معرفی و بررسی انواع پوشش پیچ و مهره ها

بهره گیری از پیچ و مهره ها جهت استفاده در صنایع مختلف یک امر کاملا ضروری می باشد که با توجه به موقعیت استفاده و شرایط آب و هوایی با پوشش های متفاوتی عرضه می گردند. این پوشش ها جهت بالا بردن مقاومت در برابر خوردگی و گاهی اوقات هم جهت مصارف تزئینی به کار گرفته می شود. همچنین برخی از پیچ و مهره ها از جنس آهن هستند که بدون پوشش رنگ از آن ها استفاده می شود که به آن ها اصطلاحا خودرنگ گفته می شود.

پوشش دهی فلزات یعنی ایجاد یک لایه پوششی بر روی سطح پیچ و مهره ایجاد می گردد که از سایش یا خوردگی و شکستن آن جلوگیری به عمل آورده و هر کدام دارای ویژگی های متفاوتی هستند. همچنین پوشش پیچ و مهره ها باعث افزایش کیفیت و طول عمر قطعات می شود.

انواع پوشش پیچ و مهره ها عبارت اند از:

• پوشش گالوانیزه سرد

• پوشش گالوانیزه گرم

• پوشش داکرومات

• پوشش سیاه کاری یا بلک اکساید

• پوشش PTFE

• پوشش کادمیوم

• پوشش نیکل کروم

پوشش گالوانیزه سرد

پوشش یا روکش گالوانیزه سرد، یک عمل تبدیل کننده چشمگیر می باشد و بدین گونه است که یک رنگ غنی از روی بر سطح پیچ و مهره های فولادی یا آهنی جهت افزایش مقاومت در برابر خوردگی ایجاد می شود. لازم است بدانید، گالوانیزه گرم عمر بالاتری نسبت به گالوانیزه سرد دارد و در مواقعی که مقاومت بالای پیچ و مهره یا دیگر قطعات مهم و کاربردی باشد، این پوشش به کار گرفته نمی شود.

همانطور که می دانید پوشش ها دارای استاندارد جهانی به خصوصی هستند که استاندارد پوشش گالوانیزه سرد ASTMA 123 می باشد. پیچ و مهره های گالوانیزه سرد عمدتا دارای رنگ خاکستری روشنی می باشند که البته با توجه به درجات متفاوت پیچ و مهره هایی با عملکرد بالا ممکن است رنگ آن به صورت خاکستری مات باشند.

کاربرد پوشش گالوانیزه سرد

پیچ و مهره و قطعات فلزی دیگری با پوشش گالوانیزه سرد در صنایع متفاوتی همچون خودرو سازی، صنایع ساختمانی و... یک محافظ فوق العاده می باشد که از اجزای فلزی مانند پیچ و مهره ها در برابر آسیب های احتمالی بر اساس وضعیت آب و هوا و زمان، محافظت می نماید. حتی می توان گفت در منازل هم از این نوع پوشش در وسیله هایی همچون ماشین لباسشویی، یخچال ها و دیگر وسایل از این نوع پوشش استفاده می شود که علاوه بر جلوه خوبی که دارد این اطمینان را می دهد که طول عمر طولانی تری داشته باشند.

مزایا پوشش گالوانیزه سرد

✔ تولید ساده و سریع

✔ دوام و مقاومت بیش از 50 سال

✔ قیمت مقرون به صرفه

✔ قابل بازیافت بودن

✔ ظاهر زیبا به دلیل سطح براق و درخشان

معایب پوشش گالوانیزه سرد

• مقاومت پایین نسبت به سایر گالوانیزاسیون

• ضخامت کم پوشش

• آلودگی محیط زیست

پوشش گالوانیزه گرم

پوشش گالوانیزه گرم درواقع فرایندی از فولاد است که با لایه ای از روی بوجود میآید و در برابر خوردگی، از استحکام و مقاومت بسیار بالایی برخوردار می باشد. پوشش گالوانیزه گرم یکی از مهم و قدیمی ترین روش ایجاد پوشش روی است و سالیانه بالاتر از دو ملیون تن روی، از این روش استفاده می شود؛ تا در نهایت بر روی 40 میلیون تن فولاد پوشش داده شود. ضخامت پوشش گالوانیزه گرم به عوامل مختلفی همچون مدت غوطه ور شدن، نوع پیچ و مهره و دمای روی مذاب بستگی دارد و عمدتا ضخامت پوشش گالوانیزه گرم بین 5 تا 100 میکرومتر می باشد.

