Metalo antikorozinė danga: tipai, metodai ir kaip išsirinkti tinkamą pramoninių dalių dangą

Apskaičiuota, kad korozija pasaulio gamintojams kasmet kainuoja nuo 1,8 iki 2,8 trilijono dolerių. Tiksliųjų metalinių komponentų atveju dėl vienos rūdžių dėmės gali būti pašalintos dalys, brangus pertvarkymas arba gamybos prastovos. Nesvarbu, ar perkate kumštelinius indeksavimo įrenginius, sukamuosius stalus ar pasirinktines CNC apdirbtas dalis, labai svarbu pasirinkti tinkamą anti-rūdžių dangą.

Taigi, kokie yra dažniausiai naudojamų antikorozinių dangų- tipai ir kaip jos veikia?

Anantikorozinė danga metaluiyra apsauginis sluoksnis -, padengtas ant metalinio paviršiaus -, kuris fiziškai arba chemiškai nutraukia už koroziją atsakingą elektrocheminę reakciją.

Du pagrindiniai mechanizmai:

• Fizinis barjeras – sandarina metalinį paviršių (pvz., epoksidinės, miltelinės dangos). Veikia tik tuo atveju, jei sluoksnis lieka nepažeistas. Įbrėžus, apsauga sugenda vietoje.
• Elektrocheminė (aukojama) apsauga – naudojamos aktyvios metalo dalelės, pvz., cinkas arba cinko -aliuminis. Jie korozuoja vietoj netauriojo metalo, net jei danga yra pažeista. Geriau veikia atšiaurioje arba nenuspėjamoje aplinkoje.

Kaip rūdys susidaro ant metalinių paviršių?

Rūdys yra bendras geležies oksido (Fe₂O3) pavadinimas, kuris yra paprastos, bet negailestingos elektrocheminės reakcijos produktas: geležis + vanduo + deguonis → rūdys. Jei yra chloridų (pvz., druskos purškimo), sieros junginių (pvz., pramoninėje atmosferos aplinkoje) arba rūgščių medžiagų, rūdijimo procesas žymiai paspartės.

Svarbu pažymėti, kad ne visi metalai rūdija vienodai:
Anglinis plienas ir ketus yra labiausiai pažeidžiami - neapsaugoti paviršiai gali matytis rūdys per kelias valandas esant drėgnoms sąlygoms
Nerūdijantis plienas (304/316L) sudaro pasyvų chromo oksido sluoksnį, kuris savaime-atsitaiso daugeliu sąlygų, bet vis tiek gali patirti taškinę koroziją esant daug -chloro
Aliuminio lydiniai „nerūdija“ tradicine prasme, bet oksiduojasi ir yra jautrūs galvaninei korozijai, kai liečiasi su skirtingais metalais.

Ne visos metalo antikorozinės dangos yra vienodos. Kiekvienas tipas veikia pagal skirtingą apsaugos mechanizmą, tinka skirtingam pagrindui ir skiriasi nuo storio, kietėjimo temperatūros ir suderinamumo su tiksliais matmenimis{1}}.

1. Epoksidinė danga

Dviejų-komponentų sistema (derva + kietiklis), kuri sudaro tankų, susietą{2}}užtvarą nuo drėgmės, deguonies ir cheminių medžiagų.

Tipiški parametrai

• Vieno sluoksnio storis: 20–80 μm
• Atsparumas druskos purslams (ASTM B117): 500–800 valandų
• Kietėjimo temperatūra: nuo aplinkos iki 60 laipsnių (galima kietinti kambario temperatūroje{1}})

Geriausiai tinka: gamyklos mašinoms, talpykloms, konstrukciniam plienui, vamzdžių vidui, C3–C4 aplinkai (ISO 12944).

Apribojimai: standus -, prastas atsparumas smūgiams / lankstumui. Esant 20–80 μm, jo ​​negalima naudoti ant sandarių -tolerancijos sujungimo paviršių (gręžinių, veleno kakliukų, sriegių) be kruopštaus maskavimo. Tinka konstrukciniams rėmams ir korpusams, o ne tiksliam tvirtinimui.

2. Poliuretano danga

Sudaro lankstų, UV{0}}stabilų polimero sluoksnį. Paprastai naudojamas kaip viršutinis sluoksnis ant epoksidinio grunto daugiasluoksnėse sistemose.

