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              緊固件表面處理常用類型
              發表時間:2011-3-29  文字 〖 〗  閱讀次數:8873   [關閉窗口]
              一、   表面處理定義和緊固件表面處理常用類型
                  1、表面處理定義及其分類
                   表面處理也稱為“表面工程” (Surface Engineering),是應用物理、化學、機械等方法改變固體材料表面成分或組織結構,獲得所要求的性能并提高產品的可靠性或延長使用壽命的各種技術的總稱。
              表面處理的分類方法有多種。
                  a.依表面層特性可分為表面改性、薄膜、涂(鍍)層等三大類;
                  b.依工藝特點可分為干法和濕法兩大類;
                  c.依表面層功能可分為防護性、裝飾性、功能性三大類;
                  d.依基體材料可分為金屬和非金屬兩大類。
              每一大類又可細分為許多分支。
              金屬鍍覆和化學處理依鍍覆層功能可分為防護性鍍覆、防護-裝飾性鍍覆和功能性鍍覆三大類。防護性鍍覆層用于防止基體被腐蝕損壞。例如,鋼鐵緊固件的鍍鋅或鍍鎘,不僅具有機械保護作用,而且在一定的環境條件下還有電化學保護作用。防護-裝飾性鍍覆層用于美化制品外觀,同時也具有一定防護性。當以鉻、金等鍍層作為防護-裝飾性鍍層時,往往在基體上先鍍銅 、鎳或其合金作為底鍍層,以改善鍍層與基體的結合力,并提高防護和裝飾性。功能性鍍覆層的作用主要包括:提高表面硬度或因自潤滑而耐磨,減小摩擦,保證扭矩系數,提高導電性或改善表面可焊性等。銅及銅合金緊固件的鍍銀或鍍錫,主要就是為了提高導電性。緊固件表面處理的主要功能為防護性鍍覆。
                  2、緊固件表面處理要求分為三大類
                  a.不進行表面處理;如:木螺釘、鉚釘、抽芯鉚釘釘體和釘芯不經處理
                    b.進行簡單處理;如:不銹鋼、有色金屬螺釘進行簡單處理
                  c.進行鍍覆或化學處理。
                  3、進行簡單處理
                           簡單處理適用于不銹鋼件和有色金屬件,其目的都是去除制品表面的污物,使制品比較干凈些、具有金屬本色。
                  4、進行鍍覆或化學處理:  
                           要求進行鍍覆或化學處理的標準緊固件,按基體材料不同,其推薦的處理方法也不同。
                          鋼件
                          電鍍:(GB/T 5267.1-2002)
                          目前常用的有:
                          · 電鍍鋅并鉻酸鹽處理,標準中大多簡稱為“鍍鋅鈍化”;
                          · 電鍍鎘并鉻酸鹽處理,標準中大多簡稱為“鍍鎘鈍化”;
                          · 電鍍銅,標準中簡稱為“鍍銅”;
                          · 電鍍鎳,標準中簡稱為“鍍鎳”,通常采用以鍍銅層或鍍暗鎳層作為底層的多層光亮鍍鎳工藝;
                          · 電鍍裝飾性鉻,標準中簡稱為“鍍鉻”,通常采用以鍍銅層作為底層、鍍光亮鎳層作為中間層、以普通鍍鉻層作為面層的鍍裝飾鉻工藝;
                          非電解法涂覆片狀鋅粉涂層,就是我們常說的達克羅,標準中稱為 “非電解鋅片涂層” (GB/T 5267.2-2002)
                          熱浸鍍鋅。℅B/T 5267.3-200×)
                          磷酸鹽處理,也就是我們常說的磷化處理。磷酸鹽膜是一種化學轉換膜,所謂磷酸鹽處理,即將金屬工件浸入磷酸鹽溶液中進行化學處理,在金屬表面生成難溶于水的磷酸鹽膜的過程,簡稱為磷化。
                          化學氧化,標準中簡稱為“氧化”,以往稱為“發黑”、“ 發藍”
                          機械鍍鋅
                          不銹鋼件鈍化處理
                           銅及銅合金件
                          · 鍍鎳,通常是鍍光亮鎳;
                          · 鍍錫,通常應該是鍍光亮錫;
