Warum sind hochfeste Schrauben normalerweise schwarz?

Das schwarze Erscheinungsbild hochfester Schrauben ist auf wichtige funktionelle Überlegungen zurückzuführen: Schwarz steht nicht für hohe Festigkeit, sondern vielmehr für die Anforderungen an die Herstellung hochfester Schrauben„schwarz“ (Schwärzung)Die am besten geeignete und sicherste Option zur Oberflächenbehandlung, vor allem aufgrund der Oberflächenbehandlungsverfahren und der Korrosionsbeständigkeit.

Hauptgründe

1. Schwärzung (Oxidationsbehandlung)

Hochfeste Schrauben werden typischerweise einem Schwärzungsprozess (auch bekannt als Oxidationsbehandlung) unterzogen, einer chemischen Oberflächenbehandlungsmethode: Die Schrauben werden in eine heiße Lösung getaucht, die Natriumhydroxid, Natriumnitrit und andere Substanzen enthält, wodurch sich auf der Stahloberfläche eine Schicht aus Eisen(III)-oxid (Fe₃O₄) bildet. Diese Schicht erscheint schwarz oder bläulich-schwarz und ist etwa 0,5 bis 1,5 Mikrometer dick.

2. Korrosionsschutz

Obwohl der Oxidfilm dünn ist, blockiert er effektiv Luft und Feuchtigkeit und verlangsamt so die Korrosion. Im Vergleich zu blankem Stahl bietet es eine deutlich verbesserte Korrosionsbeständigkeit bei geringen Kosten und ist für die Massenproduktion geeignet.

3. Reibungsreduzierung und Verschleißfestigkeit

Die Oberfläche des Oxidfilms weist einen gewissen Grad an Ölabsorption auf, was die Reibung zwischen den Gewindegängen verringert, das Anziehen erleichtert und bei der Montage als Schmiermittel fungiert.

Warum nicht andere Farben verwenden?

Hochfeste Schrauben (insbesondere die Güten 10.9S und 12.9S) sind äußerst empfindlich gegenüber Wasserstoffversprödung.Bei Galvanisierungsprozessen (z. B. Verzinkung) können Wasserstoffatome eingeführt werden, was zu einem plötzlichen Versagen der Schraube während des Gebrauchs führt und ein ernstes Sicherheitsrisiko darstellt. Daher werden bei der Verwendung hochfester Schrauben in Stahlkonstruktionen Verfahren bevorzugt, bei denen kein Risiko einer Wasserstoffversprödung besteht, wie etwa Schwärzung oder Phosphatierung.

Nicht alle hochfesten Schrauben sind schwarz und die Festigkeitsklassen der Schrauben können nicht allein anhand der Farbe bestimmt werden.

Feuerverzinkte Bolzen: Diese haben eine silberweiße Oberfläche und werden häufig in stark korrosiven Außenumgebungen wie Brücken und Türmen verwendet.

Mit Dacromet behandelte Schrauben: Sie sind in verschiedenen Farben wie Silbergrau, Silberweiß und Schwarz erhältlich. Ihre Korrosionsbeständigkeit übertrifft die der herkömmlichen Schwärzung bei weitem und hält Salzsprühtests über 200 Stunden stand.

Vernickelte oder teflonbeschichtete Bolzen: Diese können silbern, farbig oder sogar mehrfarbig aussehen und werden häufig in Spezialbereichen wie Lebensmittelverarbeitungsmaschinen und Luftfahrt verwendet.

Das eigentliche Kriterium für die Feststellung, ob eine Schraube hochfest ist, ist die auf ihrem Kopf angegebene Leistungsklasse, z. B. Güteklasse 8,8, Güteklasse 10,9 und Güteklasse 12,9. Von diesen gelten nur Schrauben der Güteklasse 8.8 und höher als hochfeste Schrauben. Sie bestehen typischerweise aus legiertem Stahl mit niedrigem oder mittlerem Kohlenstoffgehalt und werden einer Vergütungsbehandlung unterzogen.