Welche Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Schrauben gibt es üblicherweise?
Oberflächenbehandlung ist ein Prozessverfahren, das sich auf die künstliche Bildung einer Oberflächenschicht auf der Oberfläche des Substratmaterials bezieht, die andere mechanische, physikalische und chemische Eigenschaften als das Substrat aufweist. Der Zweck der Oberflächenbehandlung besteht darin, die Anforderungen an die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Dekoration usw. des Produkts zu erfüllen.
Bei der Auswahl von Schrauben sollten neben dem Hauptkriterium auch die Farbe und die Korrosionsbeständigkeit berücksichtigt werden. Gängige Oberflächenbehandlungsverfahren für Schrauben sind Oxidation, Elektrophorese, Galvanisierung, Dacromet-Beschichtung usw.
Je nach Oberflächenfarbe der Schraube kann diese in folgende Kategorien eingeteilt werden:
Schwarz beschichtete Schrauben
Bei herkömmlichen schwarzen Schrauben werden hauptsächlich Schwarzoxidations-, Galvanisierungs- und Elektrophoresebehandlungen durchgeführt.
Schwarzoxidationsbehandlung
Die Schwarzoxidation ist eine gängige Methode der chemischen Oberflächenbehandlung. Ihr Zweck besteht darin, auf der Metalloberfläche einen Oxidfilm zu erzeugen, der die Luft isoliert und Rost verhindert.
Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche des Stahls mithilfe eines starken Oxidationsmittels zu dichtem und glattem Ferroferricularoxid oxidiert. Diese dünne Schicht aus Ferroferrioxid kann das Innere des Stahls wirksam vor Oxidation schützen. Unterteilt in Niedertemperatur und Hochtemperatur.
Bei niedriger Temperatur (ca. 350 °C) gebildetes Ferroferricularoxid ist dunkelschwarz, was auch als Schwärzung bezeichnet wird. Durch Oxidation bei hohen Temperaturen (ca. 550 °C) entsteht himmelblaues Ferroferricularoxid, auch als Bläuen bekannt. Die Blaubehandlung wird häufig bei der Waffenherstellung verwendet, die Schwarzbehandlung hingegen häufig in der industriellen Produktion.
Zum Oxidieren der Stahloberfläche zu dichtem, glattem Ferroferrioxid ist ein starkes Oxidationsmittel erforderlich. Das starke Oxidationsmittel besteht aus Natriumhydroxid, Natriumnitrit und Trinatriumphosphat. Wenn er blau wird, behandeln Sie den Stahl mit einer starken Oxidationsmittelschmelze, und wenn er schwarz wird, behandeln Sie ihn mit einer wässrigen Lösung eines starken Oxidationsmittels.
Galvanotechnik
Beim Galvanisieren wird durch Elektrolyse eine Schicht aus anderen Metallfilmen oder Legierungsfilmen auf die Metalloberfläche aufgetragen. Ziel ist die Verbesserung der Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik.
Es gibt zwei Arten der Schwarzplattierung: die Schwarzverzinkung und die Schwarznickelplattierung.
Die Schwarzverzinkung ist ein Oxidationsschutzverfahren für Metalle, das sich besonders für Hardwareprodukte eignet. Zink ist chemisch reaktiv und oxidiert in der Luft leicht, wodurch es sich dunkel verfärbt. Nach dem Verzinken wird es mit Chromat behandelt, um eine chemische Schutzschicht auf dem Zink zu bilden. Dadurch wird das aktive Metall passiviert – dies ist die Passivierungsbehandlung der Zinkschicht. Die Passivierungsschicht kann in verschiedene Varianten unterteilt werden, z. B. Weißverzinkung, Hellblauverzinkung, Schwarzverzinkung und Grünverzinkung.
Der Prozess der galvanischen Schwarzverzinkung besteht üblicherweise aus Entfetten, Reinigen, Ätzen mit schwacher Säure, galvanischem Verzinken, Reinigen, Passivieren, Reinigen, Trocknen und Versiegeln mit Farbe.
Üblicherweise ist der Prozess der galvanischen Vernickelung folgender: Entfetten – Reinigen – Aktivierung mit schwacher Säure – Reinigen – Kupferplattierung – Aktivierung – Reinigen – Vernickelung – Reinigen – Passivierung – Reinigen – Trocknen – Versiegeln mit Lack.
Die aus dem Schwarznickelbad gewonnene Schwarznickelbeschichtung enthält 40–60 % Nickel, 20–30 % Zink, 10–15 % Schwefel und etwa 10 % organische Stoffe. Die schwarze Farbe entsteht durch das Vorhandensein von schwarzem Nickelsulfid in der Beschichtung, das durch die Reduktion von Thiocyanat an der Kathode entsteht, wodurch Sulfidionen freigesetzt werden. Der Kupferboden wird im Prozess hinzugefügt und die Hauptfunktion besteht darin, die Vernickelung im Nachbearbeitungsprozess zu erleichtern und die Korrosionsbeständigkeit der Schraube zu verbessern.