                          · 鍍銀,通常應該是鍍光亮銀并鉻酸鹽處理(或再涂覆防銀變色劑);
                          · 鉻酸鹽處理,標準中多稱為“鈍化”。
                          ⑷ 鋁及鋁合金件
                          · 陽極氧化,標準中大多簡稱為“陽極化”,一般宜指定陽極氧化方法(處理特征)、后處理或顏色。通常應該進行硫酸陽極氧化并鉻酸鹽封閉;
                          · 化學氧化。
                          ⑸ 鈦合金件
                           陽極氧化
                          目前應用最廣泛的是鋼件的電鍍鋅并鉻酸鹽處理、化學氧化、熱浸鍍鋅、磷酸鹽處理、非電解鋅片涂層處理,不銹鋼件的鈍化,銅及銅合金件的鉻酸鹽處理,以及鋁及鋁合金件的陽極氧化。
                          鉻酸鹽處理(chromate treatment)是通過化學處理在金屬表面形成一層含有鉻化合物的化學轉化膜。其反應機理是發生表面轉化作用(conversion)。
                          金屬的表面轉化是指采用化學處理液使金屬表面與溶液界面上產生的化學或電化學反應,生成穩定的化合物薄膜的處理過程。通常這種界面反應是比較復雜的。與介質反應的金屬原子既可能由基體金屬的溶解提供,也可能有介質中金屬離子的參與,從而產生二次反應和副反應等。但不論何種表面轉化過程,一般都包含基體溶解與成膜兩個基本過程。表面轉化包括化學轉化和電化學轉化兩大類。例如,鋼的化學氧化(發藍)、磷化、鍍鋅層鉻酸鹽處理、銅及銅合金的化學氧化等都屬于化學轉化;陽極氧化則屬于電化學轉化。
                          鈍化(passivation)是指通過成膜、沉淀或局部吸附作用,使金屬表面的局部活性點失去化學活性面呈現鈍態。不銹鋼標準緊固件通常要求進行的表面處理正是這種鈍化處理,處理后其外觀的變化靠肉眼是看不出來的。鈍化處理過程中不一定生成穩定的、完整的膜層,其目的僅僅是降低表面活性點的數目,這是它和氧化處理、磷化處理、鉻酸鹽處理等化學轉化處理的主要區別。
              二、鍍鋅鈍化處理
              鍍鋅鈍化處理
                    鋅鍍層相對于鋼、銅基體是陽極性的,在一般大氣及工業大氣條件下,有較好的防護性能,在礦物油中能可靠地防止緊固件腐蝕。鋅鍍鈍化層是鋼制緊固件最常用的鍍覆層。
                    在與海水或海霧直接接觸的情況下,鋅鍍層的防護性能低于鎘鍍層。鋅鍍層的使用溫度超過230℃時,會使基體金屬產生脆性。在低于-70℃或高于70℃的水中,鋅鍍層的防護性能顯著降低。鍍鋅層在承受彎曲、延展及擰合時不易脫落,但其彈性、耐壓性和耐磨性不如鎘鍍層。鋅鍍層的后處理包括除氫和鉻酸鹽處理。鉻酸鹽處理后的鋅鍍層不易焊接。在密封或空氣不流通的環境中,鋅鍍層易受某些非金屬材料揮發出的有機氣氛影響而產生“白霜”狀腐蝕。
                    下列情況不宜鍍鋅:
                    a. 在工作中受摩擦的緊固件;
                    b. 厚度小于0.5mm的薄片緊固件;
                    c. 具有滲碳表面的緊固件;
              四、氫脆的問題
                    1螺紋緊固件氫脆產生的原因及危害
                
                      螺紋緊固件在制造的過程(如:調質(淬火+高溫回火)、氰化、滲炭、化學清洗、磷化、電鍍、滾壓碾制和機加工(不適當的潤滑而燒焦)等工序)和服役環境中,由于陰極保護的反作用或腐蝕的反作用,氫原子有可能進入鋼或其他金屬的基體,并滯留在基體內,在低于屈服強度(合金的公稱強度)的應力狀態下,它將可能導致延伸性或承載能力的降低或喪失、裂紋(通常是亞微觀的),直致在服役過程或儲存過程中發生突然斷裂,造成嚴重的脆性失效。螺紋緊固件,尤其是高強度緊固件經冷拔、冷成形、碾制螺紋、機加工、磨削后,再進行淬硬熱處理、電鍍處理,極易受氫脆的破壞。導致緊固件氫脆的原因很多,但是電鍍處理工序是關鍵的因素之一。
                    氫脆通常表現為應力作用下的延遲斷裂現象。曾經出現過汽車彈簧、墊圈、螺釘、片簧等鍍鋅件,在裝配之后數小時內陸續發生斷裂,斷裂比例達40%~50%。某特種產品鍍鎘件在使用過程中曾出現過批量裂紋斷裂,曾組織過全國性攻關,制訂嚴格的去氫工藝。另外,有一些氫脆并不表現為延遲斷裂現象,例如:電鍍掛具(鋼絲、銅絲)由于經多次電鍍和酸洗退鍍,滲氫較嚴重,在使用中經常出現一折便發生脆斷的現象;獵槍精鍛用的芯棒,經多次鍍鉻之后,墮地斷裂;有的淬火零件(內應力大)在酸洗時便產生裂紋。這些零件滲氫嚴重,無需外加應力就產生裂紋,再也無法用去氫來恢復原有的韌性。
