Виды защитных покрытий для металлического крепежа Статья
Сегодня существует огромное количество видов крепежа, но к самой распространенной группе относятся изделия из металла. Да, сегодня используют и другие варианты, например, химические анкеры, изделия из пластика и т.д., у которых есть свои плюсы, в частности они не боятся коррозии. Но они не являются универсальными вариантами, у них тоже есть свои недостатки, в частности, в прочности они очень сильно уступают металлическому крепежу. Главный недостаток металлического крепежа это подверженность коррозии. Высокая влажность, перепады температуры и другие факторы приводят к тому, что крепеж со временем теряет свои свойства и перестает выполнять свою функцию. Проще говоря, теряет прочность.
Разумеется, эта проблема является вполне себе решаемой. Сегодня довольно редко используют крепеж из металла без защитного покрытия. Да, изделия с защитным покрытием стоят несколько дороже, зато они куда более долговечные. Впрочем, в большинстве случаев разница в цене не настолько значительная, чтобы выбирать варианты без какого-либо покрытия. Ну а в этой статье мы поговорим про виды защитного покрытия, разберемся, какие они бывают и чем отличаются друг от друга. Ведь они тоже бывают разные, отличаются как по цене, так и по своим свойствам. Важность выбора крепежа по типу защитного покрытия иногда может на первом месте, если условия эксплуатации очень суровые. Применительно к бытовому (например, строительство дома и т.д.) использованию все несколько проще, но и тут есть свои нюансы. И именно про них мы и расскажем в нашей статье.
Виды защитных покрытий
Все защитные покрытия можно разделить на две группы: неметаллические и металлические. Могут использоваться и комбинации методов, это позволяет не только обеспечить повышенную защиту крепежного элемента, но и улучшить его внешний вид. Но, разумеется, на первом месте именно антикоррозийные составы, ведь коррозия это главная угроза для крепежных изделий из металла, будь то гвозди или саморезы. Хотя они и повышают стоимость крепежа, но сегодня незащищенные изделия используются крайне редко. Просто потому, что применение защищенных будет выгоднее из-за их более долгого срока службы. Конечно, при условии что вид защитного покрытия соответствует условиям эксплуатации, то есть, способен выдержать их. Ну а теперь перейдем к рассказу непосредственно о видах и начнем с металлических покрытий.
Цинковое покрытие
Цинковые покрытия это самый распространенный вариант, поэтому про него мы расскажем подробнее всего. Цинкование тоже бывает разных видов и у каждого из них есть свои особенности. Но если говорить в целом, то цинковые защитные покрытия завоевали большую популярность во многом благодаря соотношению их дешевизны и эффективности. Всего выделяют семь видов цинкования металлов, но широко используются не все, а лишь часть. Расскажем подробнее. Отметим, что здесь и далее мы не будем говорить о том, как фактически наносят то или иное покрытие, в рамках этой статьи мы все же смотрим с точки зрения потребителя. То есть, мы поговорим о плюсах и минусах того или иного варианта.
Электролитический метод (или гальваническое цинкование). Это самый распространенный вариант, просто потому, что при нем расход цинка меньше, следовательно, итоговая цена ниже. Внешний вид будет привлекательным, такой крепеж обычно имеет глянцевый серебристый цвет, реже бывает матовым и желтоватым. Но из-за небольшого расхода цинка защитный слой может быть от 3 до 24 мкм, что очень мало. Если 20-24 мкм еще можно назвать сколько-то эффективным, то вот то, что меньше 10-15 мкм это уже скорее декоративный вариант. Эффективность подобного защитного покрытия очень низкая, скорее всего, вы попросту его повредите, когда будете закручивать или забивать крепежный элемент. С другой стороны, если крепеж будет использоваться в помещении с невысокой влажность, такая защита лишней не будет.
Горячее цинкование. Тут крепежные элементы погружают в расплавленный цинк, в результате чего защитный слой будет гораздо толще. Минимум 40 мкм, максимум 140-150, также стоит отметить, что такая разница может быть на каждом конкретном крепежном элементе. Обеспечить равномерное распределение защитного слоя тут невозможно, но в любом случае, слой будет толще, следовательно, эффективность его также будет значительно выше. Такие металлические крепежи можно использовать и во влажных помещениях. Но недостатки тоже есть, если исключить чисто производственные, то это более высокая цена, менее привлекательный внешний вид (впрочем, зачастую это значения не имеет). С производственной точки зрения подобный способ нельзя применять к крепежам с точными допусками, а также к мелким крепежным изделиям.
