляться в дополнение к маркировке по ISO 898-1 и ISO 898-2.

При нанесении покрытия методом горячего цинкования образуется цинковое покрытие большой толщины (всегда свыше 40 мкм). Чтобы учесть такую толщину слоя покрытия, резьбы должны изготавливаться со специальными предельными размерами.

Существует два различных способа достижения требуемых основных отклонений (зазор в резьбе) на крепежных изделиях для слоя цинка, нанесенного методом горячего цинкования.

При первом способе (см. 6.2.2) применяются гайки с завышенной резьбой, имеющие поле допуска 6AZ или 6АХ после нанесения покрытия, для сопряжения с болтами и винтами с резьбой, имеющей основное отклонение g или h до нанесения покрытия.

При втором способе (см. 6.2.3) применяются болты с заниженной резьбой, имеющие поле допуска 6az до нанесения покрытия для сопряжения с гайками с резьбой, имеющей основное отклонение Н или G после нанесения покрытия.

Гайки с завышенной резьбой (маркированные буквами Z или X) не должны сопрягаться с болтами, имеющими заниженную резьбу (маркированными буквой U), потому что такие сопряжения ведут с большой вероятностью к срыву резьбы.

Сопряжение горячеоцинкованных гаек с резьбой, имеющей основное отклонение Н или G после нанесения покрытия с горячеоцинкованными болтами с резьбой, имеющей основное отклонение g или h до нанесения покрытия приводит к заеданиию и несвинчиваемости резьбы.

6.2.2 Гайки с завышенной резьбой поля допуска 6AZ или 6АХ после нанесения покрытия.

Резьба гаек и внутренняя резьба должна нарезаться после горячего цинкования с завышением, соответствующим полю допуска 6AZ или 6АХ по ISO 965-5 в том случае, если сопрягаемые болты или наружные резьбы были изготовлены с основным отклонением g или h по ISO 965-1 -ISO 965-3 до горячего цинкования.

Гайки с завышенной резьбой должны маркироваться непосредственно после маркировки класса прочности буквой Z для поля допуска 6AZ или буквой X для поля допуска 6АХ (рисунок 1).

Рисунок 1 — Пример маркировки горячеоцинкованных гаек с завышенной резьбой поля допуска 6AZ после нанесения покрытия

Рисунок 1 — Пример маркировки горячеоцинкованных гаек с завышенной резьбой поля допуска 6AZ после нанесения покрытия

Для исключения перекрытия резьб с цинковым покрытием толщина покрытия сопрягаемых болтов или наружных резьб не должна превышать одной четвертой части минимального зазора резьбового соединения. Эти значения приведены в таблице 1 как справочные.

Таблица 1 — Основные отклонения и верхние ограничения толщины покрытия для сопряжений с гайками, имеющими завышенную резьбу

Номина-
льный диаметр резьбы, мм

Основное отклонение, мкм

Минимальный зазор и максимальная толщина покрытия для резьбовых сопряжений (для справок), мкм

Покрытие крепежа — виды и обозначения по ГОСТ

Крепежные изделия изготавливаются из самых разнообразных материалов. Самое популярное сырье для производства метизов — сталь, так как основная функция крепежного элемента заключается в сохранении прочности и способности выдерживать высокие нагрузки. Различные виды стали лучше всего отвечают таким задачам.

Помимо свойств исходного материала, огромную важность имеет и его технологическая обработка в процессе производства. Технологий обработки метизов много, но самой распространенной остается та, которая предусматривает покрытие поверхности крепежного изделия различными составами.

Выбор крепежа с определенным покрытием имеет высокое значение, так как в строительных, ремонтных и промышленных работах важно то, в каких условиях будет проходить эксплуатация крепежного изделия.

Виды вредных факторов, влияющие на крепежные изделия

Среди большого количества факторов,опасных для метиза, мы можем выделить основные:

1. Кислородное окисление.
2. Окисление, усиленное повышенной влажностью.
3. Сильное давление.
4. Влияние опасных химических примесей.
5. Высокая, или, наоборот, слишком низкая температура.
6. Резкие и частые перепады температуры и давления.

История развития технологий показала, что лучший способ избежать воздействия большинства вредных факторов (помимо изготовления метиза из качественного сырья) — это обработка поверхности крепежного элемента защитными составами. Единственная альтернатива этому — изолирование места креплений с метизами. Однако такой способ обычно непрактичный, дорогой и ресурсозатратный.