                緊固件由于氫脆產生的脆性斷裂,一般發生的很突然,是無法預料的,故這種失效的形式造成的后果是很嚴重的。尤其是在有安全性能要求時,減少氫脆的產生是很有必要的,因此,電鍍緊固件去除氫脆是一項很重要的工作工作。
              2 氫脆機理
                
                  延遲斷裂現象的產生是由于零件內部的氫向應力集中的部位擴散聚集,應力集中部位的金屬缺陷多(原子點陣錯位、空穴等)。氫擴散到這些缺陷處,氫原子變成氫分子,產生巨大的壓力,這個壓力與材料內部的殘留應力及材料受的外加應力,組成一個合力,當這合力超過材料的屈服強度,就會導致斷裂發生。氫脆既然與氫原子的擴散有關,擴散是需要時間的,擴散的速度與濃差梯度、溫度和材料種類有關。因此,氫脆通常表現為延遲斷裂。
              氫原子具有最小的原子半徑,容易在鋼、銅等金屬中擴散,而在鎘、錫、鋅及其合金中氫的擴散比較困難。鍍鎘層是最難擴散的,鍍鎘時產生的氫,最初停留在鍍層中和鍍層下的金屬表層,很難向外擴散,去氫特別困難。經過一段時間后,氫擴散到金屬內部,特別是進入金屬內部缺陷處的氫,就很難擴散出來。常溫下氫的擴散速度相當緩慢,所以需要即時加熱去氫。溫度升高,增加氫在鋼中的溶解度,過高的溫度會降低材料的硬度,所以鍍前去應力和鍍后去氫的溫度選擇,必須考慮不致于降低材料硬度,不得處于某些鋼材的脆性回火溫度,不破壞鍍層本身的性能。
                    3、避免和消除的措施
              ⑴ 減少金屬中滲氫的數量
              ⑵ 采用低氫擴散性和低氫溶解度的鍍涂層
              ⑶ 鍍前去應力和鍍后去氫以消除氫脆隱患
                    4、應注意的問題
              (1)零件的使用安全系數:安全重要性大的零件,應加強去氫;
                    (2)零件的幾何形狀:帶有容易產生應力集中的缺口,。业鹊牧慵訌娙;
                    (3)零件的截面積:細小的彈簧鋼絲、較薄的片簧極易被氫飽和,應加強去氫;
                    (4)零件的滲氫程度:在表面處理中產生氫多、處理時間長的零件,應加強去氫;
                    (5)鍍層種類:如鍍鎘層會嚴重阻擋氫向外擴散,所以要加強去氫;
                    (6)零件使用中的受力性質:當零件受到高的張應力時應加強去氫,只受壓應力時不會產生氫脆;
                    (7)零件的表面加工狀態:對冷彎、拉伸、冷扎彎形、淬火、焊接等內部殘留應力大的零件,不僅鍍后要加強去氫,而且鍍前要去應力;
                    (8)零件的歷史情況:對過去生產中發生過氫脆的零件應特別加以注意,并作好相關記錄。
                   5、應力腐蝕與氫脆比較
                      雖然氫脆(HE)和應力腐蝕斷裂(SCC)二者都具有延遲斷裂形式,其前者是由制造工藝產生的,后者是外界服務環境產生的。
                      從各種化合中產生的氫氣及大氣暴露可滲入未涂敷的緊固件,并產生應力脆裂。應力腐蝕破裂不完全是由氫引起的,它可能由侵入小裂縫的各種物質產生的,并且促使它們擴散成斷裂狀態
              三、緊固件 非電解鋅片涂層
                    1、簡介
                    達克羅涂層的防腐機理:
               、黉\粒子起到陽極保護作用
               、阢t酸使金屬表面形成不易腐蝕的致密氧化膜
               、垆\片與含鉻化合物的屏蔽作用
                    ⑴、非電解鋅片涂層的應用范圍
                    達克羅的應用范圍很廣,它不但可以處理鋼、鐵、鋁及其合金,還可以處理燒結金屬,以及特殊的表面處理。它所涉及到的產業、行業也相當多,諸如:
                    ① 汽車、摩托車行業
                    ② 電器通訊行業
                    ③交通設施行業
                    ④輸配供電
                    ⑵、達克羅涂層的限制:
                     達克羅涂層雖有許多優點,但它也有一些不足之處,主要體現為:
                    ①達克羅涂層的導電性能不是太好,因此不宜用于導電連接的零件,如電器的接地螺栓等。
                     ②達克羅涂層因為是一個高溫燒結層,所以它的表面硬度和抗劃傷能力比其他傳統處理方法略差,特殊場合使用需要進行后處理.