Geriausiai tinka: Lauko metalinėms konstrukcijoms, žemės ūkio įrangai, maisto/tabako mašinų korpusams – kur svarbus ir atsparumas korozijai, ir išvaizda.

Apribojimai: Ribota katodinė apsauga savaime; retai naudojama kaip atskira danga sunkioje pramoninėje aplinkoje. Jo vertė yra galutinis sluoksnis 3 sluoksnių sistemoje (cinko gruntas + epoksidas + poliuretanas), apsaugantis sistemą nuo UV ir atmosferos poveikio.

3. Cinko{1}}turtingas gruntas (cinko danga)

Skirtingai nuo barjerinių dangų, kurios tiesiog sandarina paviršių, cinko{0}} gruntai veikia elektrochemiškai. Cinko dalelės, įterptos į dangą, turi mažesnį elektrocheminį potencialą nei plienas -, o tai reiškia, kad jos pirmiausia korozuoja, aukodamos save, kad apsaugotų netauriuosius metalus net tada, kai danga subraižyta ar pažeista.

Pagrindiniai skirtumai:

Geriausiai tinka: konstrukciniam plienui, lauko rėmams, statybinei įrangai, dideliems suvirinimams – kur griežta matmenų kontrolė nėra tokia svarbi.

Apribojimai: Dėl didelio cinko kiekio (70–85 % sausos plėvelės masės) danga tampa porėta; reikia viršutinio sluoksnio agresyviai aplinkai. Tiksliųjų dalių storio svyravimai (ypač karšto{3}}nirimo) yra nepriimtini. Rafinuota šios technologijos raida aprašyta 6 tipe.

4. Miltelinis dažymas

Elektrostatiškai įkrautas sausas polimeras užtepamas ant įžemintos dalies, po to kietinamas orkaitėje (180–200 laipsnių), kad susidarytų lygi, patvari plėvelė be tirpiklių.

Tipiški parametrai:

• Storis: 60–100 μm (standartinis)
• Kietėjimo temperatūra: 180-200 laipsnių
• Atsparumas druskos purškimui: 500–1000 val

Geriausiai tinka: Mašinų apsaugoms, korpusams, rėmams, lauko konstrukcijoms – ten, kur svarbi išvaizda ir apsauga nuo korozijos.

Tiksliųjų dalių apribojimai:

• Šilumos rizika: 180–200 laipsnių gali pakisti grūdinto plieno komponentų kietumas arba matmenys (pvz., kumštelių mechanizmai, krumpliaračio velenai, guolių bėgiai).
• Storio konfliktas: 60–100 μm viršija tipines tolerancijos juostas. Pavyzdys: sukamojo stalo anga su ±0,005 mm tolerancija – 60 μm danga sunaudoja daugiau nei visa prošvaisa.
• Netikslius paviršius (korpusus, dangčius, konstrukcinius elementus) naudokite milteliniu būdu. Užmaskuokite tikslias sąsajas arba naudokite alternatyvias sistemas.

5. Fosfato konversijos danga

Cheminės konversijos procesas (ne nusodinta danga). Metalo paviršius reaguoja su fosforo rūgštimi ir susidaro mikro{1}}akytas metalo fosfato kristalų sluoksnis (cinko arba mangano fosfatas), kuris tampa pagrindo dalimi.

Geriausiai tinka: Precizinio srieginio tvirtinimo detalių, guolių komponentų, CNC{0}}apdirbtų plieno dalių išankstiniam apdorojimui – ypač impregnuojant aliejumi arba padengiant viršutinį sluoksnį. Mangano fosfatas yra standartinis slankiojančių / besisukančių plieninių dalių, kurios sumažina-trinties lūžį ir sulaiko tepalą.

Apribojimai: Minimali apsauga nuo korozijos. Be sandarinimo alyvos ar viršutinio sluoksnio, drėgnomis sąlygomis paviršiaus rūdys atsiranda per kelias dienas. Tai nėra pagrindinis korozijos barjeras -, jo vertė yra gerinant vėlesnių dangų sukibimą ir efektyvumą.

6. Cinko-kompozitinė aliuminio danga (pvz., Geomet®, Dacromet®-klasės dangos)

Persidengę cinko ir aliuminio dribsniai neorganiniame rišiklyje sudaro labai apsauginį barjerą. Kietėjimo temperatūra yra žema, o plona plėvelė užtikrina išskirtinį atsparumą druskos purslams.

