उच्च शक्ति और संक्षारण प्रतिरोधी बोल्ट के लिए सतही उपचार का विस्तृत परिचय

फास्टनर डिज़ाइन और चयन में सतह उपचार का उचित चयन महत्वपूर्ण है। सतह उपचार प्रक्रियाओं की एक विस्तृत विविधता उपलब्ध हैफास्टनर. डिजाइनर परिचालन स्थितियों, संक्षारण प्रतिरोध आवश्यकताओं, असेंबली प्रदर्शन, तापमान पर्यावरण, पर्यावरण संरक्षण मानकों और लागत बजट के अनुसार किफायती और संगत समाधान का चयन करेंगे। अधिकांश वाणिज्यिक फास्टनरों कार्बन स्टील या मिश्र धातु स्टील से बने होते हैं, जो जंग के प्रति संवेदनशील होते हैं। यहां तक ​​कि संक्षारण प्रतिरोधी सामग्रियों से निर्मित फास्टनरों को संक्षारक मीडिया को अलग करने और ऑक्सीकरण में देरी करने के लिए सतह उपचार की आवश्यकता होती है।

फास्टनर कोटिंग में मजबूत आसंजन, असेंबली और डिससेम्बली के दौरान कोई छीलन नहीं होना चाहिए, और उचित मोटाई होनी चाहिए जो थ्रेड जुड़ाव में हस्तक्षेप नहीं करती है। इसके अलावा, अधिकांश कोटिंग्स की तापमान प्रतिरोध सीमा बेस स्टील सामग्री की तुलना में कम है; इसलिए, चयन के दौरान सेवा तापमान पर विचार किया जाना चाहिए। उपस्थिति और जंग-रोधी कार्यों के अलावा, सतह का उपचार फास्टनरों के बन्धन प्रदर्शन को बहुत प्रभावित करता है, विशेष रूप से टॉर्क-प्रीलोड बल की स्थिरता को। व्यावसायिक डिज़ाइन व्यापक रूप से संक्षारण प्रतिरोध, असेंबली विनिर्माण क्षमता, परिचालन स्थिरता और पर्यावरणीय अनुपालन को संतुलित करता है। यह लेख उच्च शक्ति और संक्षारण प्रतिरोधी फास्टनरों के लिए मुख्यधारा की सतह उपचार प्रक्रियाओं का परिचय देता है।

1. इलेक्ट्रो-गैल्वनाइजिंग

इलेक्ट्रो-गैल्वनाइजिंग वाणिज्यिक फास्टनरों के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली कोटिंग है। यह साफ दिखने के साथ लागत प्रभावी है और सफेद जस्ता, पीला जस्ता, काला जस्ता और जैतून के केकड़े सहित कई फिनिश में उपलब्ध है। हालाँकि, यह जिंक-आधारित कोटिंग्स के बीच अपेक्षाकृत कमजोर संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है। पारंपरिक इलेक्ट्रो-गैल्वनाइजिंग का तटस्थ नमक स्प्रे (एनएसएस) जीवन 72 घंटों के भीतर है। उन्नत सीलिंग एजेंटों के साथ, नमक स्प्रे प्रतिरोध 200 घंटे से अधिक हो सकता है, लेकिन लागत सामान्य गैल्वनाइजिंग की तुलना में 5 से 8 गुना अधिक है।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया आसानी से हाइड्रोजन उत्सर्जन का कारण बनती है। तदनुसार, ग्रेड 10.9 और उससे ऊपर के उच्च शक्ति वाले बोल्ट आम तौर पर साधारण इलेक्ट्रो-गैल्वनाइजिंग से निषिद्ध हैं। हालांकि बेकिंग डिहाइड्रोजनेशन संभव है, पैसिवेशन फिल्म 60 डिग्री से ऊपर क्षतिग्रस्त हो जाएगी। इस प्रकार इलेक्ट्रोप्लेटिंग के बाद और निष्क्रियता से पहले डीहाइड्रोजनीकरण किया जाना चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप जटिल संचालन और उच्च लागत आती है। अधिकांश निर्माता तब तक डीहाइड्रोजनीकरण नहीं करते जब तक कि ग्राहकों द्वारा विशेष रूप से इसकी आवश्यकता न हो।