                    ③達克羅涂層關鍵的一點就是環保問題
              四:緊固件 熱浸鍍鋅層
                    ㈠、標準介紹:
                    1 適用范圍:
                    1.1本標準規定了M8M64鋼制粗牙螺紋緊固件、性能等級至10.9級螺栓、螺釘和螺柱, 以及性能等級至12級螺母的熱浸鍍鋅層的材料、工藝、尺寸和某些特性。
                    1.2 本標準對規格小于M8和(或)螺距小于1.25mm的螺紋緊固件,不推薦采用熱浸鍍鋅。
                    1.3 本標準主要用于鋼制螺紋緊固件的熱浸鍍鋅, 但也適用于其他鋼制螺紋零件
                   2、術語和定義
                    ⑴、批 batch
                        同時進行表面清洗、活化、烘干等前處理,并在同一容器中進行熱浸鍍鋅的相同型式與尺寸零件的數量。
                    ⑵、生產批 production lot
                    連續地經過表面清洗、活化、烘干、浸入熔融鋅液,并經過離心處理等工序,在溫度和工藝成分配比一致,由相同的制造批生產的零件的數量(批)。
                    ⑶、批平均厚度 batch average thickness
                    假定鍍層是均勻分布在該批零件的表面, 計算鍍層的平均厚度。
                    ⑷、烘干 baking
                    為使氫脆風險降到最小,在給定的溫度和規定的時間內加熱零件的過程。
                    ⑸、消除應力 stress relief
                    為消除因加工硬化而形成的應力,在設定的溫度和規定的時間內加熱零件的過程。
                    ⑹、緊固件的熱浸鍍鋅 hot dip galvanizing of fasteners
                    將經過前處理的鋼制緊固件浸入熔融的鋅液中,在其表面形成鋅和(或)鋅-鐵合金鍍層的過程。
                    注:本過程包括將零件離心處理(或其他等效的方法),去除表面多余的鋅。
                    在浸入鋅液之前,緊固件表面應是清潔的, 不應有任何污染物。否則,影響鍍鋅效果。
                    4 熱浸鍍鋅程序和預防措施
                    4.1 消除應力
                        對重要場合使用的緊固件,在酸洗和熱浸鍍鋅之前,可以要求先消除應力。
                    4.2 表面清洗
                        零件應進行表面清洗。在酸洗過程中,氫可能被鋼基體吸收。氫不可能完全熔解到鋅液中,因此可能導致氫脆斷裂。除非另有協議,熱處理或加工硬化的硬度大于或等于320HV的零件應采用防腐蝕酸,、堿性或機械方法進行清洗。浸入防腐蝕酸中的時間取決于接受表面可容納的狀態和最小持續時間。
                        注:合適的防腐酸可以減少對鋼的侵蝕和氫的附著。
                    4.3 烘干
                    如進行烘干,應在表面活化處理之前實施。
                    4.4 活化
                    零件應進行表面活化處理,必要時應進行干燥。
                    4.5 熱浸鍍鋅
                    熱浸鍍鋅一般在溫度為455℃~480℃的鍍槽內進行。為獲得較光滑和較薄的鍍層而采用高溫鍍鋅,高溫熱浸鍍鋅一般在溫度為530℃~560℃的鍍槽內進行。采用高溫工藝獲得的表面通常是無光澤的。為避免產生微小裂紋,規格在M27及其以上的、性能等級10.9級的螺栓、螺釘和螺柱,不應采用高溫鍍鋅工藝。應避免在溫度480℃~530℃的鍍槽中進行熱浸鍍鋅
