Bulloni a testa esagonale DIN 7990 grado 6.8 con zincatura a caldo: requisiti di qualità completi

Introduzione

DIN7990 Specifica i requisiti tecnici di fornitura per bulloni a testa esagonale con filettatura metrica a passo grosso. Se abbinati a un grado di resistenza 6.8 e a una finitura zincata a caldo (HDG), questi elementi di fissaggio offrono una soluzione robusta per applicazioni che richiedono una buona resistenza meccanica abbinata a un'importante protezione dalla corrosione atmosferica. Comprendere i requisiti qualitativi specifici sia per il bullone di base (materiale e proprietà meccaniche) sia per il rivestimento zincato è fondamentale per garantire prestazioni affidabili, soprattutto in ambienti strutturali, esterni o corrosivi come edilizia, infrastrutture e attrezzature agricole.

1. Requisiti dei bulloni di base (DIN 7990 e ISO 898-1)

1. Materiale (Clausola 5.1, ISO 898-1):

Grado 6.8 bulloni sono realizzati in acciaio a basso o medio tenore di carbonio (ad esempio, gradi come C35, C45 secondo gli standard EN o equivalenti).

L'acciaio deve essere idoneo alla formatura a freddo (stampaggio e rullatura di filettature) e al successivo trattamento termico (tempra e rinvenimento) per ottenere le proprietà meccaniche richieste. La composizione dell'acciaio deve essere controllata per garantire una risposta di tempra costante ed evitare fenomeni di fragilità.

2. Proprietà meccaniche (clausola 8 e tabella 3, ISO 898-1): la resistenza del nucleo dell'elemento di fissaggio è definita dal suo grado 6,8:

Resistenza alla trazione (Rm): minimo 600 MPa. Questa è la sollecitazione massima che il bullone può sopportare prima di rompersi.

Limite di snervamento (Rp0,2): minimo 480 MPa. Questo è lo sforzo al quale il bullone inizia a mostrare una deformazione permanente (deformazione plastica dello 0,2%).

Tensione di snervamento (Rp): non applicabile per la classe di proprietà 6.8 (definita solo per le classi 8.8 e superiori).

Allungamento dopo frattura (A): minimo 20% (per d ≤ 16 mm; si riduce leggermente per diametri maggiori). Indica duttilità.

Durezza: Vickers (HV) intervallo 190-250 HV. Per la verifica vengono utilizzati anche gli equivalenti di durezza Rockwell (HRB, HRC) o Brinell (HB). Una durezza costante garantisce resistenza ed evita la fragilità.

3. Produzione e dimensioni (DIN 7990 e standard di riferimento):

Le dimensioni (larghezza della testa, altezza della testa, lunghezza della filettatura, lunghezza complessiva) devono essere rigorosamente conformi alla norma DIN 7990, che in genere fa riferimento alla norma DIN EN ISO 4014 (per il grado di prodotto C, comune per i bulloni HDG) o DIN EN ISO 4017 (grado di prodotto B).

Le filettature sono conformi alla serie DIN 13 (passo grosso, profilo metrico ISO). Le filettature devono essere pulite, prive di bave e correttamente sagomate secondo le tolleranze specificate.

Le marcature sulla testa devono indicare chiaramente l'identificazione del produttore e il grado di resistenza "6.8".

La finitura superficiale (prima del rivestimento) deve essere adatta alla zincatura, priva di scaglie eccessive, cavità profonde, giunzioni, crepe o altri difetti che potrebbero compromettere la resistenza o l'adesione del rivestimento.

1. Requisiti per la zincatura a caldo (HDG) (principalmente ISO 1461)

I bulloni DIN 7990 specificati come zincati a caldo si basano su standard come ISO 1461 ("Rivestimenti zincati a caldo su articoli in ferro e acciaio lavorati - Specifiche e metodi di prova") per il processo di rivestimento e i criteri di qualità.

1. Processo:

Pretrattamento: fondamentale per l'adesione. Prevede uno sgrassaggio accurato, un decapaggio acido per rimuovere ruggine e calamina e un flussaggio (tipicamente con cloruro di zinco e ammonio in soluzione acquosa) per prevenire l'ossidazione prima dell'immersione.

Zincatura: i bulloni vengono immersi in un bagno di zinco fuso (tipicamente 445-455 °C / 833-851 °F). Una reazione metallurgica forma strati di lega di zinco-ferro legati al substrato di acciaio, ricoperti da uno strato di zinco puro.

Tempra: i bulloni vengono raffreddati rapidamente, solitamente in una soluzione di passivazione (ad esempio, cromato), per impedire ulteriori legazioni e lucidare la finitura. Nota: le normative ambientali favoriscono sempre più le passivazioni a basso contenuto di cromati o prive di cromati.