इलेक्ट्रो-गैल्वनाइज्ड फास्टनरों में खराब और अस्थिर टॉर्क-प्रीलोड स्थिरता दिखाई देती है, इसलिए इन्हें आम तौर पर महत्वपूर्ण संरचनात्मक कनेक्शन के लिए उपयोग नहीं किया जाता है। टॉर्क स्थिरता और प्रीलोड स्थिरता में सुधार के लिए प्लेटिंग के बाद स्नेहक कोटिंग लागू की जा सकती है।

2. फॉस्फेटिंग

फॉस्फेटिंग इलेक्ट्रो-गैल्वनाइजिंग से सस्ता है लेकिन कम बुनियादी संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है। प्रभावी सुरक्षा के लिए इसे तेल से सील किया जाना चाहिए। साधारण एंटी-रस्ट तेल केवल 10 से 20 घंटे का एनएसएस प्रतिरोध प्रदान करता है, जबकि उच्च ग्रेड एंटी-रस्ट तेल इसे 2 से 3 गुना लागत पर 72 से 96 घंटे तक बढ़ा सकता है।

फास्टनरों पर दो मुख्यधारा फॉस्फेटिंग प्रकार लागू होते हैं: जिंक फॉस्फेटिंग और मैंगनीज फॉस्फेटिंग। जिंक फॉस्फेटिंग सटीक असेंबली के लिए उत्कृष्ट चिकनाई प्रदान करता है, जबकि मैंगनीज फॉस्फेटिंग 107 डिग्री से 204 डिग्री (225 डिग्री एफ से 400 डिग्री एफ) के ऑपरेटिंग तापमान रेंज के साथ बेहतर संक्षारण प्रतिरोध और पहनने का प्रतिरोध प्रदान करता है।

फॉस्फेटिंग का सबसे बड़ा लाभ उत्कृष्ट टॉर्क-प्रीलोड स्थिरता है, जो स्थिर और सटीक असेंबली प्रीलोड सुनिश्चित करता है। इसका व्यापक रूप से स्टील स्ट्रक्चर असेंबली, इंजन कनेक्टिंग रॉड बोल्ट, सिलेंडर हेड बोल्ट, मुख्य बीयरिंग फास्टनरों, फ्लाईव्हील और व्हील बोल्ट जैसे महत्वपूर्ण औद्योगिक कनेक्शन में उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, फॉस्फेटिंग से कोई हाइड्रोजन उत्सर्जन नहीं होता है, जिससे यह ग्रेड 10.9 और उच्चतर उच्च शक्ति वाले बोल्ट के लिए मानक सतह उपचार बन जाता है।

3. ऑक्साइड नीलापन (ब्लैक ऑक्साइड कोटिंग)

ब्लूइंग प्लस ऑयल सीलिंग साफ दिखने वाले औद्योगिक फास्टनरों के लिए सबसे कम लागत वाला सतह उपचार है, जो शुष्क इनडोर वातावरण के लिए उपयुक्त है। ब्लैक ऑक्साइड फिल्म में लगभग कोई संक्षारण-रोधी क्षमता नहीं होती है और यह पूरी तरह से सतह के तेल संरक्षण पर निर्भर करती है। तेल के बिना, सतह तेजी से जंग खा जाती है। तेल-सीलबंद ब्लूड फास्टनरों का एनएसएस प्रतिरोध केवल 3 से 5 घंटे है।

नीले फास्टनरों में खराब टॉर्क-प्रीलोड स्थिरता होती है। असेंबली से पहले धागे की सतहों पर चिकनाई लगाने वाला ग्रीस जुड़ाव की गुणवत्ता और प्रीलोड स्थिरता में सुधार कर सकता है।

