FORD WSS-M21P51 Befestigungselemente, elektrolytisch beschichtetes Zink-Nickel

Der von der Ford Motor Company (FORD) entwickelte Standard „FORD WSS-M21P51 Befestigungselemente, elektrolytisch beschichtetes Zink-Nickel“ besteht aus den folgenden Unterabschnitten:

• WSS-M21P51-A1 Chrom(III)-Passivierung, Silber
• WSS-M21P51-A2 Chrom(III)-Passivierung, Gleitmittel, silber
• WSS-M21P51-A3 Dreiwertiges Chrom passiviert, geschmiertes Dichtungsmaterial mit verbesserter Schmierfähigkeit, silber
• WSS-M21P51-A4 Dreiwertiges Chrom passiviert, geschmiertes Dichtungsmaterial, dauerhafte Schmierfähigkeit, silber
• WSS-M21P51-A5 Chrom(III)-passiviert, Gleitmittel, schwarz
• WSS-M21P51-A6 Dreiwertiges Chrom passiviert, geschmiertes Dichtungsmittel, verbesserte Schmierfähigkeit, schwarz

Bei den in dieser Norm definierten Werkstoffen handelt es sich um Korrosionsschutzbeschichtungen auf Stahl- und Eisensubstraten. Sie bestehen alle aus einer Alkali-Zink-Nickel-Legierung und einer Passivierung mit dreiwertigem Chrom. A2, A3, A4, A5 und A6 sind außerdem mit einem klaren Dichtungsmittel beschichtet, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen oder eine konsistente Drehmoment-Spannungskontrolle zu gewährleisten.

Diese Spezifikationen werden für Materialien veröffentlicht, die als Korrosionsschutzbeschichtungen für Befestigungselemente und andere Standardteile im gesamten Fahrzeug verwendet werden. Einige Verfahren zur Herstellung dieser Beschichtungen können bei Teilen mit hoher Härte zu Wasserstoffversprödung führen. Bei Teilen, bei denen die Gefahr einer Wasserstoffversprödung besteht, müssen die Anforderungen der Norm WSS-M99A3-A erfüllt sein.

• A1 Korrosionsbeständigkeit für Normteile ohne Gewinde.
• A2 Korrosionsbeständigkeit plus Schmierung für Gewindebefestigungen wie selbstschneidende Schrauben, Blechschrauben für Kunststoff und Schrauben mit metrischem ISO-Gewinde, kann in Erdungsanwendungen verwendet werden.
• Korrosionsbeständigkeit und verbesserte Schmierung für Gewindebefestigungen wie Blechschrauben für A3-Metall; kann in Erdungsschraubenanwendungen verwendet werden.
• A4 Ein spezielles Schmiermittel plus Korrosionsschutz, das speziell für konische Radmuttern entwickelt wurde.
• A5 Klasse A, schwarzes Erscheinungsbild mit Korrosionsbeständigkeit plus Schmierung für Gewindebefestigungen wie selbstschneidende Schrauben, Blechschrauben für Kunststoff und Schrauben mit metrischem ISO-Gewinde.
• A6 Klasse A, schwarzes Erscheinungsbild mit Korrosionsbeständigkeit und verbesserter Schmierung für Befestigungselemente wie Gewindeschrauben für Metall.

Die maximal empfohlene Dauerbetriebstemperatur beträgt 310 Grad.

A2 und A3 sorgen für elektrische Kontinuität zum Substrat und eignen sich für die meisten elektrischen Erdungsanwendungen.

In dieser Norm werden die Anforderungen wie folgt erläutert:

