Pengantar Mendetail Tentang Perawatan Permukaan Untuk Baut Berkekuatan Tinggi Dan Tahan Korosi

Pemilihan perawatan permukaan yang tepat sangat penting dalam desain dan pemilihan pengikat. Berbagai macam proses perawatan permukaan tersediapengencang. Perancang harus memilih solusi yang ekonomis dan kompatibel sesuai dengan kondisi pengoperasian, persyaratan ketahanan korosi, kinerja perakitan, suhu lingkungan, standar perlindungan lingkungan, dan anggaran biaya. Kebanyakan pengencang komersial terbuat dari baja karbon atau baja paduan, yang rentan terhadap korosi. Bahkan pengencang yang dibuat dari bahan tahan korosi memerlukan perawatan permukaan untuk mengisolasi media korosif dan menunda oksidasi.

Lapisan pengikat harus memiliki daya rekat yang kuat, tidak terkelupas selama perakitan dan pembongkaran, dan ketebalan yang sesuai sehingga tidak mengganggu pengikatan benang. Selain itu, batas ketahanan suhu pada sebagian besar pelapis lebih rendah dibandingkan dengan bahan baja dasar; oleh karena itu, suhu layanan harus dipertimbangkan selama pemilihan. Selain penampilan dan fungsi anti-korosi, perawatan permukaan sangat mempengaruhi kinerja pengencangan pengencang, terutama konsistensi gaya torsi-preload. Desain profesional secara komprehensif menyeimbangkan ketahanan terhadap korosi, kemampuan manufaktur perakitan, stabilitas operasional, dan kepatuhan terhadap lingkungan. Artikel ini memperkenalkan proses perawatan permukaan umum untuk pengencang berkekuatan tinggi dan tahan korosi.

1. Elektro‑Galvanisasi

Elektro‑galvanisasi adalah pelapis yang paling banyak digunakan untuk pengencang komersial. Hemat biaya dengan tampilan rapi dan tersedia dalam berbagai finishing termasuk seng putih, seng kuning, seng hitam, dan zaitun kusam. Namun, lapisan ini menawarkan ketahanan korosi yang relatif lemah dibandingkan lapisan berbahan dasar seng. Masa pakai semprotan garam netral (NSS) pada galvanisasi elektro konvensional adalah dalam waktu 72 jam. Dengan bahan penyegel yang canggih, ketahanan semprotan garam bisa melebihi 200 jam, namun biayanya 5 hingga 8 kali lebih tinggi daripada galvanisasi biasa.

Proses pelapisan listrik dengan mudah menyebabkan penggetasan hidrogen. Oleh karena itu, baut berkekuatan tinggi Kelas 10.9 ke atas umumnya dilarang untuk galvanisasi elektro biasa. Meskipun dehidrogenasi pemanggangan dapat dilakukan, film pasivasi akan rusak di atas 60 derajat. Oleh karena itu dehidrogenasi harus dilakukan setelah pelapisan listrik dan sebelum pasivasi, sehingga mengakibatkan pengoperasian yang rumit dan biaya tinggi. Kebanyakan produsen tidak melakukan dehidrogenasi kecuali diminta secara khusus oleh pelanggan.

Pengencang elektro-galvanis menunjukkan konsistensi torsi-preload yang buruk dan tidak stabil, sehingga umumnya tidak digunakan untuk sambungan struktural penting. Lapisan pelumas setelah pelapisan dapat diterapkan untuk meningkatkan stabilitas torsi dan konsistensi preload.

2. Fosfat

Fosfat lebih murah dibandingkan elektro‑galvanisasi namun memberikan ketahanan korosi dasar yang lebih rendah. Itu harus disegel minyak untuk perlindungan yang efektif. Oli anti karat biasa hanya memberikan ketahanan NSS selama 10 hingga 20 jam, sedangkan oli anti karat bermutu tinggi dapat memperpanjang ketahanan hingga 72 hingga 96 jam dengan biaya 2 hingga 3 kali lipat.

Dua jenis fosfat utama diterapkan pada pengencang: seng fosfat dan mangan fosfat. Seng fosfat menawarkan pelumasan yang sangat baik untuk perakitan yang presisi, sedangkan fosfat mangan memberikan ketahanan korosi dan ketahanan aus yang unggul dengan kisaran suhu pengoperasian 107 derajat hingga 204 derajat (225 derajat F hingga 400 derajat F).

Keuntungan terbesar dari fosfat adalah konsistensi torsi-preload yang sangat baik, memastikan preload perakitan stabil dan akurat. Ini banyak digunakan dalam koneksi industri penting seperti rakitan struktur baja, baut batang penghubung mesin, baut kepala silinder, pengencang bantalan utama, baut roda gila dan roda. Selain itu, fosfat tidak menyebabkan penggetasan hidrogen, sehingga merupakan perlakuan permukaan standar untuk baut berkekuatan tinggi Kelas 10.9 dan lebih tinggi.

3. Oksida Kebiruan (Lapisan Oksida Hitam)

Penyegelan oli kebiruan plus adalah perawatan permukaan berbiaya terendah untuk pengencang industri dengan tampilan rapi, cocok untuk lingkungan dalam ruangan yang kering. Film oksida hitam itu sendiri hampir tidak memiliki kemampuan anti korosi dan sepenuhnya bergantung pada perlindungan minyak permukaan. Tanpa minyak, permukaan akan cepat berkarat. Ketahanan NSS pada pengencang berwarna biru bersegel oli hanya 3 hingga 5 jam.

Pengencang berwarna biru memiliki konsistensi torsi-preload yang buruk. Gemuk pelumas yang diaplikasikan pada permukaan ulir sebelum perakitan dapat meningkatkan kualitas pengikatan dan stabilitas beban awal.