Ausrüstung für die Elektrophorese
Unter Elektrophorese versteht man das Phänomen, bei dem sich geladene Teilchen unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes in Richtung Elektroden mit entgegengesetzten elektrischen Eigenschaften bewegen.
Bei der Schwarzelektrophorese wird ein externes elektrisches Feld verwendet, um in der Elektrophoreselösung suspendierte Partikel wie Pigmente und Harze zu einer gerichteten Wanderung zu bewegen und auf der Substratoberfläche einer der Elektroden abzulagern. Elektrotauchschwarz wird in der Industrie vielfach eingesetzt. Der Schwarzprozess ist beispielsweise folgender: Entfetten – Reinigen – Phosphatieren – Elektrotauchlackieren – Trocknen. (Harz wird nach der Elektrophorese zu positiven Ionen). Im Vergleich zum Lackierverfahren weist es eine bessere Konstruktionsleistung auf, verursacht weniger Verschmutzung und Umweltschäden und seine Beständigkeit gegen neutralen Salznebel beträgt 300 Stunden oder mehr, und die Kosten und die Korrosionsbeständigkeit sind mit denen des Dacromet-Verfahrens vergleichbar.
Weiß beschichtete Schrauben
Übliche weiße Schrauben bestehen hauptsächlich aus galvanisiertem Weißnickel, Weißzink usw.
Galvanisieren von Weißzink
Der Prozess der galvanischen Weißverzinkung besteht aus Entfetten, Reinigen, Aktivierung mit schwacher Säure, galvanisches Verzinken, Reinigen, Weißpassivieren, Reinigen und Trocknen. Der Unterschied zu Schwarzzink besteht darin, dass keine Überversiegelungsfarbe vorhanden ist und auch die Passivierungslösung anders ist. Bei der weißen Passivierung handelt es sich um einen farblosen und transparenten Zinkoxidfilm, der fast kein Chrom enthält, sodass die Korrosionsbeständigkeit schlechter ist als bei schwarzem Zink, blauem Zink und farbigem Zink.
Die Korrosionsbeständigkeit von Weißzink ist besser als die von Weißnickel und sein Aussehen ist dunkler als das von Weißnickel.
Galvanisieren von Weißnickel
Das Verfahren der galvanischen Vernickelung ist im Prinzip dasselbe ; der Unterschied liegt in der Zusammensetzung der Galvanisierungslösung, bei der kein Zinksulfid zugesetzt wird.
Andere farbig beschichtete Schrauben
Zu den Beschichtungen anderer Farben gehören hauptsächlich Blauzink, Grünzink, farbiges Zink und Dacromet.
Der Galvanisierungsprozess von blauem Zink und grünem Zink ist in etwa der gleiche wie bei weißem Zink. Blaues Zink ist ein passivierter Zinkoxidfilm, der 0.5–0.6 mg/dm2 dreiwertiges Chrom enthält. Die grüne Passivierung beruht auf der Tatsache, dass die Passivierungslösung Phosphationen enthält und der resultierende grüne Film aus Chromat und Phosphat besteht.
Die Korrosionsbeständigkeit von blauem Zink ist besser als die von weißem Zink, und die Korrosionsbeständigkeit von grünem Zink ist besser als die von blauem Zink.
Farbiges Zink weist eine relativ gute Korrosionsbeständigkeit auf. Der Passivierungsprozess besteht aus: Verzinken – Reinigen – 2 %–3 % Salpetersäure zur Lichtemission – Reinigen – Passivierung mit niedrigem Chromgehalt – Reinigen – Altern durch Backen. Eine zu niedrige Temperatur während der Passivierung führt zu einer langsamen Filmbildung und einem dünnen Farbfilm. Durch die hohe Temperatur wird der Film dick und locker und die Haftung ist nicht stark. Am besten regelt man bei etwa 25 Grad, um sicherzustellen, dass man für eine gewisse Zeit die gleiche Farbe erhält. Nach der Passivierung muss ein Einbrennen durchgeführt werden, um die Haftung und Korrosionsbeständigkeit des Films zu verbessern.
Dacromet
Dacromet ist eine neuartige Korrosionsschutzbeschichtung mit Zinkpulver, Aluminiumpulver, Chromsäure und deionisiertem Wasser als Hauptbestandteilen. Der Prozessablauf ist Entfetten mit organischen Lösungsmitteln – mechanisches Polieren – Sprühen – Einbrennen – Nachsprühen – Einbrennen – Trocknen.
Der Vorteil des Dacromet-Verfahrens liegt in der sehr guten Korrosionsbeständigkeit, der Nachteil jedoch in der ungleichmäßigen Beschichtung.
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