Основные способы защиты метизов путем покрытия

Кажется, что в сложном хитросплетении различных классификаций таких покрытий легко запутаться, но при пристальном изучении мы можем обнаружить, что их всего два типа: механическая и электромеханическая обработка поверхности метиза.

Механическая. Представляет собой изолирование материала метиза от внешней среды слоем защитного состава, который реализует свой потенциал только при равномерном покрытии, отсутствии трещин, сколов и других повреждений.

Электромеханическая. Подразумевает наличие электромеханического потенциала между двумя металлами. Напыление, выполненное из отрицательно заряженного материала, называют анодным, и производят путем обработки цинком, хромом, алюминием и магнием. В противовес этому существуют катодные покрытия, отличающиеся положительным потенциалом. Такое напыление производится с помощью серебра, золота, олова и меди.

Анодные покрытия. Характеризуются механической и электромеханической защитой, катодные способны обеспечить только механическую защиту.

Варианты покрытия

Метизы покрывают не только металлами. В процессе разработки крепежных изделий производитель руководствуется не только надежностью материала и прогнозируемым сроком его службы, но и конечной стоимостью метиза, а также сложностью самой технологии. Потому, в зависимости от задач, поставленных перед конечным продуктом, используются разные покрытия:

• Резиновое покрытие.
• Пластиковое покрытие.
• Лакокрасочное покрытие.
• Порошковое напыление.
• Неорганическое покрытие.

Среди всех технологий напыления существует
несколько самых популярных, давно зарекомендовавших себя во многих сферах строительства, машиностроения и приборостроения. Относительная дешевизна производственного процесса удачно сочетается с качеством конечного продукта,
что приводит к их широкому применению.

Вот некоторые из них:

Фосфатное напыление

Применяется там, где не уходит на второй план декоративная функция крепежных изделий, и внешний вид не так важен, как, скажем, практическая функциональность. Крепежи покрывают особым химическим составом, образующем на поверхности фосфатную пленку, имеющую антикоррозийные свойства. Такое напыление проникает в поры металла на микроскопическом уровне, исключая возможность сколов и расслоения.

Никель-катодное покрытие

Обеспечивает только механическую защиту, но высоко ценится в дизайне и производстве мебели. Никелированная поверхность обладает приятным внешним видом и придает крепежным элементам декоративные особенности, которые можно использовать в общей стилистике домашнего интерьера или дизайна какой-либо конструкции.

Цинковое покрытие

Цинк прекрасно переносит экстремальные температуры, а также резкие температурные перепады, негативно сказывающиеся на обычном металле. Кроме того, цинковое покрытие имеет высокий класс коррозийной устойчивости.

Условные обозначения покрытий

Все покрытия имеют свою маркировку, которая помечена на упаковке, но разобраться в тонкостях технической символики непросто. Необходимо знать числовое обозначение покрытия:

Цинковое, хроматированное	Ц. хр	01
Кадмиевое, хроматированное	Кд. хр	02
Многослойное: медь-никель	М. Н	03
Многослойное: медь-никель-хром	М. Н. Х. б	04
Окисное, пропитанное маслом	Хим. Окс. прм	05
Фосфатное, пропитанное маслом	Хим. Фос. прм	06
Оловянное	О	07
Медное	М	08
Цинковое	Ц	09
Окисное, наполненное хроматами	Ан. Окс. нхр	10
Окисное из кислых растворов	Хим. Пас	11
Серебряное	Ср	12
Никелевое	Н	13

Кроме того, большое значение имеет толщина напыления, которая тоже прописывается на упаковке и исчисляется в микронах. Она всегда отмечается после типа напыления.

×1,25-6Н.05.40Х.016 ГОСТ 5915-70;
• Винт А2М12×1,25-бе х60.58.С.019 ГОСТ 17473-80.

Цифры 016 и 019 — это общая информация по покрытию и его толщине. 01 — цинковое хроматированное покрытие. А третья цифра (6 и 9) указывает, что данные виды напыления имеют толщину 6 и 9 микрон соответственно. Встречаются также буквенные варианты, которые выглядели бы в данных случаях, как «Ц.хр6» и «Ц.хр9».