                    4.6 離心和冷卻
                        將零件從鍍槽中取出應立即進行離心處理,然后在水中或空氣中冷卻(由規格大小確定)。
                    4.8 后處理
                    熱浸鍍鋅零件大多數不要求后處理。當客戶要求時,可能實施鉻酸鹽、磷酸鹽等后處理工藝,以盡可能地防止潮濕環境貯存時產生白銹(白色腐蝕)或有利于鍍后的噴涂工序。
                    5 螺紋公差
                    a) 對M10~M64鍍前和鍍后的極限尺寸,在GB/T 197、GB/T 2516、GB/T 9145、ISO965-4(ISO 965-4:1998 ISO一般用途米制螺紋 公差  第4部分:熱鍍鋅外螺紋的極限尺寸,與其相配合的內螺紋為熱鍍鋅后攻絲,內螺紋的公差帶位置為 H 或 G)和ISO 965-5(ISO 965-5:1998 ISO一般用途米制螺紋 公差  第5部分:內螺紋的極限尺寸,與其相配合的為熱鍍鋅外螺紋, 熱鍍鋅前外螺紋的最大尺寸在公差帶 h 位置上)中規定。緊固件的其他尺寸與公差, 均適用于熱浸鍍鋅之前的尺寸與公差
                    b) 對M8的內、外螺紋的極限尺寸:螺紋公差帶6AX和6AZ(內螺紋)和6az(外螺紋)在標準附錄B中規定。
                    注:采用酸洗剝去鍍層,再用量規檢驗熱浸鍍鋅零件的螺紋公差的方法是不可行的。因為在鍍鋅過程中,零件在清洗及浸鋅過程中因化學反應而改變了螺紋尺寸。
                    6、熱浸鍍鋅螺紋緊固件安裝技術要求與措施
                    ⑴、熱浸工藝鍍鋅層的應用,出現了很厚的鋅覆蓋鍍層(經常超過40 µm)的要求。因此,為容納如此厚的鍍層,對螺紋的制造還需要特殊的極限尺寸。
                      因此,對規格小于M8和(或)螺距小于1.25mm的螺紋緊固件,不推薦采用熱浸鍍鋅。
                    ⑵、為能規定需要的基本偏差(間隙或裕度),以便采用熱浸鍍鋅將鋅層鍍到緊固件上,有兩種不同的方法:
                      第一種方法:鍍后,用6AZ或6AX(加大攻絲尺寸) 的絲錐對螺母進行攻絲,以滿足與鍍前螺紋公差帶位置為g或h的螺栓或螺釘的配合要求。
                      第二種方法:鍍前,用6az(減小螺紋尺寸)的螺栓或螺釘,以滿足與鍍后螺紋公差帶位置為H或G的螺母的配合要求。
                    ⑶、加大攻絲尺寸的螺母(用Z或X標志)絕不應與減小螺紋尺寸的螺栓或螺釘(用U標志)相配,因為這種組合將增大螺紋脫扣的概率。
                    ⑷、鍍后攻絲到螺紋公差帶位置為H或G的熱浸鍍鋅螺母,與鍍前螺紋公差帶位置為g或h的熱浸鍍鋅螺栓或螺釘的安裝中,會發生螺紋干涉
              ⑸、為降低安裝過程中因熱浸鍍鋅層發生螺紋干涉的風險,相配的螺栓或螺釘或其他外螺紋件上的鍍層厚度,不應超過螺紋連接最小間隙的1/4。
              ⑶、如果熱浸鍍鋅的螺栓或螺釘與其相配的螺母一起包裝在制造者封裝的容器中,以上兩條要求對螺栓、螺釘或螺母規定的附加標志,是非強制性的。但在該封裝容器的標簽上應按以上兩條的要求標明附加標志。
                 相關產品標準對熱浸鍍鋅螺栓、螺釘、螺柱或螺母規定了螺紋公差(不允許制造者選擇), 因此對緊固件標志有特殊要求時,在第⑴和⑵條中對產品或容器標簽規定的附加標志,是非強制性的。
              ⑷、在緊固件的標記中,熱浸鍍鋅層的標記應按GB/T 1237的規定增加到產品標記中。熱浸鍍鋅使用的代號為:tZn。
              示例1
              1型六角螺母GB/T 6170 M12、性能等級為8級、加大攻絲尺寸6AZ螺紋熱浸鍍鋅螺母的標記:
                  六角螺母GB/T 6170-M12-8Z-tZn
               注:螺紋為6AX時, 用8X替代8Z。
              相配的六角頭螺栓GB/T 5782 M12×80、性能等級為8.8級、6g螺紋熱浸鍍鋅螺栓的標記:
