Zašto željeznički vijci trebaju površinsku obradu
Željeznički vijci rade na otvorenom desetljećima, izloženi kiši, balastnoj vlazi,-soli za odleđivanje i industrijskoj atmosferi. Netretirani vijak od ugljičnog čelika hrđa u roku od nekoliko mjeseci: ljuske hrđe podižu maticu i podlošku, navoj zapinje, dio gubi površinu, a vijak otkazuje pod opterećenjem zamora. Površinska obrada odgađa ovaj proces stvaranjem sloja barijere, pretvorbenog filma ili žrtvovanog metalnog premaza. Četiri metode koje se koriste za - pasiviranje i fosfatiranje željezničkih vijaka, zacrnjivanje, elektro-galvanizaciju i cink-kromiranje - toliko se razlikuju u cijeni i vijeku trajanja od korozije da je ispravan izbor inženjerska odluka, a ne preferencija.
1. Pasiviranje i fosfatiranje
Pasivacija stvara tanki oksidni film na površini vijka kemijskom reakcijom u otopini za pasiviranje. Metoda je jeftina-, pruža bolju otpornost na hrđu od običnog podmazivanja uljem i stabilizira učinak naknadnih premaza. Fosfatiranje pretvara čeličnu površinu u fosfatni film, koji daje dobru osnovu za ulje i boju. Dva su ograničenja važna za rad na stazi: učinak korozije fosfatiranog vijka uvelike ovisi o kvaliteti ulja za-prevenciju hrđe nanesenog preko njega, a fosfatni film je grub i nije -otporan na habanje - ne može izdržati udar ili savijanje bez oštećenja. Fosfatiranje se stoga uglavnom koristi za vijke koji će se odmah podmazati uljem i ugraditi, kao što su unutarnje komponente ili predmeti za kratkoročno-skladištenje, a ne za dugotrajno-izlaganje glavnog servisa.
2. Crnjenje
Pocrnjenje (crni oksid) je najjeftiniji-dostupan tretman površine, a kombinacija pocrnjenog-plus-nauljenog uobičajen je izbor u proizvodnji vijaka. Proces proizvodi crni magnetitni film koji nema gotovo nikakvu inherentnu otpornost na hrđu: bez uljnog sloja brzo korodira, tako da je obrada dobra samo kao i održavanje uljem. Tijekom sastavljanja, unutarnji navoji su podmazani prije uvrtanja, a tamna završna obrada daje uredan izgled. Za vijke željezničkih tračnica - koji se ne mogu -redovito podmazivati uljem - crnjenje je loš izbor za izložena mjesta, ali ostaje prihvatljivo za zaštićene unutarnje primjene, mjerne šipke i ne-kritične spojeve gdje su izgled i cijena važniji od vijeka otpornosti na koroziju.
3. Elektro-cinčanje
Elektro-galvanizacija taloži sloj cinka od 5-30 μm iz elektrolitičke kupelji, proizvodeći svijetlu, ujednačenu završnicu u bojama kao što su svijetlo žuta, srebrno-bijela, crna i vojno zelena. Njegove prednosti su niska cijena, jednostavan postupak i dobar izgled. Otpornost na koroziju je samo umjerena - tanka prevlaka se troši relativno brzo u radu na otvorenom - i proces nosi stvarni rizik od vodikove krtosti, jer vodik generiran na katodi može difundirati u čelik. Vijci stupnja 10.9 i više općenito uopće nisu elektro{11}}galvanizirani, a čak i vijci stupnja 8.8- trebaju tretman pečenja za otpuštanje vodika nakon galvaniziranja. Za svornjake željezničke ploče na izloženoj tračnici, elektro-pocinčavanje se obično navodi samo u zaštićenim okruženjima ili gdje je izgled zahtjev projekta.
