В современном строительстве, производстве и быту невозможно обойтись без надежных крепежных элементов. Метизы (металлические изделия) составляют основу любых соединений - от возведения многоэтажных зданий до сборки корпусной мебели. Неправильный выбор крепежа может привести к катастрофическим последствиям: обрушению конструкций, деформации мебели, авариям инженерных систем.

В этом подробном руководстве мы рассмотрим:

• Классификация метизов
• Защитные покрытия
• Обзор видов крепежа

 

Классификация метизов

 

Все метизы можно разделить на две основные группы:

Промышленные метизы — специализированные изделия заводского производства. Метизы отличаются особыми требованиями к материалам и износоустойчивости. Используются при возведении домов, строительстве машин и различных приборов.

Общестроительные метизы — используются в повседневной жизни, в основном во время ремонта и сборки мебели.

 

Помимо этого, метизы различаются по материалу производства:

Углеродистая сталь — самый распространенный материал для метизов. По количеству углерода в сплаве разделяется на три класса:

• Низкоуглеродистая (мягкая) – менее 0,30% углерода;
• Среднеуглеродистая – от 0,30 до 0,60% углерода;
• Высокоуглеродистая – свыше 0,60% углерода.

Чем больше в сплаве углерода, тем прочнее и тверже становится сталь. Поэтому низкоуглеродистая сталь оптимальна для применения только в ненагруженных конструкциях. В случаях, когда нужно обеспечить максимально прочное и надежное соединение используются метизы из высокоуглеродистой стали.

Нержавеющая сталь — материал, устойчивый к появлению ржавчины даже под действием солей, щелочей и различных кислот. Метизы из нержавеющей стали используются при соединении элементов, контактирующих с агрессивной средой.

Латунь — материал, также отличающийся высокой устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Идеален для использования в хлорсодержащей и приморской воде. Латунный крепеж активно применяется в электротехнике, сантехнике, автомобилестроении и столярном деле.

 

Бронза — материал, устойчивый к коррозии в соленой и морской воде, поэтому активно применяется в самых разных проектах: от строительства лодок до возведения конструкций на воде. Помимо этого, бронзовый крепеж используется при изготовлении деревянной мебели, монтаже уличных настилов, в реставрационных работах.

Медь — одной из особенностей данного материала является его мягкость, что многократно упрощает его обработку. Медный крепеж характеризуется высокой токопроводимостью, долговечностью, устойчивостью к коррозии и агрессивным воздействиям окружающей среды. Используются при обустройстве медной кровли, а также при сантехнических работах и монтаже электрических проводов.

Алюминий — металл, отличающийся небольшим весом, поэтому часто используется в авиа- и автомобилестроении. Также ключевой характеристикой материала является высокая токопроводимость, что делает его оптимальным вариантом для использования в электрооборудовании.

 

 

Защитные покрытия

 

Для дополнительной устойчивости к внешним факторам, на крепеж наносят слой защитного покрытия. Разберем основные виды:

 

Цинкование

 

Так называются технологический процесс, при котором на крепеж наносят слой цинка. За счет этого на стальной основе изделия формируется физический барьер, защищающий от воздействия кислорода и влаги. Помимо этого, за счет оцинковки увеличивается износоустойчивость, прочность и, как следствие, срок службы крепежа.

Существует несколько методов нанесения цинкового слоя:

 

Гальваническое (электрохимическое) — нанесение осуществляется в емкости, заполненной электролитом. Крепеж подключается к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а цинковый анод — к положительному. За счет разницы электрических потенциалов к крепежу притягиваются частицы цинка, образуя защитное покрытие толщиной в несколько микрон.

Данный метод цинкования довольно прост и дешев в реализации, поэтому массово используется в современном производстве. Однако гальванического цинкования недостаточно для защиты метиза от коррозии в агрессивной среде из-за малой толщины слоя. Поэтому обработанные таким образом крепежи наиболее оптимальны для применения внутри помещений с хорошей вентиляцией и нормальным температурным режимом.

 

Горячее цинкование — крепеж погружается в ванну с расплавленным цинком. За счет этого формируется толстый и прочный защитный слой, способный деформироваться вместе со стальной основой. Метиз с горячим цинкованием оптимален для эксплуатации в условиях агрессивной среды. Однако такой метод нанесения цинка не обеспечивает равномерность защитного покрытия, а также несколько увеличивает размер крепежа, что обязательно следует учитывать при работе.