Горячее цинкование часто применяют для защиты саморезов.
Цинк-ламельное покрытие. Здесь есть базовый слой, который состоит из ламелей (по сути это мелкие чешуйки) цинка и алюминия, где 70% приходится на цинк. Дополнительно такие крепежи могут покрывать дополнительными составами, которые меняют их внешний вид и дают дополнительную защиту. Устойчивость к коррозии немного выше, чем у гальванического цинкования. Толщина защитного слоя не превышает 10 мкм, что в некоторых случаях является преимуществом. Недостаток в том, что подобное защитное покрытие подвержено сколам, поэтому сфера применения металлических крепежей с цинк-ламельным покрытием ограниченная.
Холодное цинкование. Это в большей степени относится к крупным изделиям из металла, суть процесса заключается в использовании цинкосодержащих составов. Например, они могут быть в аэрозоле и попросту распыляются на поверхности. Толщина покрытия не самая высокая (до 35 мкм), но это лучше, чем ничего. Подобный способ подойдет в том случае, если у вас есть крепежи без защитного покрытия, но вы хотите их использовать. Тут уж лучше любое защитное покрытие, чем его отсутствие.
Термодиффузионное цинкование. Тут металлический крепеж обрабатывают порошковым цинком при температуре до +450 градусов. Толщина защитного слоя может быть 100 мкм, при этом можно регулировать его толщину. Коррозийная устойчивость получается очень высокая, слой, нанесенный подобным способом устойчив к повреждению и даже имеет определенную способность к самовосстановлению. Еще один плюс в том, что слой цинка распределяется равномерно. Минус этого способа в сложности технологического процесса, следствием является высокая стоимость, которая примерно раза в два выше, чем в случае с горячим цинкованием.
Есть еще газотермическое цинкование, но применительно к крепежам оно не применяется. Мы так подробно говорим про разные способы цинкования именно потому, что такой вид антикоррозийной защиты для металлических крепежей встречается чаще всего. К сожалению, производители и продавцы не всегда указывают толщину защитного слоя цинка (да и проверить это в любом случае нельзя), но как минимум они указывают способ, которым защитный слой был нанесен. Это обязательно стоит учитывать при выборе крепежей. Например, если они будут использоваться в условиях повышенной влажности, то очевидно, что подойдет либо термодиффузионное, либо горячее цинкование. Эти технологии обеспечивают высокий уровень защиты от коррозии. Чаще всего применяется горячее цинкование, эту технологию стоит признать одной из самых эффективных, о чем мы говорили выше.
Другие способы защиты крепежа из металла
Про другие способы расскажем коротко, для этого есть разные причины. Некоторые из них дорогие, некоторые используются достаточно редко, другие по своей сути достаточно простые. В некоторых случаях имеют место сразу несколько факторов.
Кадмиевые покрытия
В целом, это достаточно эффективная технология защиты, которая не уступает тому же горячему цинкованию. Кадмиевые защитные покрытия обеспечивают очень хорошую защиту от влаги, а также от ряда других воздействий. Подобное покрытие можно наносить даже на небольшой крепеж (М6 и ниже). В процессе используется гальванический способ. Основная «фишка» кадмия в том, что он лучше цинка защищает металл от соленой воды (морской). Но минусы тоже есть. В первую очередь это высокая стоимость, которая значительно превышает цену цинкового покрытия. Также кадмий обладает слабой устойчивостью к нефтепродуктам, особенно к тем, в составе которые присутствуют сернистые соединения. Другой недостаток кадмия это его высокая токсичность, но это в основном накладывает определенное ограничение на производственный процесс. В быту такой крепеж используется редко, в основном по двум минусам, о которых мы рассказали выше.
Никелевое покрытие
Никель по отношению к стали является катодом, если не вдаваться в уроки химии, можно сказать, что защита только механическая. Или, если еще проще, от коррозии такое покрытие защищает металлический крепеж очень плохо, можно даже сказать, что практически не защищает. Крепеж покрывают никелем в специальных ваннах с электролитом, технологический процесс не слишком сложный. Но зачем мы вообще говорим про этот вид покрытия, если в статье мы говорим про защиту от коррозии? А затем, чтобы вы не использовали крепежи из металла с подобным защитным покрытием там, где может быть контакт с влагой или просто высокая влажность. На самом деле, такие крепежи предназначены в основном для мебели, ведь никелевое покрытие выглядит очень привлекательно, хотя со временем может потускнеть. Поэтому для производства мебели такой крепеж использовать можно, но вот в других целях его лучше не применять. Никелевое покрытие еще и снижает свойства стали, это еще один минус, про который нужно знать.