                  六角螺栓GB/T 5782-M12×80-8.8-tZn
              示例2
              六角頭螺栓GB/T 5782 M12×80、性能等級為8.8級、6az螺紋熱浸鍍鋅螺栓的標記:
                  六角螺栓GB/T 5782-M12×80-8.8U-tZn
              相配的六角螺母GB/T 6170 M12、性能等級為8級、6H螺紋熱浸鍍鋅螺母的標記:
                  六角螺母GB/T 6170-M12-8-tZn
              8、機械性能及組裝件的強度
              ⑴、對大于等于M12的熱浸鍍鋅螺栓、螺釘、螺柱和螺母的機械性能,應符合GB/T 3098.1GB/T 3098.2的要求。
              M8M10的熱浸鍍鋅螺栓、螺釘、螺柱和螺母的機械性能
              a、加大攻絲尺寸的螺母,由于M8M10螺紋嚙合部分的減少,因此比GB/T 3098.2顯著地降低了保證載荷值。表A.1及表A2給出各種基本偏差對應的M8M10的保證載荷及保證應力。
              b、 減小螺紋尺寸的螺栓、螺釘和螺柱,由于M8M10的螺紋應力截面積顯著地小于GB/T 3098.1的規定。M8M10的最小拉力載荷與保證載荷,計算方法見國標附錄C。降低后的數值在表A.3和表A.4中給出。
              c、 GB/T 3098.2GB/T 3098.1給出的其他有關機械性能的要求,均應遵循。
              d、試驗方法見GB/T 3098.1GB/T 3098.2。
                    ⑶、熱浸鍍鋅螺栓或螺釘和螺母組裝件的強度:
                      對螺栓、螺釘和螺母,要么對螺栓和螺釘螺紋按ISO 965-4的規定減小螺紋尺寸,要么對螺母螺紋按ISO 965-5的規定加大攻絲尺寸,即使達到尺寸公差和機械性能的要求,但與規定相配的元件組裝時,也可能達不到預期的組裝件強度。
                      組裝件強度的降低是由于修整螺紋降低了剪切強度;可參考阿萊克斯特(Alexander)關于螺紋強度方面的研究工作。
              下列建議的方法,當使用修整螺紋連接時,也可能達到6g/6H組裝件的強度要求。
              (a) 螺栓和螺釘按ISO 965-4加工6az螺紋,其抗拉強度(Rm)不能低于GB/T 3098.1規定的最小抗拉強度。
                應當注意,對8.8級的螺栓和螺釘不能超過8.8級規定的最大硬度,因為有氫脆風險。
              (b)螺母按ISO 965-5加工6AZ螺紋:為使6AZ螺紋的螺母組裝件的強度達
                     到要求,有兩種方案:
                    ⅰ、用較高性能等級的螺母與螺栓和螺釘相配,如8.8級的螺栓或螺釘配10級螺母等。
                    ⅱ、用相同性能等級,但以2型代替1型的螺母與螺栓或螺釘相配。
              (c) 對大于M10的規格,為使6AX螺紋的螺母組裝件的強度達到要求,應使用比6AZ螺紋的性能等級還要高的螺母。在普遍使用這種螺紋公差的某些國家中,國家標準要求使用高兩個性能等級的螺母。
              9 鍍鋅層的外觀及厚度測量
                    a) 熱浸鍍鋅緊固件表面應光滑、無漏鍍面、滴瘤、黑斑,無殘留的溶劑渣、氧化皮夾雜物和損害零件預定使用性能的其他缺陷。不應因外觀無光澤而拒收產品。
                    b) 鍍層局部厚度應不小于40µm,鍍層批平均厚度應不小于50µm。鍍層局部厚度的測量,應在國標圖3所示的測量面上進行。

