Современные системы покрытий Delta-MKS® для крепежных изделий

С.А. Новацкий,  главный инженер, АО «Солди и Ко», г. Киев

Крепежные изделия, защищенные антикоррозионными покрытиями Delta-MKS®, хорошо зарекомендовали себя в эксплуатации. Покрытия Delta-MKS® относятся к типу неэлектролитических, состоят из мелкодисперсного цинка и электропроводящего связующего. Технологию их нанесения и состав разработаны фирмой Dorken MKS-Systeme GmbH & Co. KG.

Возрастающие требования к уровню долговечности и коррозионной стойкости машин и строительных конструкций приводят к появлению более совершенных методов и технологий защиты поверхности от разрушающего воздействия окружающей среды и агрессивных условий эксплуатации. Известно, что одним из наиболее эффективных и дешевых способов достижения этой цели является нанесение защитных покрытий. В мировой практике исторически сложилось так, что покрытия на основе цинка получили наибольшее распространение по причине оптимального соотношения стоимость/защитные свойства. Цинк, обладая более отрицательным (на 0,2–0,3 мВ) электродным потенциалом, чем (железо) сталь, при воздействии агрессивных сред (электролиты) медленно растворяется в процессе протекания электрохимических реакций, приводящих к постоянному обновлению защитных пассивных пленок, защищая тем самым основной материал крепежного изделия. Таким образом, цинковое покрытие осуществляет не только барьерную, но и катодную защиту.

На сегодняшний день в мире существует несколько технологий нанесения защитных цинковых покрытий. Наряду с давно зарекомендовавшим себя гальваническим цинкованием, применяют горячее, термодиффузионное, механическое цинкование. На наш взгляд, наиболее прогрессивным и эффективным является нанесение защитных дисперсных цинковых антикоррозионных покрытий Delta-MKS® на крепежные изделия резьбового типа. Технология нанесения и сами покрытия разработаны фирмой Dorken MKS-Systeme GmbH & Co. KG. Покрытия Delta-MKS® относятся к типу неэлектролитических покрытий с использованием мелкодисперсного цинка и электропроводящего связующего. Цинк представлен в виде ламелей (чешуек) толщиной в несколько десятых долей микрона, с шириной (длиной), составляющей 20–30 мкм. Антикоррозионные системы покрытий Delta-MKS® состоят из базового слоя и дополнительного изолирующего слоя.

Базовый слой — это электропроводящая матрица неорганического происхождения, заполненная параллельно расположенными чешуйками цинка. Базовый слой, благодаря электропроводности и наличию дисперсного цинка, осуществляет катодную защиту материала крепежного изделия. При внешнем механическом повреждении покрытия вначале подвергается коррозионному разрушению дисперсный цинк, и только потом начинает корродировать непосредственно материал крепежного элемента. Базовый слой обладает устойчивостью к органическим растворителям (при применении без дополнительного слоя), он имеет серебристо-серый цвет, его толщина находится в диапазоне 5–10 мкм.

Дополнительный защитный слой — это покрытие на органической или неорганической основе, нанесенное на базовый слой Delta-MKS® или гальваническое цинковое покрытие. Этот дополнительный слой наряду с увеличением антикоррозионной защиты металлических крепежных изделий создает новые свойства покрытия — фрикционные, упруго-пластичные, тепловые, химически стойкие, механические, декоративные. Толщина дополнительного слоя может находиться в диапазоне 1–10 мкм.

Определенное сочетание базовых и дополнительных слоев образует спектр высокоэффективных антикоррозионных систем покрытий Delta-MKS® для крепежных изделий. Таким образом, можно всегда подобрать покрытие или систему покрытий, которые максимально соответствуют эксплуатационным условиям и требованиям потребителя.