به طور کلی پوشش یا روکش گالوانیزه سرد و گرم دارای یک استاندارد کلی ASTMA123 می باشند اما پوشش گالوانیزه گرم علاوه بر این استاندارد با استاندارد های A153 و ISO 1461 نیز شناخته می شود. همچنین این استاندارد ها به منظور چسبندگی، ضخامت پوشش و پرداخت فولاد گالوانیزه گرم اشاره دارد.

کاربرد پوشش گالوانیزه گرم

پیچ و مهره های گالوانیزه گرم در برابر خوردگی از مقاومت بسیار بالایی برخوردار می باشند و به همین دلیل دارای طول عمر بالایی می باشند. به طور کلی می توان گفت برای هر کاربردی که نیاز به مقاومت بالا در برابر خوردگی باشد، به کار گرفته می شود.

عملیات انجام پوشش گالوانیزه گرم

1. تمیز و آماده سازی: در این مرحله پیچ و مهره به طور کامل از آلودگی، روغن یا گریس پاک می شود و جهت اطمینان از چسبندگی مناسب پوشش گالوانیزه گرم صورت می گیرد.

2. خشک کردن: در این مرحله قطعات پیچ و مهره به طور کامل خشک شده و این امر به منظور جلوگیری از حباب در پوشش گالوانیزه گرم صورت می گیرد.

3. غوطه وری پیچ و مهره و سایر قطعات در روی مذاب: در این مرحله پیچ و مهره به آرامی در مواد مذاب روی فرو می رود.

4. خارج کردن پیچ و مهره و سایر قطعات از روی مذاب: این مرحله به منظور خارج شدن قطعات پیچ و مهره از مواد مذاب هست که به صورت سریع صورت می گیرد تا از پوسته پوسته شدن گالوانیزه گرم جلوگیری شود.

5. مرحله خنک سازی: در این مرحله پیچ و مهره ها با سرعت خنک می شوند و به منظور جلوگیری از ایجاد ترک یا پوسته پوسته شدن در پوشش گالوانیزه صورت می گیرد.

پوشش داکرومات

پوشش داکرومات کاربرد های زیادی در انواع صنایع دارد و در برابر خوردگی و حرارت بسیار مقاوم می باشد، همچنین با سایر پوشش ها نیز سازگاری دارد. عملیات پوشش داکرومات بر خلاف سایر پوشش ها اسید شویی ندارد و در تماس با اسید، گاز هیدروژنی از آن تولید نمی شود. ضخامت پوشش داکرومات بین 6 تا 25 میکرون می باشد، البته ضخامت دقیق بستگی به کاربرد پیچ و سطح آن دارد. طول عمر پوشش داکرومات، با ارزش ترین ویژگی آن محسوب می شود و زمانی که به درستی استفاده شود، در آزمایش اسپری نمک می تواند تا هزار ساعت محافظت کند؛ همچنین نسبت به سایر پوشش ها از نظر استحکام و دوام چشم گیر تر است. پوشش داکرومات با الزامات استاندارد جهانی 1136ASTM F و EN ISO 10683 صورت می گیرد.

مرحله اول: بالا بردن دما پیچ و مهره، تا دما بالای 200 درجه سانتی گراد جهت سوختن و حذف شدن چربی ها و مواد اضافی بر روی سطح پیچ.

مرحله دوم: در این مرحله سطح پیچ و مهره توسط دستگاه شات بلاست تمیز و عاری از هرگونه آلودگی می شود. دستگاه شات بلاست بر سطح پیچ و مهره و سایر فلزات صنعتی، ساچمه های ریز فولادی پرتاب می کند و جهت تمیز کاری، رنگ زدایی، زنگ زدایی و ریخته گری به کار گرفته میشود. دستگاه شات بلاست از سه قسمت تشکیل شده است:

✔ « الواتور» جهت بالا برنده ساچمه

✔ «توربین» که فرایند پرتاب ساچمه را اجرا میکند.

✔ «توربین غبار گیر» که مسئولیتآن جمع آوری گرد و غبار بوجود آمده از عملیات شات بلاست است.

مرحله سوم: پیچ و مهره ها داخل سبد های مخصوص قرار گرفته و به طور کامل داخل محلول غوطه ور شده و سانتری فیوژ می شود.