Альтернатива напылению

Не стоит забывать и о классическом способе защиты не только крепежных изделий, но и любых рабочих поверхностей — окрашивании. Это не только хороший способ обеспечить прибору или строению приятный внешний вид, но и средство защиты от вредных воздействий как химического, так и биологического характера.

Метизы тоже подвергаются окрашиванию. В основном для этого применяются порошковые составы. Разумеется, все краски, которые используются для метизов, отвечают современным требованиям, экологически безопасны и нетоксичны.

Покрытие болтов цинком: способы, виды и альтернативы

В последнее время перед производителями высокопрочного крепежа стоит серьезная задача, которая заключается в увеличении срока эксплуатации изделий и придания им особых свойств. Для реализации этой задачи используются самые различные решения, в том числе и использование специальных сортов стали. Но существует и более простое, но не менее эффективное решение, которое не требует больших затрат, но в тоже время гарантирует максимально качественный эффект. Это решение – нанесение на поверхность изделия защитного покрытия, чаще всего цинкового. Высокопрочный крепеж, покрытый слоем цинка, не теряет своих свойств, но при этом срок его службы значительно увеличивается. Даже в условиях производства с агрессивными средами или в морской воде срок службы оцинкованных метизов может достигать 30 лет.

Технологии цинкования и требования к качеству

Современные технологии цинкования достаточно многочисленны. Самым распространенным и наименее трудоемким является гальваническое цинкование. Несмотря на то, что технологии этой много десятилетий, она успешно используется по сей день и позволяет получать стойкое качественное покрытие. С развитием промышленного производства появились и более сложные способы, такие как механическое, термодиффузионное, горячее и цинкламельное цинкование изделий.

Механизм защиты крепежа цинком очень прост – в активной среде, например в морской или насыщенной минеральными солями воде, цинк работает как анод практически со всеми распространенными металлами, исключая магний и алюминий. Поэтому цинк взаимодействует с агрессивной средой, а сталь, являясь в этом случае катодом, надежно защищена, пока на ней есть слой цинка. Вопреки распространенному мнению о том, что основной характеристикой цинкового покрытия является его толщина, эксперты оценивают качество цинкования крепежа, взяв за основу срок эксплуатации детали с покрытием в годах. В лабораторных условиях крепеж проходит проверку при помощи специального оборудования, которое имитирует климатическое или любое другое воздействие в ускоренном темпе. Таким образом, экспертиза дает возможность очень оперативно оценить долговечность оцинкованного крепежа, не прибегая к многолетним испытаниям.

Для крепежа различного назначения допустимая долговечность покрытия может серьезно отличаться. Если у деталей, имеющих декоративное покрытие, началом коррозии считается момент, когда на поверхности осталось 10-15% цинкового покрытия, то для высокопрочного крепежа, применяемого в строительстве и машиностроении, эта критическая величина равна 50%.

Гальваническое цинкование

Гальваническое цинкование – это ни что иное как процесс электролиза. Для нанесения защитного слоя таким способом в ванну погружают изделия и цинковые пластины, на которые подается постоянный ток. Под воздействием тока цинк, являющийся анодом, растворяется и его молекулы оседают на изделиях из стали, выполняющих роль катода. При гальваническом цинковании толщина защитного слоя может составлять от 5 до 25 мкм. Гальванический способ позволяет получить равномерное качественное покрытие даже на изделиях сложной конфигурации. К недостаткам этого способа можно отнести так называемую «водородную хрупкость», которую приобретает крепеж, что несколько ограничивает использование гальванических ванн при оцинковании высокопрочного крепежа. Кроме этого, такой способ наносит существенный вред окружающей среде, так как получаемые отходы очень токсичны.