 

Термодиффузионное цинкование — суть данного метода заключается в образовании на поверхности метиза нового сплава с высоким содержанием цинка (интерметаллид). Осуществляется следующим образом: в специальный контейнер погружается крепеж и цинк-насыщенная смесь, и отправляется в муфельную печь. Контейнер в процессе нагрева постоянно вращается, что обеспечивает равномерное распределение смеси по поверхности метиза. После завершения этого процесса, оцинкованные крепежи проходят через пассивационный раствор.

Термодиффузионное цинкование — дорогостоящий процесс, однако покрытие, формируемое таким образом, получается надежным и долговечным.

 

Газотермическое напыление — между двумя цинковыми проволоками поджигается электрическая дуга, металл плавится и посредством струи газа, проходящей через область дуги, расплавленные частицы переносятся на обрабатываемую поверхность. После этого процесса, на метизе образуется чешуйчатая поверхность, которую покрывают порозаполнителем. Готовое покрытие получается равномерным, однако производительность газотермического напыления довольно низкая. Поэтому данный метод нанесения используется довольно редко, в случаях, когда альтернативные методы не подходят.

 

Холодное цинкование — нанесение защитного слоя с помощью грунта из высокодисперсного цинкового порошка с органическим связующим. Процесс простой и может быть выполнен на объекте. Главное, тщательно очистить металл перед окрашиванием. Основной недостаток — сложность равномерного нанесения защитного покрытия.

 

Другие покрытия

 

Фосфатирование — защитное покрытие из малорастворимых фосфатов. Оно значительно повышает устойчивость крепежа к большинству видов внешнего воздействия. Покрытие имеет шероховатую поверхность, что делает его хорошей основой для последующего окрашивания. Покрытие имеет низкую механическую прочность и эластичность, пленка может потрескаться при деформации крепежа.

 

Хромирование — один из лучших вариантов, когда нужно добиться высоких декоративных качеств. Покрытие значительно увеличивает устойчивость материала к трению, коррозии и высокой температуре. В основном, применяется в сантехнике и автомобилестроении.

 

Никелевое — защищает крепеж только от механических повреждений. Применяется довольно редко, в основном в случаях, когда важно обеспечить привлекательный внешний вид конструкции.

 

Обзор видов крепежа

 

Далее рассмотрим наиболее распространенные виды крепежных изделий, области их применения и разновидности.

Гвозди

 

Гвоздь – это простой, но универсальный крепёжный элемент, представляющий собой металлический стержень с заострённым концом и шляпкой. Основное назначение – соединение деревянных деталей, однако современные модификации позволяют работать и с другими материалами, включая полимеры и композиты.

 

Основные разновидности гвоздей

 

• Строительный – классический вариант с гладким стержнем. Подходит для большинства работ с деревом.
• Винтовой – имеет спиральные борозды, повышающие прочность соединения. Применяется в конструкциях, испытывающих вибрацию или нагрузку.
• Ершёный – оснащён поперечными насечками, предотвращающими выдёргивание. Незаменим при сборке конструкций, подверженных влаге и деформациям.
• Шиферный – отличается широкой шляпкой и часто дополняется резиновой прокладкой для герметичности крепления.
• Кровельный – обладает увеличенной шляпкой, надёжно фиксирующей мягкие материалы (рубероид, битумную черепицу).
• Финишный – имеет небольшую головку, которая полностью утапливается в материал, что важно при монтаже декоративных элементов.

 

Также существуют специализированные гвозди: мебельные (для обивки), сапожные (для ремонта обуви) и нейлерные (используемые в пневмоинструменте).

Выбор гвоздя зависит от задачи: для временного крепления подойдут обычные строительные, а для капитальных конструкций – винтовые или ершёные. Главное – учитывать материал и условия эксплуатации.

 

 

Болты и винты

 

Болты представляют собой крепёжные элементы с шестигранной головкой, предназначенные для работы под нагрузками на растяжение и излом. Они используются в паре с гайками для создания прочных разъёмных соединений в строительных конструкциях и машиностроении.

