電気拡散ボルト表面処理の詳細な技術的説明

 

ファスナー業界では、4。8-グレードヘックスボルト最も広く使用されている標準コンポーネントの1つです。自然な危険性に加えて、電気拡散（寒冷亜鉛めっき）とホットディップ亜鉛めっきは、これらのボルトの2つの主流の表面処理プロセスです。六角形のソケットヘッドキャップネジ、特に、精密な構造と隠されたアセンブリの要件により、電気的vanizingに大きく依存しています。このプロセスは耐食性と審美的な魅力を高めます：電気化学的に堆積した亜鉛コーティングは、鋼の基板の塩スプレー寿命を、裸の状態の24時間未満から50〜100時間（コーティングプロセスに応じて）に延長し、銀、青白、虹色の亜鉛などの多様な表面仕上げを達成します。

 

I.電気vanizingの原理とコア特性

電気vanizingは、次のコア原則を備えた陰極電気化学堆積プロセスです。

 

カソード（ワークピース）：ボルトは、DC電源の負の端子に接続されたカソードとして機能します。還元反応が表面に発生し、そこでは亜鉛イオンが金属亜鉛に還元されて堆積します（反応式：Zn²⁺+ 2e⁻→Zn).

アノード（可溶性電極）：亜鉛プレートは、正の端子に接続されたアノードとして機能します。酸化反応により、亜鉛プレートが溶け、電解質に亜鉛イオンを補充します（反応式：Zn - 2e⁻→zn²⁺).

電解質システム：主に亜鉛塩（Zncl₂、Znso₄）、導電性塩、ブライトナー（例、ベンジリデンアセトン誘導体）、および亜鉛イオンの安定した移動と均一な堆積を確保するPH緩衝液を含む。

 

ホットディップの亜鉛メッキとの根本的な違いは次のとおりです。

 

プロセスパラメーター	電気循環（コールドガルバン化）	ホットディップの亜鉛メッキ
治療温度	アンビエント（20〜50度）	高温（450〜480度）
コーティング形成メカニズム	電気化学的堆積	冶金拡散
コーティングの厚さ	5–15μm	50〜80μm（鋼用）
表面の粗さ	ra 0。2μm（明るいコーティング）以下	1。0}μm（ラフコーティング）以上
適切な部分	精度/複雑なコンポーネント	大きな構造部品

 

ii。標準化された治療プロセス

1。前処理（コーティングの品質にとって重要）

脱脂：アルカリ性脱脂剤（NaOH +界面活性剤）による超音波洗浄は、ミネラル油と切断液の残留物を除去し、油の汚染が亜鉛吸着を妨げるのを防ぎます。

漬物の活性化（中程度の炭素鋼に必要）:
8。8-グレードボルト（中炭素鋼）は、反応に続いて、酸化鉄のスケール（Fe₃O₄）を溶解するために、15〜20％の塩酸溶液（50〜60度）に浸漬されています。fe₃o₄+ 8 hcl→2fecl₃ +fecl₂+ 4h₂o。漬物の後、それらは5％炭酸ナトリウム溶液で中和し、中性（pH {=6。

軽度のエッチング：5％の希薄硫酸浸潤（3〜5秒）は、めっき直前に表面不動態化フィルムを除去し、活性基板を確保します。

2。電気拡張堆積

バスパラメーター：電流密度1〜3a/dm²（過度の電流は燃焼、電流が不十分な電流コーティングにつながる原因となります）、温度25〜35度、pH 4.5〜5.5（酸性環境は水素の進化を抑制します）。めっき時間は、ターゲットの厚さ（たとえば、8μmの場合は30分）に基づいてアンペア時間メーターによって制御されます。

コーティング特性：亜鉛層は均一で密度が高く、浅い傷などの微小欠陥を覆うことができますが、深いへこみや錆の穴を修復することはできません（事前に機械的粉砕が必要です）。

3。治療後の強化

パッシベーションプロセス:

ブルーホワイトの不動態化（三価クロム）：塩スプレーテスト48〜72時間、青白な光沢仕上げ、環境に優しい。

レインボーの不動態化（六価クロム、フェースアウト）: Salt spray test >100時間、多色の仕上げ、優れた腐食抵抗。

クロムフリーの不動態化（チタン/モリブデート）：塩スプレーテスト36〜48時間、シルバーホワイト仕上げ、ROHS標準に準拠しています。

シーリングトリートメント：水溶性シーラントは、コーティングの毛穴を満たすために糸に適用され、水分や湿度に対する耐性が向上します（特に電子機器の場合）。

 

iii。他の表面処理プロセスとの比較

プロセス	該当する資料	コーティングタイプ	厚さ	塩スプレーテスト	典型的なアプリケーション
電気vanizing	鋼部品	金属亜鉛コーティング	5–15μm	48〜100時間	精密ボルト、電子コンポーネント
ホットディップの亜鉛メッキ	鋼部品	亜鉛鉄合金コーティング	50–80μm	>500時間	屋外鋼構造、ブリッジボルト
陽極酸化	アルミニウム/アルミニウム合金	酸化アルミニウムフィルム	5–25μm	200〜500時間	アルミニウムファスナー、航空宇宙部品
dacromet	鋼/アルミニウムベースの合金	クロムを含まない亜鉛ベースのコーティング	6–8μm	>1000時間	高腐食耐性自動車ボルト

 

注：陽極酸化は、アルミニウムとその合金に排他的であり、電気分解の原理とは異なる電気分解を介して多孔質のal₂o₃フィルムを形成します。

 

IV。産業用アプリケーションと品質管理

1。アプリケーションシナリオ

理想的なユースケース：一般的な大気環境（湿度<85%RH), indoor assembly, and scenarios requiring high appearance and torque precision (e.g., furniture, electronics, automotive interior parts).

制限：高塩スプレー（海洋環境）、強酸/アルカリ、長期浸漬、または超高強度条件（ホットディップ亜鉛めっきまたはダックロメットが好ましい）には適していません。

2。テスト基準

コーティングの厚さ：X線蛍光分光法（XRF）で測定し、GB/T 9799-2011に準拠していますメタリックおよびその他の無機コーティング - 鋼の電気循環コーティング.

接着：ISO 2819に従って、CASS（銅加速酢酸塩スプレー）を介してテストしました。コーティングの膨らみや剥離は許可されていません。

外観：6000kの標準光の下での目視検査。わずかな均一な色の違いは受け入れられますが、コーティング、黒い斑点、または樹状結晶の欠落は禁止されています。

3。障害警告

水素抱負リスク：32HRCを超える基質の場合、ストレス誘発性骨折を防ぐために、メッキ後に200度で4-時間の脱水素処理が必要です。

環境適応：高湿度の硫黄含有環境（産業大気など）では、亜鉛ニッケル合金コーティングが推奨され、3倍の改善された腐食抵抗が提供されます。

 

V.技術要約

電気循環は、中間から低端までの好ましい表面処理ですファスナー、周囲温度運用、低コスト（約1/3のホットディップ亜鉛めっき）、および制御可能な外観により、市場の70％以上を占めています。その中心的な利点は、アセンブリの精度の均一性と維持のコーティングにあり、中程度の腐食抵抗と審美的な魅力を必要とするシナリオに適しています。前処理の活性化、電解質組成、およびパッシブ化フィルム密度を厳密に制御することにより、高品質の大量生産を達成し、GB/TやISOなどの国際的および国内基準を満たします。