مرحله چهارم: پخت پیچ و مهره ها که در دما های بالا بین 280 تا 300 درجه سانتی گراد صورت میگیرد و تحت تمپرینگ نا خواسته قرار نمی گیرند، بنابراین خواص مکانیکی آن حفظ می شود. در نهایت این مرحله چندین بار تکرار می شود تا با توجه به کاربرد به ضخامت مطلوب برسد.

عملیات اسپری نمک یا تست سالت اسپری چیست؟

تست سالت اسپری با نام انگلیسی SALT SPRAY TEST یک روش استاندارد تست خوردگی است که جهت بررسی مقاومت مواد و پوشش ها به کار گرفته و از خوردگی نیز جلوگیری می شود.

مقاومت شیمیایی پوشش داکرومات

پوشش داکرومات از مقاومت بالایی در برابر دامنه گسترده ای از مواد شیمیایی همچون اسید ها، فراورده های نفتی، مواد قلیایی و حلال های آلی برخوردار می باشد؛ بنابراین هنگامی که در معرض مواد شیمیایی قرار می گیرند، جای هیچگونه نگرانی وجود ندارد.

کاربرد پوشش داکرومات در صنایع مختلف:

• صنایع خودرو سازی: پیچ و مهره، واشر، قطعات پرسی و غیره.

• صنایع کشاورزی و گلخانه ای: پیچ، مهره، قطعات های پرسی در برابر رطوبت و غیره.

• صنایع دریایی: بست ها و لوله های آب، قطعات خارجی موتور، زنجیر ها و غیره.

• صنایع ساختمانی: اتصالات دیوار و ساختمان، پیچ و مهره های پایه و غیره.

• صنایع ریلی: پیچ و مهره، واشر، ریل، فنر، بست و غیره.

• صنایع نفت و گاز و پتروشیمی: شیرآلات، تجهیزات، پیچ و مهره و غیره.

• نیرو گاه ها: پیچ، مهره، واشر، اتصالات، یراق آلات و غیره.

مزایا پوشش داکرومات

✔ پوشش داکرومات مقاومت بسیار بالایی ( بالاتر از 500 ساعت سالت اسپری ) در برابر خوردگی دارد.

✔ قیمت مناسب نسبت به سایر پوشش ها

✔ تکنولوژی بالا و سازگاری با محیط زیست

✔ عدم تاثیر پذیری بر خواص مکانیکی پیچ و مهره

✔ عدم ایجاد خوردگی هیدروژنی

روکش داکرومات در کاربرد های حفاظتی پیچ و مهره ها رشد قابل توجهی دارد و همانطور که در مزایا این پوشش بیان کردیم، برای طیف گسترده ای از کاربرد ها ترکیبی از گرما یا دوام بالا، مقاومت شیمیایی، سازگاری با محیط زیست و قیمت مناسب، به یک انتخاب خوب و عالی تبدیل شده است.

پوشش سیاه کاری یا بلک اکساید (Black Oxide)

پوشش سیاه کاری یک نوع پوشش است که بر روی انواع پیچ و مهره ایجاد می شود و این فلزات آهنی به صورت یک فرایند شیمیایی محافط بر روی فلز و نمک های اکسید کننده به رنگ مشکی بر روی سطح فلز صورت می گیرد. پوشش سیاه کاری با الزامات جهانی ASTM D 2247 تولید و شناخته می شود.

کاربرد های سیاه کاری یا بلک اکساید

• تمیز و چربی گیری قطعات پیچ و مهره

• شستشوی قطعات پیچ و مهره در وان به مدت 3 تا 15 دقیقه

• اسید شویی و زنگ زدایی

• شستشو قطعات پس از اسید شویی و زنگ زدایی

• آب بندی و پرداخت کاری نهایی

از کاربرد های پوشش سیاه کاری می توان به مواردی همچون معماری، ساخت ابزار آلات جنگی، ساخت تجهیزات سازه های نظامی، صنایع خودروسازی، صنایع چاپ زنی، صنایع ساخت ابزار، حدیده سازی و غیره اشاره کرد.