Основные преимущества покрытий Delta-MKS®

  • Высокоэффективная катодная защита от коррозии: реализуется за счет ламелей дисперсного цинка, обладающих более отрицательным электрическим потенциалом в сравнении со сталью и электропроводящей основой.
  • Исключение вредных веществ: хрома (VI), никеля, кадмия, свинца, молибдена. В связи с постоянко повышающимися требованиями экологической и химической безопасности при производстве, нанесении и применении покритий Delta-MKS®. Полностью исключены вредные вещества, указанные в техническом реглменте Евросоюза REACH (регистрация, испытание, экспертиза, ограничение) № 1907/2006 и перечне опасных веществ Европейского химического агенства (ЕХА). Несмотря на то, что законодательство REACH планируется ввести только на территории Европы, очень остро стоят вопросы соответствия украинской промышленности международным стандартам и конкурентоспособности отечественной продукции. Если предприятия откажутся или не смогут соблюдать нормы и правила REACH по всему циклу производственной цепочки, доступ для украинского экспорта на рынки стран Евросоюза будет закрыт.
  • Малая, по сравнению с горячим цинком, толщина слоя покрытия, что исключает необходимость специальной подготовки резьбовых частей сопрягаемых крепежных изделий, что позволяет покрывать крепеж практически всех размеров.
  • Отсутствие влияния на механические свойства покрываемых изделий из-за невысокой, по сравнению с горячим цинком (450–550° C), температуры обжига <250° C.
  • Исключение наводораживания (насыщения водородом) поверхностного слоя изделий из высокопрочных сталей. Использование гальванических покрытий для крепежных изделий высокой прочности сопряжено с риском возникновения хрупкого разрушения, как результата водородного насыщения, что является неизбежным сопутствующим эффектом гальванического процесса. Водород вызывает преждевременное хрупкое разрушение высокопрочных легированных сталей и изделий из них, и, в первую очередь, за счет снижения ударной вязкости (ГОСТ 9454-70). Для устранения этого отрицательного явления крепеж подвергают специальной термообработке (отжигу). Очень трудно подобрать оптимальный режим отжига из-за того, что высокопрочный крепеж изготавливают из различных марок сталей. Полную гарантию надежности высокопрочных крепежных изделий, исключение вероятности хрупкого разрушения и одновременно коррозионную стойкость можно обеспечить, только используя метод, отличный от гальванического метода нанесения защитных покрытий. Технология нанесения покрытий Delta-MKS® — это неэлектролитический процесс.
  • Устойчивость к органическим растворителям, кислотам, щелочам. Базовые слои устойчивы к органическим растворителям, а также маслам, бензинам. Системы покрытий (базовый слой + дополнительный слой) устойчивы к кислотам, щелочам, чистящим средствам.
  • Выдерживает от 6 до 10 циклов закручивания резьбового соединения на предельных моментах.
  • Максимальная постоянная температура применения до 200° C.
  • Подходит для гибких и упругих элементов, таких как пружинные шайбы, шайбы Гровера, витые и тарельчатые пружины за счет эластичности.
  • Позволяет регулировать коэффициент трения в резьбовом соединении в пределах µ = 0,09 – 0,18 за счет интегрированной в базовый или дополнительный слои твердой смазки. Это преимущество позволяет иметь, наряду с высокоэффективной антикоррозионной защитой, стабильный коэффициент закручивания крепежных изделий, что очень важно для качественного монтажа ответственных металлоконструкций и других соединений.
  • Возможность выбора цвета покрытия. Данное свойство реализуется с помощью дополнительных слоев. Имеется широкая гамма цветов. Возможно покрытие изделий из алюминия и сплавов, нержавеющей стали.

Нанесение покрытий производится на автоматизированных линиях.

Технология нанесения покрытий Delta-MKS® включает в себя такие основные этапы:

  • Подготовка — поэтапная промывка в водных растворах моющих средств с последующей дробеструйной обработкой для активации поверхностного слоя изделий.
  • Нанесение покрытия— цикличное погружение изделий в раствор с последующим центрифугированием. (Методом центрифугирования удаляются излишки раствора на изделиях.)
  • Термическая обработка — предварительный подогрев до температуры 60–80° С. Выдержка покрытых изделий в проходной печи при температуре 180–250° С.
  • Охлаждение — принудительное охлаждение и выгрузка.

Процессы можно повторять несколько раз до получения требуемой толщины покрытия. Но самым главным свойством любого покрытия является коррозионная стойкость. Оценивая коррозионную стойкость покрытия Delta-MKS® по методу воздействия нейтрального соляного тумана в специальных камерах (КСТ) в соответствии с требованиями ASTM (Американское общество по испытанию материалов) B117/DIN 59021 и анализируя значения по требованиям DIN 50961, получаем данные, представленные в табл. 1.

Они показывают, что покрытия Delta-MKS® превосходят по коррозионной устойчивости все традиционные виды покрытий. Технология нанесения и сами покрытия Delta-MKS® уже доступны в Украине.

АО «СОЛДИ И Ко» 04073, г. Киев, ул. Сырецкая, 28/2 Тел.: (044) 463-82-77 e-mail: novatsky@soldi.kiev.ua

Номер и год выпуска: 3/2011.
Рубрики: Технологии.
Ссылка на статью на сайте журнала «Оборудование и инструмент для профессионалов».