4. कैडमियम चढ़ाना

कैडमियम चढ़ाना उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है, विशेष रूप से पारंपरिक उपचारों की तुलना में समुद्री वातावरण में बेहतर नमक स्प्रे प्रदर्शन प्रदान करता है। हालाँकि, इसका अपशिष्ट जल उपचार कठिन और पर्यावरणीय रूप से खतरनाक है, इसकी उत्पादन लागत बहुत अधिक है, जो इलेक्ट्रो-गैल्वनाइजिंग से लगभग 15 से 20 गुना अधिक है। इसे केवल अत्यधिक सेवा स्थितियों जैसे ऑफशोर ड्रिलिंग प्लेटफॉर्म और एयरोस्पेस फास्टनरों के लिए अपनाया जाता है, और सामान्य उद्योगों में इसका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। कैडमियम चढ़ाना भी हाइड्रोजन उत्सर्जन को प्रेरित करता है और अल्ट्रा‑ के लिए उपयुक्त नहीं हैउच्च शक्ति वाले बोल्ट.

5. क्रोमियम चढ़ाना

क्रोमियम कोटिंग्स उत्कृष्ट चमक बनाए रखने, उच्च कठोरता और बेहतर पहनने के प्रतिरोध के साथ वायुमंडलीय वातावरण में रासायनिक रूप से स्थिर हैं। फास्टनरों पर, क्रोमियम चढ़ाना का उपयोग ज्यादातर सजावटी उद्देश्यों के लिए किया जाता है। स्टेनलेस स्टील की तुलना में उच्च लागत के कारण इसका उपयोग हेवी-ड्यूटी एंटी-जंग अनुप्रयोगों के लिए शायद ही कभी किया जाता है। इसे केवल तभी लागू किया जाता है जब स्टेनलेस स्टील ताकत की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है।

आसंजन और संक्षारण प्रतिरोध सुनिश्चित करने के लिए क्रोमियम चढ़ाना के लिए तांबे और निकल के अंडरकोट की आवश्यकता होती है। कोटिंग 650 डिग्री (1200 डिग्री फारेनहाइट) तक उच्च तापमान का सामना कर सकती है, लेकिन हाइड्रोजन उत्सर्जन उच्च शक्ति वाले बोल्ट के लिए एक संभावित खतरा बना हुआ है।

6. चांदी चढ़ाना और निकल चढ़ाना

सिल्वर प्लेटिंग संक्षारण प्रतिरोध और ठोस स्नेहन दोनों प्रदान करती है। यह 870 डिग्री (1600 डिग्री फारेनहाइट) तक के तापमान पर स्थिर प्रदर्शन बनाए रखता है और उच्च तापमान की स्थिति में थ्रेड ऑक्सीकरण और जब्ती को प्रभावी ढंग से रोकता है। लागत बाधाओं के कारण, इसका उपयोग मुख्य रूप से उच्च तापमान वाले उपकरणों में नट और छोटे सटीक बोल्ट के लिए किया जाता है।

निकेल प्लेटिंग का उपयोग मुख्य रूप से उन परिदृश्यों के लिए किया जाता है, जिनमें संक्षारण प्रतिरोध और विद्युत चालकता दोनों की आवश्यकता होती है, जैसे वाहन बैटरी के लिए टर्मिनल फास्टनरों।

7. हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग (एचडीजी)

हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग 15 से 100 माइक्रोन की मोटाई और उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध के साथ एक उच्च तापमान थर्मल प्रसार जस्ता कोटिंग है, जो व्यापक रूप से भारी आउटडोर इंजीनियरिंग उपकरणों के लिए उपयोग किया जाता है। यह खराब मोटाई की एकरूपता और उत्पादन के दौरान जस्ता अवशेषों और जस्ता वाष्प के कारण होने वाले गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण से ग्रस्त है।