مزایای پوشش بلک اکساید یا سیاه کاری

پوشش سیاه کاری یا بلک اکساید باتوجه به مقرون به صرفه بودن در صنعت پیچ و مهره نسبت به دیگر روش ها، از محبوبیت بسیاری برخوردار می باشد. مقاومت در برابر خوردگی و کاهش اصطکاک از مهم ترین مزیت های پوشش سیاه کاری می باشد. ضخامت این پوشش بین 5 تا 10 میلیونیوم اینچ می باشد کهشاید زیاد قابل توجه نباشد اما یک مزیت جهت حفظ قطعاتی همچون مته، آچار و کاهش اصطکاک پیچ و مهره به شمار می رود. سایر مزایا پوشش سیاه کاری:

✔ روغن کاری بالا بین قطعات

✔ عدم افزایش شکنندگی جسم

✔ عدم تولید گاز خاصی هنگام جوشکاری

✔ تاثیر پایین بر رسانایی جسم

✔ دارا بودن جنبه تزیینی

معایب پوشش سیاه کاری یا بلک اکساید

در حقیقت پوشش سیاه کاری پوششی است که بر روی سطح قطعات پیچ و مهره قرار می گیرد و در تمام ترکیب قطعات به خوبی فرو نمی رود؛ بنابراین در صورتی که قسمتی از پوشش به هر دلیل از بین برود دیگر فواید آن را نخواهد داشت.

پوشش PTFE

پوشش PTFE ترکیبی از تفلن و زیلان است که بر پایه آب می باشد که سابقه استفاده از آن به 80 سال می رسد. همچنین در قطعات پیچ و مهره با گرید بالا، یک لایه نازکی از روی، بدون ایجاد تردی هیدروژنی، جهت افزایش مقاومت به خوردگی و قطعات دیگر می شود.

کاربرد پوشش تفلون PTFE

از این نوع پوشش بیشتر در وسایل ظروف تفلون، صنایع شیمیایی و الکتریکی جهت مصارف لوله کشی، صنایع نفت و گاز، فرایند شیمیایی، صنعتی تا بخش های الکتریکی، الکترونیکی و ساختمانی و غیره است.

مزایای پوشش PTFE

✔ نچسب بودن

✔ عدم اصطکاک

✔ ضد رطوبت

✔ چربی گریز

✔ آب گریز

✔ پایایی حرارتی

✔ کاهش سر و صدا

✔ پاک شوندگی آسان

✔ ویژگی های برقی منحصر به فرد و...

انواع پوشش PTFE

• تفلون خالص

• تفلون کربون یا تفلن گرافیت

• تفلون برنز

• PTFE پرشده با گلاس

• تفلن MOS 2

• تفلن کربو سرامیک

پوشش کادمیوم

کادمیوم (CADMIUM) یک ماده شیمیایی است که با نماد Cd و عدد اتمی 48 شناخته م یشود که سفید رنگ و شبیه به نقره است و سختی بالاتری نسبت به فلز قلع دارد.این ماده دارای خاصیت چکش خواری می باشد و به سادگی به شکل فویل یا سیم در می آید. پوشش کادمیوم، پوشش فلزی بر پایه فلز کادمیوم Cd و به رنگ نقره ای روشن می باشد که با ضخامت 8 الی 25 میکرون و بر اساس استانداردASTM B766اعمال می شود. پوشش کادمیوم دارای تحمل تست سالت اسپری حداکثر 500 ساعت بر اساس استاندارد ASTM B117 می باشد. لازم است بدانید پوشش کادمیوم دارای تحمل تست سالت اسپری حداکثر 500 ساعت طبق الزامات استاندارد ASTM B 117 می باشد.

مهم ترین کاربرد های پوشش کادمیوم

شایع ترین استفاده از این پوشش بین اتصالات، بر سطح پیچ و مهره B7 و 2H می باشد؛ پیچ و مهره ها دارای قابلیت مونتاژ مناسب در شرایط پوشش تفلون شده می باشند که با در نظر گرفتن به ایجاد ظریب اصطکاک پایین در پیچ و مهره ها می باشد.

مزایا پوشش کادمیوم

✔ پوشش کادمیوم بر روی سطح پیچ، لایه ای را با ضخامت بین 5 تا 25 میکرومتر، ایجاد می نماید.

✔ پوشش کادمیوم دارای اختلاف پتانسیل شیمیایی بسیار کمی نسبت به فلز آلومینیوم می باشد.

✔ از مقاومت به خوردگی بالایی در شرایط دریایی برخوردار است.

✔ پوشش کادمیوم سخت کاری آسانی بر سطح پیچ فراهم می آورد.

مهم ترین ویژگی های پوشش کادمیوم

در مواقعی که شرایط محیطی دریایی و یا گرم و مرطوب مورد توجه قرار گیرد، عنصر پوششی کادمیوم بر روی سطح خود یک کلرید بوجود می آورد؛ با این حال خوردگی روی در این گونه مناطق ادامه پیدا می کند و به این دلیل است که ماده کادمیوم به شکل وسیعی به عنوان پوشش نهایی مقاومت به خوردگی بالایی در تجهیزات دریایی به کار می رود.