                   c) 鍍層局部厚度的測量,應對每個生產批的產品按GB/T 4956(GB/T 4956-2003 磁性基體上非磁性覆蓋層 覆蓋層厚度測量 磁性法(idt ISO 2178:1982))規定的磁性法進行。至少取5個測量點測厚,計算平均值即為鍍層局部厚度。因幾何形狀的限制不允許測5個點的情況下,可以用5個試件的測厚平均值。如有爭議,應采用GB/T 13825(GB/T 13825-1992 金屬覆蓋層 黑色金屬材料熱鍍鋅層的質量測定 稱量法(neq ISO 1460:1973))規定的稱重法。為計算鍍層批平均厚度,緊固件的表面積可按國標附錄D估算。
              10    鍍鋅層的附著力
                          國標附錄E第一段有關對鍍鋅層附著力的測試方法規定:
                         “鍍層與基體結合力強是熱浸鍍鋅工藝的特點,所以通常不需測試。若需方要求,可由供需雙方協議采用劃線試驗測定鋅層與基體金屬表面的附著力。即用一刃口磨成300銳角的硬質鋼劃刀, 劃兩條為2mm的平行線。劃線時,應施加足夠的壓力,使劃刀一次就能劃破鋅層而達到基體金屬。如果兩條劃線之間鋅層有任何部分脫離基體金屬,則認為附著力不好;蚩刹捎脛澾呴L為2mm的正方形格子的方法,格內的鋅層若有脫離基體金屬,則認為附著力不好!
              n      國標規定的內容修補充了ISO 10684的規定,有較大區別。其中:
                         (a)“鍍層與基體結合力強是熱浸鍍鋅工藝的特點,所以通常不需測試!,系摘自GB/T 13912-2002《金屬覆蓋層 鋼鐵制件熱浸鍍鋅層 技術要求及試驗方法》(修改采用ISO 1461:1999)C.6條;
                         (b) “用一刃口磨成300銳角的硬質鋼劃刀,劃兩條為2mm的平行線。劃線時,應施加足夠的壓力,使劃刀一次就能劃破鋅層而達到基體金屬。如果兩條劃線之間鋅層有任何部分脫離基體金屬,則認為附著力不好;蚩刹捎脛澾呴L為1mm的正方形格子的方法,格內的鋅層若有脫離基體金屬,則認為附著力不好!毕到Y合國內某些企業的需要,參考并摘自GB/T 5270-1985《金屬基體上的金屬覆蓋層(電沉積層和化學沉積層)附著強度試驗方法》(等效采用ISO 2819:1980)1.8條。
                        由于對試驗方法規定的比較具體,解決了ISO標準規定較粗的不足,但需要在實施標準中全面實踐及時總結。
              .美國標準提出熱鍍鋅層C級的平均重量為1.00~1.25盎司/in2 (鋅層相當于0.0439~0.0548 mm的厚度)。德國標準原則推薦熱鍍鋅層厚度為:0.04~0.06mm。澳大利亞標準推薦熱鍍鋅層厚度為:0.04mm。
              3).熱浸鍍鋅前、后的螺紋尺寸
                         熱浸鍍鋅層沉積在金屬表面的規律剛好與電鍍鋅相反,因電鍍鋅多沉積在齒頂凸部,凹處較少,而熱鍍鋅時的鋅層多沉積在內轉角和堆積在螺紋的根部,改變了螺紋的幾何形狀。熱浸鍍鋅層的厚度相對較厚,往往給螺紋帶來嚴重的配合問題。因此和電鍍鋅一樣,必須要調整鍍前和鍍后螺紋的配合尺寸。
                    國際標準ISO 965-4、ISO 965-5、德國DIN 267/10《緊固件熱鍍鋅技術條件》,以及國標GB/T 18230.62000《栓接結構1型六角螺母熱浸鍍鋅(加大攻絲尺寸)A和B級 5、6和8級》(eqv ISO 7413:1984)等標準中規定的鍍鋅前預留鍍層裕量的方法可概括為3種:
                           緊固件在熱浸鍍鋅前增大內螺紋中徑尺寸、減小外螺紋中徑尺寸,以容納熱浸鍍鋅層厚度(內、外螺紋均預留鍍層裕量);
                           緊固件在熱浸鍍鋅前僅減小外螺紋中徑尺寸,以容納熱浸鍍鋅層厚度,而不改變內螺紋中徑尺寸(外螺紋預留鍍層裕量,而內螺紋不留);
                           緊固件在熱浸鍍鋅前或后增大內螺紋中徑尺寸、不改變外螺紋中徑尺寸,以容納熱浸鍍鋅層厚度(內螺紋預留配合外螺紋的鍍厚裕量)。