4. Premaz od cinka-kroma
Prevlaka od cinka-kroma, koja se naziva i prevlaka od ljuskica cinka, sustav je dip{1}}spiniranja na bazi vode koji taloži 6-10μm srebrno-sivi sloj cinkovih i aluminijskih ljuskica vezanih u kromatnoj matrici. Njegove snage su izvrsna otpornost na koroziju čak i pri tankom nanošenju, dobra propusnost za niti, jako prianjanje i - kritično - bez vodikove krtosti jer nije uključen elektrolitički korak. Također podnosi temperature do nekoliko stotina Celzijevih stupnjeva, što je važno za vijke u blizini vrućih komponenti. Ograničenja su niska tvrdoća premaza i slaba otpornost na habanje, pa opetovano rastavljanje može oštetiti film i smanjiti učinak korozije - vijci koji se redovito uklanjaju mogu bolje funkcionirati sa slojem difuzije cinka-željeza. Osim toga, tradicionalna formulacija heksavalentnog kroma sadrži toksični Cr6+, koji je ograničen ekološkim propisima i usmjerio je tržište prema trovalentnom kromu ili varijantama bez kroma za mnoge primjene.
Kako odabrati pravi tretman
| Liječenje | Tipična debljina | Otpornost na koroziju | Rizik od vodika | Relativni trošak | Najbolja dužnost |
|---|---|---|---|---|---|
| Pasivacija/fosfatiranje | Nekoliko μm | Nizak,-ovisan o ulju | Nijedan | Niska | Nauljeno zatvoreno ili kratko{0}}skladištenje |
| Crnjenje | 1-2 μm | Vrlo nisko bez ulja | Nijedan | Najniža | Unutarnji,-vođen izgledom |
| Elektro{0}}cinčavanje | 5-30 μm | Umjereno | Da, iznad ocjene 8.8 | Niska | Blaga okolina, ne{0}}strukturna |
| Premaz od cinka-kroma | 6-10 μm | Izvrsno | Nijedan | srednje | Izložena tračnica,-vijci visoke čvrstoće |
Za izložene vijke željezničke ploče i vijke temeljne ploče, praktičan izbor je obično između elektro-cinčanja i cink-kromnog premaza: elektro-galvaniziranje gdje dominiraju cijena i izgled, a okoliš je blag, cink-krom gdje dominira vijek trajanja korozije i sigurnost vodika. Za vijke visoke-čvrstoće iznad 8,8, rizik od vodikove-krtosti isključuje elektro-galvanizaciju, ostavljajući cink-krom ili vrući-cink kao sigurne opcije.
Često postavljana pitanja
Zašto se zacrnjeni vijci ne mogu koristiti na izloženoj stazi?
Crnjenje gotovo da nema svojstvenu otpornost na hrđu; njegova zaštita dolazi od uljnog filma, koji se ispire ili degradira tijekom rada na otvorenom. Nakon što ulje nestane, pocrnjeli vijak brzo hrđa.
Koja je razlika između elektro-cinčanja i vrućeg-cinčanja potapanjem?
Elektro{0}}galvanizacija taloži 5-30 μm cinka elektrolitički; vruće-cinčanje potapanjem uranja vijak u rastaljeni cink za sloj legure od 50-100 μm s daleko dužim vijekom trajanja od korozije. Vruće uranjanje je standard za vijke za tračnice izložene glavnoj liniji.
Zašto je vodikova krhkost problem kod elektro-pocinčanih vijaka visoke-čvrstoće?
Vodik koji se stvara tijekom galvaniziranja može ući u čeličnu rešetku i uzrokovati odgođeni krti lom pod dugotrajnim opterećenjem. Vijci stupnja 10.9 općenito su isključeni iz elektro-galvanizacije; niži stupnjevi trebaju pečenje kako bi oslobodili vodik.
Je li šestovalentni krom u cink-krom premazima problem?
Šestvalentni krom je toksičan i ograničen je propisima o zaštiti okoliša i -zdravlju na radu. Sustavi trovalentnog-kroma i cinkovih ljuskica-bez kroma pružaju usporedivu zaštitu od korozije bez ograničenja Cr6+.
Trebaju li vijci presvučeni cink-kromom završni premaz?
Neke specifikacije dodaju organski završni sloj ili brtvilo za poboljšanje otpornosti na habanje i ponašanje zakretnog momenta, budući da je temeljni sloj ljuskica relativno mekan. Izbor završnog premaza dio je specifikacije sustava premaza.