2. Requisiti di qualità del rivestimento (ISO 1461):

Aspetto: il rivestimento deve essere continuo, ragionevolmente uniforme e aderente. È previsto il caratteristico aspetto grigio opaco a chiazze. Lievi rugosità, lievi inclusioni di scorie o colature di drenaggio sono accettabili se non compromettono la funzionalità o non superano i requisiti di spessore. Punti nudi, aree non rivestite, bolle o inclusioni di scorie grossolane non sono accettabili.

Spessore del rivestimento:

Spessore locale minimo: misurato in un singolo punto, deve essere ≥ 45 Mm per bulloni con diametro della filettatura maggiore (d) ≤ 6 mm.

Spessore locale minimo: deve essere ≥ 50 Mm per bulloni con d > 6mm.

Spessore medio (campionamento): lo spessore medio misurato su un campione di bulloni esagonali da un lotto deve essere ≥ 55 Mm (per d ≤ 6 mm) o ≥ 60 Mm (per d > 6 mm).

Misurazione: in genere effettuata utilizzando misuratori a induzione magnetica o a correnti parassite, calibrati specificamente per zinco su acciaio, su superfici significative (gambo, testa). Le misurazioni della cresta della filettatura richiedono attenzione e vengono spesso evitate; le valli sono più critiche ma più difficili da misurare. Lo spessore del rivestimento sulle filettature è intrinsecamente inferiore rispetto a gambi/teste a causa del drenaggio.

Adesione: il rivestimento deve rimanere saldamente adeso al substrato in acciaio dopo la manipolazione, il serraggio e l'uso. La prova prevede la percussione o l'abrasione del rivestimento; sfaldamenti o distacchi significativi costituiscono un insuccesso. La prova di tempra (immersione in una soluzione di solfato di rame) viene talvolta utilizzata come indicatore di adesione.

Libertà dalla fragilità (fondamentale per il livello 6.8):

Durante il decapaggio acido può essere introdotto idrogeno, causando potenzialmente una frattura fragile ritardata (fragilità da idrogeno) negli acciai temprati come il grado 6.8.

Requisiti di cottura: per diffondere l'idrogeno, i bulloni zincati di grado 6.8 DEVONO essere sottoposti a cottura (defragilimento) entro poche ore dalla zincatura. I parametri tipici sono 190-230 °C (374-446 °F) per un minimo di 4-8 ore (il tempo specifico dipende dalla temperatura e dalle dimensioni/massa del bullone). Questo è un passaggio di qualità obbligatorio.

Verifica: sebbene il test diretto di ogni bullone sia impraticabile, il controllo del processo (rigoroso rispetto dei registri di tempo/temperatura di cottura) è essenziale. I test di coppia su campioni serrati al carico di prova possono essere utilizzati come controllo delle prestazioni.

1. Controllo qualità e ispezione

Test in lotti: le proprietà meccaniche (resistenza alla trazione, durezza) vengono testate su campioni rappresentativi di ciascun lotto di acciaio e/o lotto di trattamento termico prima della zincatura.

Controlli dimensionali: dimensioni critiche verificate secondo gli standard.

Ispezione del rivestimento: ispezione visiva (100% per difetti importanti), misurazioni dello spessore del rivestimento (campionamento statistico secondo ISO 1461/ISO 2859-1), controlli di adesione (campionamento) e verifica dei registri di cottura per il sollievo dalla fragilità.

Calibro filettato: calibro passa/non passa per garantire filettature funzionali. Nota: il rivestimento HDG aggiunge spessore. Sebbene le filettature vengano rullate prima della zincatura, è necessario lasciare delle tolleranze (ad esempio, utilizzando maschi leggermente sovradimensionati nelle parti accoppiate) oppure potrebbe essere necessario ripassare le filettature dopo la zincatura (con attenzione, per evitare un'eccessiva rimozione del rivestimento) per garantire l'assemblaggio.

Conclusione

DIN7990 Grado 6.8 bulloni a testa esagonale Con zincatura a caldo, i bulloni offrono una combinazione equilibrata di robustezza e resistenza alla corrosione per ambienti difficili. Garantire la qualità richiede il rigoroso rispetto di due aspetti chiave: le specifiche meccaniche e dimensionali del bullone di base definite dalle norme DIN 7990 e ISO 898-1 (materiale, resistenza alla trazione, limite di snervamento, durezza, dimensioni) e i rigorosi requisiti di rivestimento della norma ISO 1461 (aspetto, spessore minimo locale e medio, adesione). Fondamentalmente, il processo di cottura obbligatorio per prevenire l'infragilimento da idrogeno nell'acciaio temprato di grado 6.8 è imprescindibile. Un rigoroso controllo di qualità durante la produzione, la zincatura e il post-trattamento è essenziale per fornire bulloni che funzionino in modo affidabile, sicuro e duraturo nelle applicazioni previste. La comprensione di questi requisiti completi consente a ingegneri, acquirenti e ispettori di specificare e verificare efficacemente questi componenti critici.