Да, сюда же можно отнести различные хромовые покрытия. Там есть разные варианты, но говорить отдельно про них мы не будем, так как основное назначение таких покрытий исключительно декоративное. Да, хромовые покрытия тоже обеспечивают определенную защиту, но все же основное это внешний вид, именно по защитным функциям они уступают многим другим. На этом мы заканчиваем с металлическими защитными покрытиями для крепежа и переходим к неметаллическим.
Неметаллические защитные покрытия
И тут есть разные варианты, у каждого из которых есть как свои плюсы, так и минусы. Основных - четыре, мы расскажем именно про них. Напомним, что некоторых из них могут комбинироваться, зачастую именно комбинации обеспечивают самую эффективную защиту.
Оксидирование
Методы оксидирования бывают разные, но их смысл заключается в создании на поверхности крепежа оксидной пленки, которая будет выступать в роли защитного слоя. В принципе, подобная пленка образуется на поверхностях многих металлов даже в естественных условиях. Другое дело, что этот процесс может быть медленным и никакой эффективной защиты от коррозии не гарантирует. Да и у разных металлов в этом плане совершенно разные свойства, например, к стали это относится незначительно. Но есть методы, которые позволяют быстро создавать оксидные пленки, а это уже обеспечивает хорошую защиту.
Первый распространенный метод это анодное оксидирование, которое проводят в жидком электролите. Другой способ это химический, где используются растворы, которые и формируют окисную пленку. Если говорить в целом, то оксидирование это достаточно дешевый, но при этом эффективный способ защиты крепежа из металлов. Кстати, их легко узнать по цвету, оксидированные имеют характерный черный цвет, либо его оттенки. Правда, такая защита для самых агрессивных сред не подходит, для этого могут использовать дополнительные вещества, которые значительно повышают степень защиты.
Порошковое окрашивание
Покрасить можно любой крепеж, но тут важна степень адгезии, чем она выше, тем выше и защита. Наиболее распространено тут порошковое окрашивание, суть которого в использовании полимерных порошкообразных смесей, которые наносят на крепежи при высокой температуре. При условии сохранения слоя краски крепеж будет защищен от коррозии и других негативных воздействий. Другим плюсом является то, что крепеж уже имеет определенный цвет, что позволяет его замаскировать. Особенно это актуально при обшивке фасада, укладке кровли, строительстве забора и т.д. Минус в том, что слой краски не слишком устойчив к механическим воздействиям, например, его можно поцарапать. И в этом месте начнется коррозийный процесс. Но порошковое окрашивание могут использовать совместно с другими способами, что существенно повышает уровень защиты металлического крепежа.
Антифрикционные покрытия
Вообще, такие покрытия разрабатывались для снижения трения, то есть, это смазки. Но сегодня их используют и для защиты крепежа. Зачастую их используют совместно с другими видами защиты, что в совокупности обеспечивает очень хороший результат. Обычно антифрикционные покрытия наносят непосредственно перед использование крепежа, например, из распылителя. Наибольшую эффективность они показывают при нанесении на чистые поверхности. Из-за этого их применение ограничено, хотя они и показывают отличные результаты, наносить их на каждый крепежный элемент попросту муторно. Особенно если это мелкие крепежи. С другой стороны, если крепежные элементы используются в важном месте и желательно продлить срок их службы, имеет смысл использовать антифрикционные покрытия.
Фосфатирование
Еще один способ, суть которого в образовании на поверхностях крепежа фосфата железа. Выглядит не слишком привлекательно, но защитные свойства неплохие, даже лучше, чем в случае с оксидированием. Качество этого защитного покрытия зависит от кристаллической структуры пленки, лучше тут показывают себя мелкокристаллические, которые очень надежно связываются с металлом крепежа. Основной недостаток в том, что фосфатированный крепеж предназначен для не самых сложных условий эксплуатации (в быту его можно использовать свободно).
Это основные виды защиты металлического крепежа от коррозии и других негативных воздействий. На сегодняшний день чаще всего встречается горячее цинкование и оксидирование, но и другие виды попадаются в продаже. Если говорить по бытовое использование (строительство дома и т.д.), то этих способов защиты обычно достаточно. Более дорогие или даже комбинация нескольких требуется тогда, когда условия эксплуатации значительно тяжелее. Использовать же крепеж без защитного покрытия сегодня особого смысла не имеет, разница в цене с защищенным не слишком значительная, а вот разница в сроке эксплуатации может быть очень существенной.