Tipiški parametrai:

• Storis: 8–15 μm – tinka tiksliam tvirtinimui
• Atsparumas druskos purškimui (ASTM B117): didesnis arba lygus 2000 valandų
• Kietėjimo temperatūra: 80 laipsnių – nekelia pavojaus grūdintam plienui
• Vandenilio trapumas: nėra
• Atitiktis: RoHS/REACH (be Cr⁶⁺, be švino)

Kodėl tai tinka tiksliams CNC komponentams

• Plona plėvelė (8–15 μm): pavyzdys – 30 mm h6 velenas turi 13 μm tolerancijos juostą. Įprastos dangos (60–100 μm) viršija visą juostą; ši danga telpa joje, todėl apdirbimo etape galima apskaityti matmenis.
• Žema kietėjimo temperatūra (80 laipsnių): apsaugo nuo grūdinimo ar įtempimo sukietėjusiose dalyse, pvz., kumštelių sekėjų, krumpliaračių velenų, velenų.

Geriausiai tinka: tikslioms reikmėms, kuriose turi būti apsauga nuo korozijos ir matmenų vientisumas – tuščiaviduriai sukamieji stalai, krumpliaračių mazgai ir panašios dalys.

Veikimo palyginimas: 6 metalo antikorozinės dangos

Standartinė nuoroda: druskos purškimo bandymas, atliktas pagal ASTM B117. Korozijos aplinkos klasifikacija pagal ISO 12944 (C1–C5). Jei nenurodyta kitaip, storio vertės rodo tipinį sausos sluoksnio storį (DFT), kai naudojamas vienas sluoksnis.

Kaip perskaityti šią lentelę

Druskos purškimo valandos nėra tiesiogiai palyginamos tarp dangų. 1000 valandų ASTM B117 rezultatas ant milteliniu būdu dengto rėmo, palyginti su daug cinko turinčiu gruntu ant veleno, atspindi skirtingus pagrindo paruošimo, sukibimo ir gedimo režimus. Visada prašykite konkrečios dangos bandymo ataskaitų.

Tikslioms dalims dėl storio kyla dvi rizikos: matmenų trukdžiai (danga viršija numatytą prošvaisą) ir storio kitimas (±20 μm procesas, išplitęs ant ±10 μm kiaurymės, sukelia nenuoseklius sutapimus).

Cinko-aliuminio kompozitinių dangų 80 laipsnių kietėjimo temperatūra yra pagrindinė riba. Dauguma grūdinto plieno komponentų (kumštelių sekėjų, velenų, krumpliaračių ruošinių) grūdinami 150–200 laipsnių. Kietinant virš šio diapazono, gali pakisti kietumas arba liekamasis įtempis. 80 laipsnių temperatūroje ši danga saugiai išlieka žemiau grūdinimo diapazono.

Atitiktis RoHS/REACH: Visos šešios dangos gali būti suformuluotos taip, kad atitiktų. Tačiau senesnėse cinko-fosfato ir chromato konversijos sistemose gali būti šešiavalenčio chromo (Cr⁶⁺) – uždraustas ES. Jei eksportuojate į Europą ar pasaulinius originalios įrangos gamintojus, aiškiai patvirtinkite sertifikatą be Cr⁶⁺.

Pateikiame keturis pagrindinius veiksnius, padėsiančius pasirinkti tinkamą metalinių komponentų anti{0}}rūdžių dangą.

Darbo aplinka - Druskos purškimo lygis, temperatūra ir cheminių medžiagų poveikis

Svarbiausias bet kokios dangos pasirinkimo veiksnys yra korozijos aplinka, kurioje dalis iš tikrųjų gyvens.ISO 12944suteikia plačiausiai naudojamą klasifikavimo sistemą, apibrėžiančią penkias korozijos kategorijas pagal metinius medžiagų nuostolius iš neapsaugoto plieno:

Temperatūros diapazonas yra svarbus atskirai nuo korozijos kategorijos. Epoksidas minkštėja virš 120 laipsnių; Nepertraukiamo naudojimo metu poliuretanas suyra virš 150 laipsnių. Jei jūsų komponentas veikia šalia šilumos šaltinių (variklių, pavarų dėžių, krosnių), patikrinkite terminį stabilumą -, o ne tik druskos purškimo efektyvumą.