Гальваническое цинкование болтов, саморезов, анкеров

Сегодня в промышленности (в частности, в производстве крепежной продукции). Широко применяется метод гальванического цинкования, который является самым знаменитым способом защиты метизов от коррозии металла. В производстве крепежных изделий метод гальванического цинкования наиболее распространен при производстве крепёжных изделий, гвоздей, резьбовых шпилек и стальной сетки. Широкое применение цинкования обуславливается достаточно высокой производительностью гальванических агрегатов. Процесс цинкования имеет низкую себестоимость, а конечный продукт обладает достаточной степенью защиты от коррозии. Но способ гальванического цинкования далеко не всегда является панацеей от коррозии металлических изделий. Безусловным способом защиты базового металла от коррозии является цинкование. В основном цинкование используется в качестве защиты для различных марок углеродистых и легированных сталей. В метизном же производстве цинкование применимо в качестве защитного средства от коррозии изделий из проволоки и различного крепежа. Оцинкованные изделия имеют значительно больший срок службы, поэтому и требуют меньших затрат при техническом обслуживании или замене. Защита изделий при помощи цинкования основывается на следующем принципе: он определяется разностью электрохимических потенциалов Zn и Fe. Так во влажной среде цинковое покрытие выступает в качестве анода и принимает на себя все вредоносные процессы окислительных реакций, тем самым оно и защищает основной металл изделия. Сам процесс цинкования недорогостоящий. Оцинкованная поверхность имеет высокую степень анодной защиты основного металла. Такие качества сделали технологию цинкования самой популярной для защиты от коррозии при производстве металлических изделий. Электролитическое цинквание, как технология производства, представляет собой химический процесс – электролиз. Процесс цинкования: в ванну с электролитом помещают два металла, стальные изделия и чистый цинк. На втором этапе производства стальные изделия загружаются в ёмкость, к которым подводится электрический ток через специальные электроды. Цинк, который используется в производстве, может быть в виде пластин, шаров, которые загружают в специальные сетчатые секции, или совсем в другом виде. Цинк, т.е. анод, в процессе электролиза растворяется. Потом его ионы начинают оседать на поверхности стальных изделий, и тем самым формируют гальваническое покрытие толщиной от 4 до 20 мкм. Когда электрический ток с катодной плотностью от 1 до 5 А/дм? пропускается через электролит, происходит анодное растворение цинковых электродов. Именно данная технология нанесения цинкового покрытия позволяет получить равномерные и блестящие поверхности, применяются такие способы в основном при производстве болтов и гаек. Производству метизной продукции для защиты изделий от коррозии известно три способа гальванического цинкования — это цианидное, щелочное и кислотное. Самая используемая технология гальванического цинкования основана на цинковании в слабокислых электролитах. Только данная технология обладает высокой степенью укрываемости, позволяет получить лучший внешний вид цинкового покрытия. А еще это метод снижает склонность цинкуемых изделий, сделанных из углеродистых и легированных сталей, к появлению водородной хрупкости. Подобное цинкование в слабокислых электролитах позволяет цинковать детали сложной конфигурации, которые изготавливаются из стали и из чугуна. Поэтому в метизном производстве метод цинкования в слабокислых электролитах является самым распространенным способом нанесения защитного покрытия среди производителей крепёжных изделий. В то же время оно позволяет получить наибольший декоративный эффект. Цинковое покрытие по технологии слабокислотного цинкования придает изделиям высококлассный блеск, позволяет сделать разнообразные цветовые решения и, самое главное, получить высокую степень защиты от коррозии. При обработке изделий с помощью гальванического цинкования нужно тщательно подготавливать изделие, проводится очистка поверхности изделия от окалин, удаляются остатки технологической смазки, продукты коррозии, ржавчины. Заканчивают процесс цинкования осветлением — декапированием, т.е. травлением в слабом растворе, и пассивации для того, чтобы изделие приобрело большую стабильность и стойкость. Таким способом пассивируют например шуруп универсальный POZI

. Пассивация позволяет получить цинковому покрытию замечательную дополнительную коррозийную стойкость, улучшить его декоративность посредством добавления дополнительного блеска или окрашивания покрытия в разные цвета.

Горячее цинкование

При горячем цинковании специально подготовленные изделия погружают в ванну с расплавленным цинком в специальном вращающемся барабане. Перемещение деталей внутри барабана обеспечивает равномерное распределение цинка по поверхности. После того, как слой цинка покроет крепеж, барабан извлекают из ванны с расплавленным цинком и начинают вращать с большой скоростью. Возникающая в этот момент центробежная сила позволяет избавиться от излишков цинка. Главным достоинством этого метода является высокое качество антикоррозийного покрытия – при погружении детали в расплав, цинк заполняет все поры изделия, обеспечивая максимальную защиту. Оцинкованный горячим способом крепеж применяют в самых ответственных конструкциях, таких как опоры мостов, мачты антенн мобильной связи, опоры ЛЭП. К сожалению, одним из главных недостатков способа, который не дает применять его повсеместно, является дороговизна технологии. Себестоимость изделий, прошедших горячее цинкование, на 40% выше, чем у деталей, оцинкованных гальваническим методом.