Винты отличаются разнообразием форм головок (потайные, полупотайные, круглые) и предназначены преимущественно для крепления деталей с резьбовыми отверстиями. Они выдерживают только нагрузки на растяжение и часто применяются в механизмах и сборке оборудования.

Оба вида крепежа изготавливаются из прочных сталей с различными защитными покрытиями. Выбор между болтом и винтом зависит от типа соединения и действующих нагрузок - болты предпочтительнее для несущих конструкций, тогда как винты лучше подходят для точного монтажа и декоративных элементов.

 

Шурупы и саморезы

 

Шурупы представляют собой крепёжные элементы с частичной или полной резьбой, требующие предварительного сверления отверстия перед монтажом. Саморезы — те же шурупы, но с острым наконечником и полной резьбой, что позволяет вкручивать их без подготовки основания. Особой популярностью пользуются саморезы со сверлящим наконечником для работы с металлом и модели с пресс-шайбой для листовых материалов. Оба вида крепежа изготавливаются из прочных сталей с защитными покрытиями, обеспечивающими коррозионную стойкость. Современные саморезы выпускаются в различных модификациях, включая кровельные варианты с резиновыми прокладками и декоративные модели с потайными головками.

 

 

Анкеры и дюбели

 

Дюбели состоят из пластиковой гильзы и шурупа, которые при монтаже расширяются в просверленном отверстии, обеспечивая надежное крепление. Они предназначены для крепления легких конструкций к бетону, кирпичу или блокам, например, теплоизоляции.

Анкеры представляют собой более прочные металлические крепления с болтом и разжимной гильзой, которые способны выдержать значительные нагрузки.

Основное отличие заключается в несущей способности: дюбели подходят для легких предметов, тогда как анкеры используются для ответственных тяжеловесных конструкций. Оба типа крепежа обеспечивают надежную фиксацию за счет механизма расширения в материале основания.

 

Гайки, шайбы

 

Гайки - это резьбовые элементы, навинчиваемые на болты и винты для создания надежного соединения. Существует несколько основных типов:

• Шестигранные (стандартные)
• Корончатые (со шплинтовыми отверстиями)
• Квадратные (для фиксации в пазах)
• Фланцевые (с насечкой для лучшего сцепления)
• "Барашки" (для ручного монтажа)

 

Шайбы представляют собой плоские кольцеобразные элементы, которые подкладываются под гайки для предотвращения самооткручивания и защиты поверхностей. Они изготавливаются из металла, пластика или резины - последние особенно полезны при работе с окрашенными или хрупкими материалами.

Оба вида крепежа играют важную роль в сборке конструкций, обеспечивая прочность и долговечность соединений. 

 

Заклепки

 

Заклепки представляют собой крепежные элементы для неразъемного соединения деталей, состоящие из стального стержня и алюминиевой гильзы.

Принцип действия следующий: клепка вставляется в специальный инструмент, который захватывает металлический центральный стержень. После этого клепка погружается в заранее просверленное отверстие, и нажатием на рычаги инструмента, металлический стержень вытягивается, расширяя алюминиевую гильзу. За счет разницы плотности металлов, алюминий полностью сплющивается, как только достигает места фиксации. После этого инструмент отрезает уже не нужный стрежень, и клепка остается внутри, надежно скрепляя объекты.

Основные особенности заклепок:

• Монтируются при помощи специального инструмента методом вытягивания стержня
• Создают постоянное соединение, удаляется только высверливанием
• Имеют ограничения по толщине скрепляемых материалов
• Выпускаются в различных размерах и материалах (алюминий, медь, латунь)

 

Шпильки

 

Шпильки обеспечивают прочное и долговечное соединение в различных условиях эксплуатации. Они представляют собой металлические стержни с резьбой по всей длине или на концах. Шпилька вкручивается в посадочное место и позволяет скрепить два объекта или произвести фиксацию при помощи гайки. Крепеж широко применяется в машиностроении, строительстве и сантехнике.

 

Заключение

 

Правильный выбор крепежных изделий — это гарантия надежности и долговечности любой конструкции. Современный рынок предлагает огромное разнообразие метизов для любых задач. Помните, что экономия на крепеже может привести к серьезным последствиям. Используйте только качественные метизы от проверенных производителей, соблюдайте технологии монтажа, и ваши конструкции прослужат десятилетиями.