کاربرد پوشش کادمیوم در انواع صنایع

• صنایع هوا فضا

• صنایع دریایی

• صنایع تجهیزات نظامی

روش آبکاری کادمیوم

• قبل از تمیز کاری، از طریق فروبردن در محلول چربی گیری گرم قیایی

• شستن با آب سرد

• چربی گیری الکتریکی آندی یا کاتدی

• شستن با آب سرد

• فرو بردن در اسید هیدرو کلریک رقیق شده نهایتا تا 50 درصد حجمی، به همراه افزودنی های کمکی اسیدشویی

• شستن با آب سرد

• آبکاری کادمیوم

• شستن با آب سرد

• کروماته کردن

• شستن با آب سرد

• خشک کردن

پوشش نیکل کروم

یکی از روش های پر کاربرد در پوشش دهی استفاده از پوشش کروم است که طرفداران زیادی دارد و این فرایند بدین صورت است که فلز نیکل کروم به عنوان یک فلز پوششی بر روی پیچ و مهره یا فلزات دیگر به کار گرفته می شود. این پوشش، شایع ترین و پرکاربرد ترین نوع پوشش است که لقب پر کاربرد ترین را در صنایع از آن خود کرده است.

به چه دلیل از پوشش نیکل کروم استفاده می کنیم؟

پوشش نیکل کروم دارای چند ویژگی بارز است که نسبت به دیگر آبکاری ها، باعث شده است بیشتر مورد استفاده قرار گیرد.

مزایا پوشش نیکل کروم عبارت است از:

✔ زیبایی مناسب جهت پوشش دهی بر سطوح پیچ و مهره

✔ استحکام بالا بر سطح پیچ و مهره در برابر اکسیداسیون

✔ استحکام بالا در برابر خوردگی و ضربات

مراحل پوشش کاری نیکل کروم

آبکاری نیکل کروم چندین مرحله دارد که هر مرحله ام از اهمیت خاصی برخوردار می باشد.

مرحله اول (وان آبکاری)

وان آبکاری به محفظه ای می گویند که محلول الکترولیت و تمامی قطعات و آند آبکاری در این محفظه قرار می گیرد تا فرایند آب کاری در آن صورت گیرد.

مرحله دوم (دستگاه رکتی فایر)

این دستگاه در اصل روند پی در پی را به روند مستقیم الکتریسیته با آمپر بالا و ولتاژ پایین تبدیل می کند. این دستگاه جریان الکتریسیته استاندارد مورد استفاده را جهت فرایند آبکاری تامین می کند.

مرحله سوم (آند)

آند در واقع به شمش خالص فلزی گفته می شود که فلز مادر را پوشش می دهد که در این مرحله منظور از فلزات، نیکل و کروم است.

مرحله چهارم (محلول الکترولیت)

این مرحله مهم ترین قسمت آبکاری نیکل کروم است در واقع به محلول الکترولیت ترکیبات شیمیایی میگویند که در وان آبکاری وجود دارد و مهم ترین قسمت این محلول انتقال فلز نیکل و کروم به فلز مادر است.

مرحله پنجم (تسمه و کابل مسی)

تسمه و آبکاری مسی هم از قسمت مهم آبکاری نیکل و کروم محسوب می شود، زیرا وظیفه هدایت جریان الکتریکی را از رکتیفایر های آبکاری به وان آبکاری و محلول الکترولیت را دارد. فرایند آب کاری بر همین اساس ایجاد شده و فلز مادر را پوشش دهی می کند.

مرحله آخر (پسیو کاری)

مرحله نهایی پوشش کاری نیکل کروم پسیو کاری است، زیرا در این مرحله، عملیات آب کاری متوقف شده و سطح پوشش به استحکام واقعی خود می رسد.

سخن پایانی

در این مقاله نکات بسیار مهمی راجع به انواع پوشش ها بیان کردیم و دریافتیم که استفاده از روش های پوشش دهی پیچ و مهره ها تا چه حد می تواند مفید باشد و مورد توجه قرار گیرد. همچنین دریافتیم هر کدام از پوشش دهی پیچ و مهره ها دارای مزایا و کاربرد های ویژه ای هستند و هر کدام از این پوشش ها باعث افزایش طیف کاربرد هر نوع از پیچ و مهره ها می گردد.