Śruby kołnierzowe Dacromet – przegląd techniczny 

1. Wprowadzenie

Śruby kołnierzowe Dacromet to elementy złączne o wysokiej wytrzymałości, które łączą konstrukcję łba kołnierzowego z zaawansowaną powłoką płatkową cynkowo-aluminiową znaną jako Dacromet (zwaną również powłoką cynkowo-chromową). Zintegrowany kołnierz pod łbem bardziej równomiernie rozkłada obciążenie zaciskające, zwiększa powierzchnię nośną, poprawia odporność na luzowanie wywołane wibracjami i często eliminuje potrzebę stosowania osobnej podkładki.

Opracowana w latach 70. XX wieku jako wydajna alternatywa dla konwencjonalnego powlekania galwanicznego i powłok kadmowych, technologia Dacromet stała się preferowaną metodą obróbki powierzchni śrub klasy 8.8, 10.9 i 12.9. Te elementy złączne są szeroko stosowane w podwoziach samochodów i zespołach układów napędowych, konstrukcjach turbin wiatrowych, maszynach rolniczych i budowlanych, sprzęcie do przetwarzania chemicznego, instalacjach morskich i zewnętrznej infrastrukturze stalowej, gdzie długoterminowa odporność na korozję ma kluczowe znaczenie.

Rysunek A. Reprezentatywny wygląd śrub kołnierzowych z łbem sześciokątnym pokrytym Dacrometem (wykończenie metaliczne srebrno-szare).

2. Co to jest powłoka Dacromet?

Dacromet to nieelektrolityczna, wodorozcieńczalna powłoka nieorganiczna składająca się z płatków cynku, płatków aluminium oraz związków chromu (lub nowoczesnych spoiw bezchromowych) rozproszonych w specjalistycznej matrycy. Powłokę nakłada się metodą zanurzeniową, natryskową lub zanurzeniową, a następnie utwardza ​​się termicznie w temperaturze około 300–320 °C. Podczas utwardzania tworzy się gęsta, wielowarstwowa struktura lamelarna, która jednocześnie zapewnia ochronę barierową i protektorową (katodową) podłoża stalowego.

Typowa grubość suchej powłoki wynosi od 5 do 12 µm. Pomimo swojej cienkiej powłoki, powłoka rutynowo zapewnia ≥1000 godzin (zwykle 1200–2000 godzin w przypadku zoptymalizowanych systemów) ochrony w testach neutralnej mgły solnej (ASTM B117 / ISO 9227) przed pojawieniem się czerwonej rdzy – około 7 do 10 razy więcej niż w przypadku standardowego cynkowania galwanicznego o porównywalnej grubości.

3. Kluczowe zalety

• Wyjątkowa odporność na korozję: typowo ≥1 000–1 500 godzin mgły solnej; warianty o wysokiej wydajności przekraczają 2000 godzin.
• Zerowe ryzyko kruchości wodorowej: W procesie tym nie stosuje się trawienia kwasem ani elektrolizy, dzięki czemu jest bezpieczny dla śrub o wysokiej wytrzymałości (klasa 10.9+).
• Możliwość pracy w wysokich temperaturach: Właściwości ochronne pozostają zachowane do około 300°C.
• Doskonała kontrola wymiarowa: Cienka, jednolita folia zachowuje geometrię gwintu; nie ma potrzeby stosowania dużych nakrętek.
• Korzyści z konstrukcji kołnierza: Równomierny rozkład obciążenia, zmniejszony nacisk powierzchniowy i zwiększona odporność na wibracje.
• Korzystny profil środowiskowy: Chemia na bazie wody z zastosowaniem w obiegu zamkniętym i zmniejszonymi strumieniami odpadów.

