In tatsächlichen mechanischen Geräten und wichtigen Strukturen sind die markanten schwarzen Bolzen typischerweise hochfeste Bolzen. Warum ist das so? Ist es aus ästhetischen Gründen?
Das schwarze Erscheinungsbild hochfester Schrauben dient nicht der Ästhetik, sondern vielmehr aus entscheidenden funktionalen Gründen: Schwarz steht nicht für hohe Festigkeit, sondern die Anforderung, eine hohe Festigkeit herzustellen, macht „Schwarz“ (normalerweise eine Schwärzungsbehandlung) zur am besten geeigneten und sichersten Wahl für die Oberflächenbehandlung, vor allem im Zusammenhang mit Oberflächenbehandlungsprozessen und Korrosionsbeständigkeit.
Hauptgründe
1. Schwärzungsbehandlung (Oxidationsbehandlung)
Hochfeste Schrauben durchlaufen typischerweise einen Bläuungs-/Schwärzungsprozess (auch bekannt als Oxidationsbehandlung), eine chemische Oberflächenbehandlungsmethode: Die Schraube wird in eine heiße Lösung eingetaucht, die Natriumhydroxid, Natriumnitrit usw. enthält (ca. 135 °C ~ 145 °C), wodurch eine Schicht aus Eisen(II,III)-Oxid (Fe₃O₄) auf der Stahloberfläche entsteht. Dieser Film erscheint schwarz oder bläulich-schwarz und ist etwa 0,5 bis 1,5 Mikrometer dick.
2. Korrosionsschutz
Obwohl der Oxidfilm dünn ist, isoliert er effektiv Luft und Feuchtigkeit und verlangsamt so die Rostbildung. Im Vergleich zu freiliegendem Stahl bietet es eine deutlich verbesserte Korrosionsbeständigkeit und ist kostengünstig, sodass es für die Massenproduktion geeignet ist.
3. Reibungsreduzierung und Verschleißfestigkeit
Die Oberfläche des Oxidfilms weist einen gewissen Grad an Ölabsorption auf, wodurch die Reibung zwischen den Gewinden verringert, das Anziehen erleichtert und während der Montage für Schmierung gesorgt wird.
4. Anti-reflektierende Eigenschaften (sekundär)
Bei Außenprojekten wie Brücken und Gebäuden reflektiert Schwarz das Licht nicht und reduziert so die Lichtverschmutzung. Dies ist jedoch ein sekundärer Nutzen und nicht der primäre Zweck.
Warum nicht andere Farben verwenden?
Im Folgenden sind verschiedene Oberflächenbehandlungsmethoden für hochfeste Schrauben aufgeführt.
Der Hauptgrund dafür, keine anderen Farben zu verwenden, besteht darin, dass hochfeste Schrauben (insbesondere die Güten 10,9S und 12,9S) äußerst empfindlich auf Wasserstoffversprödung reagieren. Beim Galvanisieren (z. B. Verzinken) können Wasserstoffatome eingebracht werden, was dazu führen kann, dass die Schraube während des Gebrauchs plötzlich bricht, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt. Daher werden bei hochfesten Schrauben für Stahlkonstruktionen bevorzugt Verfahren wie Schwärzen oder Phosphatieren eingesetzt, bei denen keine Gefahr einer Wasserstoffversprödung besteht.
Daher ist die schwarze Farbe von hochfesten Schrauben -eigentlich ein optischer Indikator für sichere Herstellungsprozesse-sie vermittelt Ingenieuren und Anwendern eine klare Botschaft: Die Schraube wurde einer Oberflächenbehandlung unterzogen, die das Risiko einer Wasserstoffversprödung beseitigt.
Nicht alle hochfesten Schrauben-sind schwarz.
Auch der Festigkeitsgrad einer Schraube lässt sich nicht allein anhand ihrer Farbe beurteilen.
Zum Beispiel:
Feuerverzinkte Bolzen: Silber-weiße Oberfläche, häufig verwendet in stark korrosiven Umgebungen wie Brücken und Türmen im Freien;
Mit Dacromet-behandelte Schrauben: Erhältlich in verschiedenen Farben, darunter Silber-Grau, Silber-Weiß und Schwarz, mit einer Korrosionsbeständigkeit, die weit über der herkömmlichen Schwärzung liegt und über 200 Stunden Salzsprühnebeltests übersteht;
Vernickelte oder teflonbeschichtete Bolzen: Können silbern, mehrfarbig oder sogar mehrfarbig sein und werden häufig in Spezialbereichen wie Lebensmittelmaschinen und Luft- und Raumfahrt verwendet.
Der wahre Maßstab für die Feststellung, ob eine Schraube hochfest ist, ist die auf dem Kopf angegebene Leistungsklasse, z. B. 8,8, 10,9 und 12,9. Nur Schrauben der Güteklasse 8.8 und höher gelten als hochfeste Schrauben, die typischerweise aus legiertem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt oder Kohlenstoffstahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt hergestellt und einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