Методы нанесения цинковых покрытий на болты

Недорогим и самым распространенным способом покрытия крепежных изделий цинком является гальваническое цинкование

, которое осуществляется под воздействием электрического тока.

Такой метод позволяет создать на болтах тонкую пленку, которая точно повторяет форму изделий и не изменяет их размер. Однако от воздействия коррозии она защищает слабо.

В агрессивных условиях эксплуатации покрытие долго не прослужит, но в умеренной среде проработает до 40 лет.

Покрытие, полученное методом горячего цинкования

, лучше защищает от коррозионного воздействия и не теряет своих свойств даже после механических повреждений.

Однако при погружении крепежа в ванну с расплавленным до +450 °C цинком невозможно отрегулировать толщину защитного слоя. По этой причине данная технология не может быть применена на болтах, имеющих точный допуск.

Такое покрытие имеет длительный срок службы – более 50 лет, но повышает риск водородного охрупчивания основного металла.

Термодиффузионное цинкование

(или шерардизация) привлекательно тем, что позволяет создавать на болтах антикоррозионную пленку любой толщины. Но такое покрытие прослужит намного меньше – всего 10-15 лет.

Рис. 1. Термодиффузионные болты

Данный метод нанесения цинка также требует применения громоздкого оборудования для обработки крепежа в порошковой среде при очень высокой температуре.

Более простым способом защиты болтов является холодное цинкование

. Состав с содержанием цинкового порошка можно легко распылить на крепежные изделия.

Однако такое покрытие недолговечно и быстро разрушается под механическим воздействием.

Последним методом нанесения цинкового покрытия является газотермическое напыление

, которое позволяет получить устойчивую к воздействию агрессивных сред пленку.

Но на такое покрытие из-за сильной пористости необходимо дополнительно наносить лакокрасочные составы, которые потребуется обновлять каждые 5-7 лет.

Для увеличения коррозионной устойчивости, а также придания декоративного внешнего вида болты с цинковым покрытием дополнительно подвергают хроматированию – обработке в пассивирующих растворах на основе солей хрома.

Применение цинка в качестве покрытия наносит вред окружающей среде и здоровью живых организмов, поскольку в процессе его нанесения выделяются токсичные испарения.

Термодиффузное цинкование

Этот способ нанесения покрытий на крепеж является самым молодым и наукоемким. Нанесение на поверхность цинка происходит в герметичных ретортах при температурах от 350 до 4 500 градусов Цельсия. Технология практически безопасна для окружающей среды, а качество получаемого покрытия на порядок выше чем у полученного методом гальванических ванн. Срок службы крепежа с термодиффузным покрытием толщиной 50 мкм достигает 15 лет в условиях производства или морского климата. Отходы, получаемые в результате технологического процесса, абсолютно безопасны и используются как ценный наполнитель для строительных бетонов. Есть у этого способа и недостатки. Процесс термодиффузии достаточно сложен, а объем камер ограничен требованиями технологического процесса. В связи с этим способ мало подходит для массового производства крепежа. Также нужно отметить, что крепеж, оцинкованный таким способом, не имеет декоративных свойств.

Механическое цинкование

Защитное покрытие при таком способе образуется методом «втирания» специальной цинковой суспензии в деталь. Для этого используются галтовочные барабаны и стеклянные шарики, которые и служат для «втирания» цинка. Способ обеспечивает толщину покрытия от 10 до 20 мкм с относительно невысоким качеством. Технология отлично подходит для нанесения цинка на высокопрочный крепеж, так как не вызывает «водородной хрупкости». Также детали, оцинкованные механическим способом, прекрасно выглядят. К сожалению, область применения крепежа после механического цинкования ограничена, так как покрытие имеет невысокое сцепление с основным материалом.

КАКИЕ ВИДЫ ЦИНКОВАНИЯ ПРЕДЛАГАЕТ НАША КОМПАНИЯ

Наша компания специализируется на цинковании крепежей в Москве. Мы проводим покрытие метизов и крепежных элементов цинком всеми распространенными методами, используем:

• гальваническое цинкование;
• горячее;
• термодиффузионное;
• холодное;
• газотермическое.