Metalo substrato tipas - anglinis plienas, nerūdijantis plienas ir aliuminio lydinys

Pagrindo medžiaga lemia korozijos mechanizmą ir reikalingą paviršiaus paruošimą. Neteisingas pasiruošimas=priešlaikinis gedimas.

• Anglies plienas – labiausiai atsparus dangoms ir korozijai. Standartinis paruošimas: išankstinis apdorojimas fosfatu (cinko arba geležies fosfatu, 1–15 μm, matmenys nereikšmingi). Numatytoji vertė tikslioms dalims prieš padengiant cinko-aliuminio dangą.

• Nerūdijantis plienas (304/316L) – pasyvus chromo oksido sluoksnis atsparus sukibimui. Turi mechaniškai sulaužyti sluoksnį (abrazyvinis pūtimas iki Ra 3–6 μm). To nepadarius, danga išsisluoksniuoja veikiant terminiam ar mechaniniam poveikiui.

• Aliuminio lydiniai – natūralus oksidas yra per lygus ir inertiškas. Išankstinis apdorojimas: chromato konversija arba ekvivalentas be Cr⁶⁺ (trivalenčio chromo procesas, TCP). ES rinkoms nurodykite TCP – šešiavalentis chromas yra ribojamas pagal REACH.

• Galvaninis suderinamumas – kai plieniniai varžtai dengiami aliuminiu, danga turi veikti kaip galvaninis izoliatorius. Jei sąsaja pažeista, plieno ir aliuminio potencialų skirtumas pagreitina koroziją. Kartu peržiūrėkite dangos pasirinkimą ir jungties dizainą.

Matmenų tolerancijos reikalavimai

Daugumoje dangų kreiptuvų šis veiksnys nėra -, tačiau jis yra svarbiausias tiksliesiems gamintojams.

Kiekviena danga padidina storį. Konstrukcinėje sijoje 50 μm neturi reikšmės. Ant tikslaus poravimosi paviršiaus tie patys 50 μm nustato, ar surinkimas veikia.

Apsvarstykite Ø30 H7/h6 tarpinį tvirtinimą (guolis / velenas):

• H7 kiaurymė: +0/+21 μm
• h6 velenas: 0/-13 μm
• Bendra projektinė prošvaisa: 0–34 μm

Užtepkite įprastą epoksidinę dangą mažiausiai 20 μm ant veleno → sunaudoja 59% didžiausio tarpo. Esant 40 μm, trukdžiai prieš surinkimą.

Kompozitinė cinko-aliuminio danga (8–15 μm, ± 3 μm proceso kitimas) yra vienintelė įprasta sistema, kuri patikimai tinka tiksliai-pritaikytiems paviršiams be naujo dizaino. Itin tikslioms dalims (indeksavimas po lanko minutėmis, didelio tikslumo velenai) nurodykite brėžinyje esantį dangos nuolaidą -, pvz., paviršiaus šiurkštumą arba geometrines leistinas nuokrypas.

Teisės aktų laikymasis – RoHS, REACH, ASTM B117

ES rinkoms tiekiantiems gamintojams atitiktis yra privaloma.

RoHS riboja švino, gyvsidabrio, kadmio ir šešiavalenčio chromo (Cr⁶⁺) naudojimą elektrinėje / elektroninėje įrangoje. Tradiciniuose procesuose (kietas chromas, dengimas kadmiu, chromato konversija) dažnai naudojamas neatitinkantis Cr⁶⁺ arba švino.

REACH reikalauja kontroliuoti labai didelį susirūpinimą keliančias medžiagas (SVHC). Cr⁶⁺ įtrauktas į XIV priedą, todėl reikalingas leidimas, kurį gauti vis sunkiau. Jei naudojate tradicines chromato sistemas ES dalims, esate skolintas laikas.

ASTM B117 yra bandymo standartas, o ne reglamentas. Kai tiekėjas nurodo druskos purškimo valandas, patikrinkite, ar jos buvo gautos ant jūsų konkretaus pagrindo ir paruošto apdorojimo. Rezultatai ant plieninių plokščių neprilygsta fosfatuotų, apdirbtų komponentų veikimui.

Praktiška: Cinko-aliuminio kompozitinėje dangoje nėra Cr⁶⁺, ji atitinka RoHS/REACH reikalavimus ir užtikrina 2,{1}} valandas ASTM B117 – viena iš nedaugelio sistemų, atitinkančių visuotinį atitiktį ir našumą be skirtingų specifikacijų kiekvienoje rinkoje.