Omfattende analyse af Fastener Blackening Technology: Principper og anvendelser af forskellige sværtningsprocesser

Inden for industriel fremstilling, især for høj-stålfastgørelsesanordninger såsom flangeskruer med sekskanthovedbolte, sekskantskruer med skiver og forskellige sekskantede fastgørelsesanordninger med indbyggede-skiver, er overfladesværtning en almindelig og økonomisk rustforebyggende og dekorativ proces.

Sværtning (også kendt som blåfarvning eller oxidationsbehandling) involverer en kemisk reaktion for at skabe en tæt sort eller blålig -sort oxidfilm på ståloverfladen, hvilket forbedrer metallets korrosionsbestandighed, æstetik og monteringsevne. Baseret på forskellige temperaturer og kemiske reaktionsprincipper er sortfarvningsprocesser hovedsageligt opdelt i tre typer: alkalisk høj-temperatursværtning, stuetemperatursværtning og restvarmesværtning.

Alkalisk høj-temperatursværtning er en traditionel og moden metode til ståloverfladebehandling. Princippet er, at i en stærk alkalisk opløsning, der indeholder et oxidationsmiddel (såsom natriumnitrat eller natriumnitrit), ved en høj temperatur på 135-145 grader, reagerer stål med oxidanten og danner en sort magnetisk jernoxidfilm (Fe₃O₄).

Denne film er typisk 0,5-0,8 μm tyk, binder sig fast til metalsubstratet og har en lys, ensartet overflade. Den er velegnet til forskellige sekskantede flangebolte, bolte med flanger og sekskantede hoveder og andre høj-fastgørelseselementer.

Fordele:

Filmen er hård og har god slidstyrke.

Procesudstyret er enkelt og billigt-.

Det ændrer ikke boltens overfladepræcision og dimensioner.

Ulemper:

Højt energiforbrug; driftstemperaturen når op til 150 grader;

Indeholder skadelige stoffer (såsom nitritter);

Spildevand kræver streng rensning, hvilket medfører en betydelig miljøbelastning.

Derfor er denne proces stadig meget udbredt i middel- og høj-fastgørelsesanordninger, men den erstattes gradvist af mere miljøvenlige-rumtemperatur- og spildvarme-sværtningsprocesser.

Med udviklingen af ​​grønne produktionskoncepter er teknologien til sortfarvning ved stuetemperatur hurtigt blevet fremmet på grund af dens energi-besparelse og lave-forureningsfordele. Denne teknologi er velegnet til små til mellemstore-fastgørelseselementer såsom sekskantskruer med skivesamling og sekskantskruer med integreret skive.

De vigtigste filmdannende-systemer til sortfarvningsløsninger ved stuetemperatur omfatter:

Kobber-Selensystem

Kobber-Svovlsystem

Kobber-Mangan-Svovlsystem osv.

1. Kobber-selensystemssværtningsmekanisme

Jernsubstratet reagerer med kobberioner for at udfælde kobber. Overfladekobberet reagerer med selenider og danner en sort kobberselenidfilm (Cu₂Se), som derefter oxideres for at danne et tæt filmlag med en ensartet dybsort farve.

2. Ikke-Selenid-systemmekanisme

En film dannes gennem sorte belægninger såsom Cu₂O og CuS, hvilket resulterer i gode anti--korrosions- og dekorative effekter.

3. Sværtningsproces ved stuetemperatur

Affedtning → Vandvask → Rustfjernelse → Sværtningsbehandling → Vandvask → Passivering/forsegling → Rust-Hæmmer olienedsænkning

Filmtykkelsen er cirka 0,2μm, med en ensartet og blank overflade. Efter-behandlingsprocesser (såsom passivering eller vand-baseret forsegling) er afgørende for at forbedre rustforebyggende ydeevne.

Fordele:

Lavt energiforbrug, driftstemperatur ved stuetemperatur;

Enkel proces, bred anvendelighed;

Ensartet filmfarve, stærk dekorativ effekt.

Ulemper:

Tynd film, moderat slidstyrke;

Stabiliteten og miljøtilpasningsevnen af ​​den sorte opløsning skal kontrolleres.

Restvarmesværtning er en hurtigt udviklende ny proces i de senere år, især velegnet til fastgørelseselementer såsom sekskantede hovedskruer med skiver og sekskantet flangehoved maskinskruer, som bevarer en relativt høj temperatur efter varmebehandling.

Denne teknologi udnytter restvarmen fra emnets hærdning (160-500 grader) til at reagere med organiske filmdannende stoffer- i den sværtende opløsning og danne en organisk polymerkompositfilm. Denne film giver fremragende korrosionsbeskyttelse og dekorative effekter.

Hovedegenskaber:

Tynd film (mindre end eller lig med 0,2μm), men med fremragende rustforebyggelse;

Det kan kombineres med hærdningsprocessen til kontinuerlig, automatiseret produktion.

Ingen spildevandsudledning, miljøvenlig og energibesparende-.

Velegnet til kulstofstål, legeret stål og varme-behandlede dele.

Forholdsregler:

Arbejdsemner skal opbevares ved en passende temperatur og tørre.

Små bolte i -størrelse vil have dårligere sorteffekt, hvis varmen er utilstrækkelig.

Slidbestandigheden af ​​filmen er lidt lavere end den for Fe304-film.

For fastgørelseselementer med høj-styrke, såsom flammede sekskantbolte og sekskantskruer med skiver, udvikler fremtidens sortfarvningsteknologi sig i følgende retninger:

Forbedring af filmadhæsion og korrosionsbestandighed, forlænger levetiden;

Standardiserende og miljøvenlige sortfarvningsløsninger for at reducere skadelige stoffer;

Udvikling af automatiserede, kontinuerlige sorte produktionslinjer, der forbinder dem med varmebehandling, rengøring og test

Introduktion af nanofilmdannelse og kompositbeskyttelsesteknologier for at forbedre filmdensitet og æstetik.

Med fremskridtene inden for grøn fremstilling og slank produktion vil moderne sværtningsprocesser fortsætte med at spille en afgørende rolle i fremstillingen af ​​sekskantskruer med skiver, maskinskruer med sekskantet flangehoved og andre høj-præcisionsbefæstelser.

Sværtningsteknologi er ikke kun en overfladebeskyttelsesmetode, men også en nøgleproces til at forbedre kvaliteten og konkurrenceevnen i fremstillingen af ​​fastgørelseselementer. Fra alkalisk høj-temperatur til stuetemperatur og derefter til spildvarmesværtning tilpasser forskellige tekniske ruter sig til forskellige produktstrukturer og ydeevnekrav.

I produktionen af ​​produkter som f.eks. Flamed Hexagon Head Bolt Screw, Hexagon Head Flange Bolt Screw og Washer-Udrusted Sexagon Head Screws, kan det passende udvalg af sortfarvningsprocesser ikke kun forbedre korrosionsbestandigheden, men også forbedre udseendets ensartethed og samlingens glathed, hvilket giver solid teknisk support til høj-.