मोटी कोटिंग अक्सर थ्रेड जामिंग और मुश्किल जुड़ाव का कारण बनती है। सामान्य समाधानों में गैल्वनाइजिंग के बाद आंतरिक धागे को टैप करना (जो आंशिक कोटिंग को नुकसान पहुंचाता है और संक्षारण प्रतिरोध को कम करता है) या गैल्वनाइजिंग से पहले नट थ्रेड छेद को 0.16 से 0.75 मिमी (एम 5-एम 30 के लिए) तक बढ़ाना (जो संरचनात्मक ताकत को थोड़ा कम करता है)। स्पाइरालॉक एंटी-लूज़िंग थ्रेड डिज़ाइन पूर्ण संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति को बनाए रखते हुए मोटी कोटिंग्स को समायोजित करके इस समस्या को हल कर सकता है।

उच्च प्रसंस्करण तापमान के कारण मेटलोग्राफिक संरचना में परिवर्तन होता हैताप-उपचारित बोल्ट, ग्रेड 10.9 और उससे ऊपर के फास्टनरों के लिए हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग निषिद्ध है।

8. पाउडर जिंक प्रसार

पाउडर जिंक प्रसार एक ठोस-अवस्था धातुकर्म थर्मल प्रसार प्रक्रिया है जो धागे और ब्लाइंड होल जैसी जटिल सतहों पर एक समान कोटिंग बनाती है। कोटिंग की मोटाई 10 से 110 μm तक होती है और मोटाई की त्रुटि 10% के भीतर नियंत्रित होती है। सभी जिंक-आधारित उपचारों में, यह शून्य प्रदूषण और बिना हाइड्रोजन उत्सर्जन के उच्चतम संबंध शक्ति और संक्षारण स्थिरता प्रदान करता है, जो उच्च परिशुद्धता, उच्च शक्ति और उच्च संक्षारण प्रतिरोध फास्टनरों के लिए आदर्श है।

9. डैक्रोमेट कोटिंग

डैक्रोमेट (जिंक-क्रोमियम कोटिंग) में शून्य हाइड्रोजन उत्सर्जन जोखिम और उत्कृष्ट टॉर्क-प्रीलोड स्थिरता है। यह बेहतर नमक स्प्रे प्रतिरोध, उच्च तापमान स्थिरता और रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है, और असमान धातु संपर्क के कारण होने वाले गैल्वेनिक संक्षारण और ऑक्सीडेटिव भंगुरता को प्रभावी ढंग से रोकता है। हेक्सावलेंट क्रोमियम पर्यावरणीय प्रतिबंधों को छोड़कर, यह अत्यधिक संक्षारण प्रतिरोध की आवश्यकता वाले उच्च शक्ति वाले फास्टनरों के लिए सर्वोत्तम सतह उपचारों में से एक है।

सामान्य डैक्रोमेट ग्रेड में 9028, G917 और G980 शामिल हैं, जो सिल्वर और ब्लैक फिनिश में उपलब्ध हैं। ग्रेड 9028 पारंपरिक संक्षारण संरक्षण के लिए एक किफायती सूत्र है; G917 जटिल मीडिया वातावरणों के लिए उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध प्रदान करता है; G980 200 डिग्री से ऊपर निरंतर सेवा के लिए उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध प्रदान करता है।

ELV, WEEE और RoHS पर्यावरण निर्देशों का अनुपालन करते हुए, डैक्रोमेट को ऑटोमोटिव, घरेलू उपकरण और निर्माण उद्योगों में व्यापक रूप से लागू किया जाता है। यह उच्च तापमान और भारी संक्षारक घटकों जैसे ऑटोमोटिव एग्जॉस्ट हीट शील्ड, रेडिएटर, चेसिस पार्ट्स, गैस मीटर और समुद्री उपकरण के लिए उपयुक्त है।