Все работы выполняются в строгом соблюдении технологии на современном импортном оборудовании. Это позволяет добиться безупречного качества оцинковки изделий любого типа: формы, размеров, сложности конфигурации, назначения.

Гальваническое цинкование

Один из наиболее простых, распространенных способов цинкования болтов, шурупов, гаек и других крепежей посредством электролиза. В процессе обработки метизов после предварительной из подготовки детали опускаются в специальную ванну с электролитом, подключаемую к источнику постоянного тока. Электролиз происходит под действием электричества: цинковая анодная пластина распадается на ионы, которые и покрывают поверхности стальных крепежей. Гальваническое покрытие может достигать толщины в 5-25 мкм.

Горячее цинкование метизов и крепежей

Горячая оцинковка – процедура, требующая строго соблюдения каждого этапа технологии. Покрытие деталей цинком предусматривает:

• их предварительную очистку и обезжиривание посредством травления в кислотных растворах определенной консистенции;
• погружение крепежей в керамическую ванну с расплавленным и разогретым до 465°C цинком;
• равномерное распределение цинка по всей поверхности крепежа (для этого их окунают в расплавленный металл на специальном прокручивающемся барабане);
• последующую очистку деталей от излишков цинка.

Горячее оцинковывание шурупов, болтов, гвоздей, саморезов и пр. позволяет обеспечить деталям высокий уровень защиты от коррозии.

Термодиффузионное цинкование метизов

Для проведения этой процедуры используются специальные герметичные колбы, внутри которых оцинковка происходит под сверхвысокими температурами (вплоть до 4500 °C). Это обеспечивает крепежных элементам дополнительную закалку. Технология подходит только для метизов, произведенных из высокопрочных марок стали. Позволяет получить цинковое покрытие, толщина слоя которого способна составлять до 50 мкм. Детали, обработанные этим способом, могут даже при постоянном контакте с морской водой служить до 13-15 лет.

Холодное оцинковывание

Механический метод покрытия деталей цинком, предусматривающий погружение их в специальные цинковые растворы. Процедура не предполагает дополнительного нагревания, что делает ее очень экономной. Холодная оцинковка позволяет получить защитное покрытие, толщина слоя которого составит до 20 мкм.

Газотермическое нанесение цинкового покрытия

Технология предусматривает напыление цинка на крепежные элементы с использованием специальных газотермических горелок и цинкового порошка. В потоке горячего газа цинк начинает плавиться и оседать на поверхность металла. Из-за деформации капель цинка, создается тонкое пористое покрытие, которое впоследствии может дополнительно окрашиваться. Полученная защитная пленка будет отличаться значительной стойкостью к воздействию агрессивных сред.

Цинкламельный способ

Нанесение цинка при таком способе производится с использованием специальных 80%-х растворов цинка, в которые могут быть добавлены алюминий и другие элементы. Нанесение может осуществляться методом спрея, окунанием в раствор, или в галтовочном колоколе. Цинкламельная технология позволяет получить многослойное качественное покрытие, не содержащее токсичных элементов. Цинкламельным способом получают наиболее толстые покрытия, которые могут достигать 100 мкм. Увы, такой способ редко используют для оцинковки ответственного крепежа, так как долговечность такого покрытия в условиях производства невелика. Зато цинкламельный способ позволяет получить самое качественное декоративное покрытие, которое может иметь различные цвета, в зависимости от добавленных в раствор присадок.

Как мы видим, каждая из технологий хороша для определенных целей и все они могут быть применены для покрытия высокопрочного крепежа. Выбор детали, прошедшей ту или иную обработку, зависит от конкретных требований к коррозионной стойкости крепежа и должен производиться согласно проекта.

Статьи о продукции Обновлено: 03.12.2020 12:49:11

Изготовление резьбы с покрытиями | 15.02.2012

• износостойкие;
• антикоррозионные;
• стопорящие;
• герметизирующие;
• декоративные.