4. Pelapisan Kadmium

Pelapisan kadmium memberikan ketahanan terhadap korosi yang luar biasa, terutama kinerja semprotan garam yang unggul di lingkungan laut dibandingkan dengan perawatan konvensional. Namun, pengolahan air limbahnya sulit dan berbahaya bagi lingkungan dengan biaya produksi yang sangat tinggi, sekitar 15 hingga 20 kali lipat dibandingkan dengan elektro‑galvanisasi. Ini hanya diadopsi untuk kondisi layanan ekstrem seperti platform pengeboran lepas pantai dan pengencang ruang angkasa, dan jarang digunakan di industri umum. Pelapisan kadmium juga menyebabkan penggetasan hidrogen dan tidak cocok untuk ultra‑baut berkekuatan tinggi.

5. Pelapisan Kromium

Pelapis kromium stabil secara kimia di lingkungan atmosfer dengan retensi kilap yang sangat baik, kekerasan tinggi, dan ketahanan aus yang unggul. Pada pengencang, pelapisan kromium banyak digunakan untuk tujuan dekoratif. Jarang digunakan untuk aplikasi anti-korosi tugas berat karena biayanya yang tinggi sebanding dengan baja tahan karat. Ini hanya diterapkan jika baja tahan karat tidak dapat memenuhi persyaratan kekuatan.

Pelapisan kromium memerlukan lapisan bawah tembaga dan nikel untuk memastikan daya rekat dan ketahanan terhadap korosi. Lapisan ini dapat menahan suhu tinggi hingga 650 derajat (1200 derajat F), namun penggetasan hidrogen tetap menjadi potensi risiko pada baut berkekuatan tinggi.

6. Pelapisan Perak & Pelapisan Nikel

Pelapisan perak memberikan ketahanan terhadap korosi dan pelumasan padat. Ini mempertahankan kinerja yang stabil pada suhu hingga 870 derajat (1600 derajat F) dan secara efektif mencegah oksidasi dan kejang benang dalam kondisi suhu tinggi. Karena keterbatasan biaya, ini terutama digunakan untuk mur dan baut presisi kecil pada peralatan bersuhu tinggi.

Pelapisan nikel terutama digunakan untuk skenario yang memerlukan ketahanan terhadap korosi dan konduktivitas listrik, seperti pengencang terminal untuk baterai kendaraan.

7. Galvanisasi Hot‑Dip (HDG)

Galvanisasi hot-dip adalah lapisan seng difusi termal suhu tinggi dengan ketebalan 15 hingga 100 μm dan ketahanan korosi yang sangat baik, banyak digunakan untuk peralatan teknik luar ruangan yang berat. Bahan ini mengalami keseragaman ketebalan yang buruk dan pencemaran lingkungan yang parah yang disebabkan oleh residu seng dan uap seng selama produksi.

Lapisan yang tebal sering kali menyebabkan benang macet dan sulit dipasang. Solusi umum termasuk mengetuk ulir internal setelah galvanisasi (yang merusak sebagian lapisan dan mengurangi ketahanan terhadap korosi) atau memperbesar lubang ulir mur sebesar 0,16 hingga 0,75 mm (untuk M5–M30) sebelum menggembleng (yang sedikit mengurangi kekuatan struktural). Desain benang anti-longgar Spiralock dapat mengatasi masalah ini dengan mengakomodasi lapisan tebal sekaligus mempertahankan ketahanan penuh terhadap korosi dan kekuatan mekanis.

Karena suhu pemrosesan yang tinggi mengubah struktur metalografibaut yang diberi perlakuan panas, galvanisasi hot-dip dilarang untuk pengencang Kelas 10.9 ke atas.

8. Difusi Seng Serbuk

Difusi seng bubuk adalah proses difusi termal metalurgi keadaan padat yang membentuk lapisan seragam pada permukaan kompleks seperti benang dan lubang buta. Ketebalan lapisan berkisar antara 10 hingga 110 μm dengan kesalahan ketebalan dikontrol dalam 10%. Di antara semua perawatan berbasis seng, produk ini memberikan kekuatan ikatan dan stabilitas korosi tertinggi tanpa polusi dan tanpa penggetasan hidrogen, ideal untuk pengencang dengan presisi tinggi, kekuatan tinggi, dan ketahanan korosi tinggi.

9. Lapisan Dacromet

Dacromet (lapisan seng‑kromium) tidak memiliki risiko penggetasan hidrogen dan konsistensi torsi‑preload yang sangat baik. Ini memberikan ketahanan semprotan garam yang unggul, stabilitas suhu tinggi dan ketahanan korosi kimia, dan secara efektif mencegah korosi galvanik dan penggetasan oksidatif yang disebabkan oleh kontak logam yang berbeda. Tidak termasuk batasan lingkungan kromium heksavalen, ini adalah salah satu perawatan permukaan terbaik untuk pengencang berkekuatan tinggi yang memerlukan ketahanan terhadap korosi ekstrem.

Nilai Dacromet yang umum mencakup 9028, G917, dan G980, tersedia dalam warna perak dan hitam. Grade 9028 adalah formula ekonomis untuk perlindungan korosi konvensional; G917 menawarkan ketahanan kimia yang sangat baik untuk lingkungan media yang kompleks; G980 memberikan ketahanan suhu tinggi yang luar biasa untuk layanan berkelanjutan di atas 200 derajat.

Mematuhi arahan lingkungan ELV, WEEE dan RoHS, Dacromet diterapkan secara luas di industri otomotif, peralatan rumah tangga, dan konstruksi. Cocok untuk komponen bersuhu tinggi dan sangat korosif seperti pelindung panas knalpot otomotif, radiator, komponen sasis, meteran gas, dan peralatan kelautan.