4. Porównanie wydajności z tradycyjnymi powłokami

5. Proces produkcji i powlekania

Typowa sekwencja procesu obejmuje: czyszczenie i odtłuszczanie alkaliczne; mechaniczne odkamienianie lub obróbka strumieniowo-ścierna (celowo unika się trawienia kwasem); nakładanie zawiesiny płatków cynku metodą zanurzeniową lub natryskową; utwardzanie termiczne w temperaturze 300–320 °C; możliwość nałożenia powłoki nawierzchniowej smarnej lub ochronnej; i końcowe schłodzenie oraz kontrola. Aby osiągnąć wymaganą grubość i poziom wydajności, często stosuje się dwie kolejne warstwy lakieru bazowego. Krytyczne kontrole obejmują czystość powierzchni, lepkość zawiesiny, parametry wirowania, jednorodność temperatury pieca i końcową weryfikację masy powłoki.

6. Typowe zastosowania

• Motoryzacja i transport: Elementy mocujące podwozia, zawieszenia, silnika i układu hamulcowego narażone na działanie soli drogowej, wilgoci i cykli termicznych.
• Energia wiatrowa: Śruby wieżowe i fundamentowe do turbin lądowych i morskich, które muszą wytrzymać wieloletnie narażenie na słoną atmosferę przy minimalnej konserwacji.
• Maszyny rolnicze i budowlane: Sprzęt pracujący w środowiskach zawierających wilgoć, nawozy, ścieranie gleby i warunki atmosferyczne na zewnątrz.
• Przemysł chemiczny i procesowy: Połączenia kołnierzowe i elementy złączne konstrukcyjne w instalacjach obsługujących ciecze lub atmosfery korozyjne.
• Infrastruktura i morze: Mosty, wieże transmisyjne, konstrukcje przybrzeżne, urządzenia portowe i platformy wiertnicze.

Rysunek 4. Względne mocne strony głównych atrybutów Dacromet.

7. Standardy, oceny i wskazówki dotyczące wyboru

Do powszechnie przywoływanych norm wymiarowych należą DIN 6921 i ISO 4162 (śruby z kołnierzem sześciokątnym) wraz z równoważnymi normami krajowymi, takimi jak GB/T 5787. Klasy właściwości mechanicznych najczęściej podawane z powłoką Dacromet to 8,8, 10,9 i 12,9 zgodnie z ISO 898-1. Wydajność powłoki jest zwykle określana na podstawie masy powłoki (klasa A ≈ 24 g/m², klasa B ≈ 36 g/m²) lub minimalnej liczby godzin w komorze solnej. Wielu producentów OEM z branży motoryzacyjnej i specyfikacje konstrukcyjne wyraźnie preferują systemy płatków cynkowych w przypadku śrub o wysokiej wytrzymałości właśnie dlatego, że eliminują one ryzyko kruchości wodorowej.

Praktyczne wskazówki dotyczące wyboru:

1. Wybierz klasę właściwości powłoki zgodnie z przewidywaną kategorią korozyjności środowiska (ISO 9223 C3–C5 lub wyższa).
2. Dla klasy 10.9 i wyższej zamiast konwencjonalnej galwanizacji należy wybrać Dacromet lub równoważną powłokę cynkową.
3. Gdy ważna jest dokładność momentu obrotowego montażu lub wydajność wielokrotnego dokręcania, należy zamówić powłokę nawierzchniową o kontrolowanym tarciu (typowy współczynnik tarcia 0,10–0,18).
4. Ostrożnie obchodź się ze śrubami i instaluj je, aby uniknąć mechanicznego uszkodzenia stosunkowo miękkiej powłoki.

8. Wniosek

Śruby kołnierzowe Dacromet zapewniają doskonałą równowagę pomiędzy wysoką wytrzymałością mechaniczną, długoterminową ochroną przed korozją, precyzją wymiarową i bezpieczeństwem operacyjnym. Eliminując ryzyko kruchości wodorowej i zapewniając wieloletnią żywotność nawet w agresywnych środowiskach, zmniejszają koszty konserwacji i zwiększają niezawodność konstrukcji w sektorach motoryzacyjnym, energii odnawialnej, przemysłowym i infrastrukturalnym. Jasna specyfikacja wymaganej klasy mechanicznej, normy wymiarowej, klasy właściwości powłoki i wszelkich wymagań dotyczących powłoki nawierzchniowej gwarantuje, że elementy złączne będą działać zgodnie z przeznaczeniem przez cały okres ich użytkowania.