Процесс нанесения покрытия приводит к изменению размеров резьбы при этом покрытие не должно ухудшать собираемость резьбового соединения. Для обеспечения свинчиваемости резьбовых деталей или заданных посадок при изготовлении резьбы необходимо учитывать толщину покрытий и характер их расположения на резьбовой поверхности. Теоретически, если покрытие равномерно наложено на профиль резьбы, то ее средний диаметр изменяется на 4δ (δ – толщина слоя покрытия, мм).На болтах средний диаметр резьбы увеличивается, на гайках — уменьшается. На практике получается, что распределение слоя покрытия по профилю резьбы происходит неравномерно. Степень неравномерности зависит от вида покрываемой поверхности, вида покрытия и способа его нанесения. Болты характеризуются тем, что у них толщина покрытия больше на боковых сторонах профиля и вершинах резьбы и меньше во впадинах. Толщина покрытия гаек не нормируется:

• в сквозных резьбовых отверстиях — до Ø6 мм;
• в глухих резьбовых отверстиях — до Ø12 мм.

У гаек крайние витки резьбы имеют, как правило, большую толщину покрытия по сравнению с остальными витками. Толщина слоев покрытия у вершин, у сторон профиля (на линии среднего диаметра) и у впадин распределяется примерно в таком соотношении 3:2:1. Неравномерность слоя покрытий затрудняет определение размера среднего диаметра покрытой резьбы. Толщину слоя покрытия обычно определяют гладкой части детали с помощью различных химических методов, а параметры резьбы контролируют предельными резьбовыми калибрами. Наиболее распространены защитные покрытия следующих видов:

• цинковое;
• цинковое с хроматированием;
• цинковое с фосфатированием;
• кадмиевое с хроматированием
• фосфатное с промасливанием;
• оксидное.

Наиболее часто применяемая толщина покрытий:

• 3÷6 мкм;
• 6÷9 мкм;
• 9÷12 мкм.

В зависимости от заданной толщины покрытия определяются оптимальные межоперационные размеры резьбы перед механической обработкой (под покрытие). На рис. 1 приведена схема расположения полей допусков по среднему диаметру на шпильке с резьбой и с натягами по ГОСТ 4608-81

Рис. 1 Схема определения среднего диаметра наружной резьбы под покрытие По данной схеме мож¬но определить максимальный dʹ2max и минимальный dʹ2min диаметры резьбы после нанесения покры¬тия. Предельные размеры резьбы после нанесения покрытия: d’2max=d2max+4δmax d’2min=d2min+4δmin d2max,d2min – максимальный и минимальный размер шпильки, мм; δmax,δmin – максимальное и минимальное отклонения толщины покрытия, мм. Точность резьбы после покрытия: ∆n.n=d2max-d2min или ∆n.n=∆+4δ Δ – поле допуска диаметра шпильки до нанесения покрытия, мм; δ=δmax-δmin – допуск на толщину покрытия, мм. Анализируя приведенные формулы можно сделать вывод, что точность наружной резьбы после покрытия напрямую зависит от допуска на изготовление резьбы при механической обработке и учетверенного допуска на толщину покрытия. Поэтому, чтобы получить точную резьбу с покрытием необходимо обеспечить два фактора:

1. высокую точность резьбы при механической обработке;
2. точно выдержать допуск на толщину покрытия.

Т.о., для назначения допуска на средний диаметр наружной резьбы под покрытие необходимо заданное в чертеже поле допуска уменьшить на учетверенную толщину покрытия (δmax и δmin). После этого следует в стандарте подобрать бли¬жайшее из имеющихся полей допусков. При изготовлении метрической резьбы по ГОСТ 16093-2004 с покрытиями рекомендуются основные отклонения, указанные в таблице:
Покрытие

Изделие
болт	гайка
фосфатное (тонкое)	h	H
фосфатное	g
тонким гальваническое (тонкое)
гальваническое (значительной толщины)	e	G

Если в чертеже заданы только предельные отклонения размеров резьбы до нанесения покрытия и нет других требований, то раз¬меры резьбы после нанесения покрытия определяются номинальным профилем резьбы и не должны выходить за пределы соответствующие основным отклонениям h и H.

Источник https://allgosts.ru/21/060/gost_iso_10684-2015

Источник https://pkmetiz.ru/articles/pokrytie-krepezha-vidy-oboznacheniya-po-gost/

Источник https://paes250.ru/metally/pokrytie-rezby-cinkom.html