• Standardanforderungen an Produktionsmaterialien: Materiallieferanten und Teilehersteller müssen den Standard „WSS-M99P1111-A Qualitätssystemanforderungen für Produktionsmaterialien“ einhalten. Komponentenhersteller müssen zugelassene Materialien verwenden, die in der Liste der zugelassenen Quellen des Unternehmens aufgeführt sind.
• Versprödung: Teile, die nach dieser Norm beschichtet sind, müssen frei von den schädlichen Auswirkungen der Wasserstoffversprödung oder anderen Faktoren sein, die eine Versprödung des Teils verursachen. Alle Teile müssen die Anforderungen des WSS-M99A3-A-Standards erfüllen.
• Beschichtungsauftrag:
  • Anwender sollten die Verfahren und Empfehlungen des Materiallieferanten hinsichtlich der Verwendung von Chemikalien, der Ausrüstung, der Analyse und der Verarbeitung befolgen. Praktiker müssen über Unterlagen verfügen, die nachweisen, dass Verfahren und Empfehlungen befolgt wurden.
  • Vor dem Beschichten muss der Untergrund frei von Öl, Schmutz und ähnlichen Fremdstoffen sein. Wenn ein Reinigungsprozess erforderlich ist, sollte dieser keine nachteiligen Auswirkungen auf das Substrat haben und auch keine Sprödigkeit aufweisen.
  • Im Rahmen dieser Norm verwendete Dichtstoffe erfordern keine Aushärtung. Dichtungsmassen sollten grundsätzlich vor Ort mit Heißluft in einer Trockenschleuder getrocknet werden. Fördertrocknung und andere Trocknungsmethoden können geeignet sein.
  • Der Applikator sollte die Empfehlungen des Materiallieferanten hinsichtlich der Trocknungstemperaturen und Schleuderdrehzahlen befolgen, die für den verwendeten Korbdurchmesser geeignet sind.
• Aussehen der Beschichtung:
  • Vor dem Passivieren sollte die Zink-Nickel-Grundbeschichtung ein metallisch-silbernes Aussehen haben.
  • Bei A1, A2, A3 und A4 sollte die Passivierungsschicht ein leichtes Schillern und eine Farbänderung aufweisen, die mit Interferenzfilmen übereinstimmt (z. B. gelbe, orange, grüne, blaue, violette Flecken).
  • Bei A5 und A6 muss die Passivierungsschicht schwarz sein.
  • Die für A2, A3, A5 und A6 verwendeten Dichtungsmassen müssen eine lichtdurchlässige Folie ohne Unterbrechungen sein.
  • Das für A4 verwendete Versiegelungsmittel sollte eine durchscheinende Folie sein, kann aber einige Unterbrechungen in Form von Berührungsspuren oder Flecken enthalten. Diese sollten die mechanische Leistung oder Korrosionsbeständigkeit des Teils nicht beeinträchtigen.
  • Für A2 und A3 verwendete Dichtstoffe können zusätzlich eine Farbkennung in Grün oder Blau aufweisen.
• Beschichtungsmerkmale:
  • Zusammensetzung: Eine alkalische Zink-Nickel-Beschichtung sollte einen Nickelgehalt von 12 bis 17 Prozent aufweisen, gemessen mit einem gemäß den Anforderungen des Lieferanten kalibrierten Röntgenfluoreszenzspektrometer. Die Beschichtung sollte über die gesamte Dicke der Ablagerung und über die hohen und niedrigen Stromdichten des Teils hinweg eine gleichmäßige, einheitliche Legierung aus Zink und Nickel sein. Eine Zink-Nickel-Legierung ist die einzige Beschichtung, die direkt auf die Basis aufgetragen wird. Die Verwendung von Zinkschlagwerk ist nicht zulässig. Die Zusammensetzung der Zink-Nickel-Beschichtung, Passivierung und wasserlöslichen Gleitversiegelung muss den Anforderungen des Chemikalienlieferanten entsprechen.
  • Dicke: Die galvanische Zink-Nickel-Schicht sollte auf ebenen Flächen gemessen eine Dicke von 8 bis 14 Mikrometern aufweisen. Im Falle einer Uneinigkeit sollte als Methode zur Dickenmessung die metallografische Schliffbildmessung gemäß ASTM B487 gelten. Die Dicke der Passivschicht ist nicht messbar, muss aber kleiner als 500 Nanometer und größer als 50 Nanometer sein. Die Dicke der Versiegelungsschicht ist nicht messbar, muss jedoch kleiner als 2 Mikrometer und größer als 0,5 Mikrometer sein. Die Dicke muss ausreichend sein, um die Korrosions- und Reibungsanforderungen des Substratmaterials zu erfüllen. Die typische Gesamtdicke dieser Beschichtungen beträgt 10 bis 12 Mikrometer.
  • Haftung: Die Beschichtung muss normaler Handhabung, Lagerung und Installation standhalten, ohne abzublättern oder sich abzulösen oder auf andere Weise an Haftung zu verlieren. Darüber hinaus sollte es nach dem Kochen weder zu Blasenbildung noch zu Abblättern kommen, um eine Wasserstoffversprödung zu vermeiden. Die Haftung der galvanischen Beschichtung auf dem Grundmetall muss den Anforderungen der Prüfmethoden zum thermischen Abschrecken und Polieren gemäß ASTM B 571 entsprechen, sofern nicht anders angegeben.
  • Drehmoment-Spannungsleistung: Bei Tests gemäß der Norm „FORD WZ 101 – Drehmoment-/Klemmkraftleistung von metrischen Gewindebefestigungen aus Stahl“ müssen beschichtete Befestigungselemente einen Reibungskoeffizienten aufweisen, der innerhalb von plus/minus 0,03 µ des in der Norm angegebenen Nennwerts liegt.

Diese Norm beschreibt außerdem Anforderungen an Festigkeitseigenschaften, Garnaufnahmeanforderungen, Formbarkeit und Prozesskontrollelemente.

Unsere Organisation, die seit Jahren versucht, Unternehmen aus allen Branchen mit einer breiten Palette von Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien zu unterstützen, verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen in der Welt der Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. In diesem Zusammenhang werden für Unternehmen auch Prüfdienstleistungen nach der Norm „FORD WSS-M21P51 Verbindungselemente, galvanisch Zink-Nickel“ angeboten.