              按英制或美標訂貨時,通常的做法是采用美國的方法,即C種方法,按ASTM A153、ASME A307或ASME  A563標準的規定,即鍍前外螺紋中徑不改變(美制2A、英制F、N、德國6g),鍍后內螺紋要加大攻絲(工藝上有的是鍍前攻2B、6H、N內螺紋,鍍后再用加大了的絲錐回攻),也就是說采用大徑和中徑都加大螺紋尺寸的絲錐。ASTM A563標準規定熱浸鍍鋅可按ASTM A153 標準的C級要求執行,相配螺栓是2A級,熱浸鍍鋅的螺母應在鍍后攻牙,螺紋要加大攻絲尺寸(見表 1)。
               
              為容納熱浸鍍鋅層的需要,內螺紋要加大攻絲尺寸,這樣就增大了外螺紋與內螺紋基體金屬間的空隙,改變了螺紋承受的應力面積,降低了螺紋承受的強度。美國標準允許等級在850 N/mm2以下的內螺紋的保證載荷強度,在熱浸鍍鋅后可在相應等級的基礎上打75%折扣(見表2)。
              2 熱浸鍍鋅后部分內螺紋的保證載荷強度變化
               


                     psi
               
                 
              A
              六角螺母
              90
              68
              大六角螺母
              100
              75
              2
              六角螺母
              90
              ---
              B
              六角螺母
              120
              90
              大六角螺母
              133
              100
              對螺紋是否采用先鍍、后攻(滾)絲?
              目前,在國際標準ISO 965-5、ISO 7413:1984、德國DIN 267/10、美國及中國等基礎標準及緊固件產品標準中均明確規定:對內螺紋,即螺母應采用先熱浸鍍鋅,而后攻絲的方法。
              ,上述標準幾乎都明確規定:對外螺紋,即螺栓應采用先滾絲、后熱浸鍍鋅的方法;而鍍后需要用板牙回絲時,也不允許漏出螺栓基體金屬表面。
              五、耐腐蝕不銹鋼緊固件鈍化處理
              國際標準化組織制訂了ISO 16048;2003 “ 耐腐蝕不銹鋼緊固件鈍化處理  Passivation of corrosion-resistant stainless-steel fasteners ”標準。
                 全國緊固件標準化技術委員會秘書處計劃將該標準制訂為國家標準。該標準也為“緊固件表面處理系列標準”之一,現在目前僅是一個標準草案,即GB/T5267.4-200×
              1、適用范圍
              ⑴、本標準適用于:
              GB/T 3098.6-2000 耐腐蝕不銹鋼緊固件機械性能 螺栓、螺母和螺柱(idt ISO 3506-1:1997)
              GB/T 3098.15-2000 耐腐蝕不銹鋼緊固件機械性能 螺母(idt  ISO 3506-2:1997)
              GB/T 3098.16-2000 耐腐蝕不銹鋼緊固件機械性能 螺釘及類似的不受拉應力的螺紋緊固件(idt ISO 3506-3:1997)
              ISO 3506-4:2003 耐腐蝕不銹鋼緊固件機械性能 第4部分:自攻螺釘
                以上四個標準規定的耐腐蝕不銹鋼緊固件系列產品。
              ⑵、本標準規定了用于耐腐蝕不銹鋼緊固件表面鈍化處理的常用方法。
              ⑶、本標準僅有一個附錄,附錄A是資料性附錄!案戒汚給出了活性鈍態過鈍態金屬典型的陽極溶解過“程!
              2、術語和定義
              2.1 鈍化
                  防止各種類型的不銹鋼由于自然出現富鉻氧化膜而導致表面厚度增加的化學處理。
                  GB/T20016-2005“金屬及其他無機覆蓋層——不銹鋼部件平整和鈍化的電拋光法”標準中對“鈍化”的定義是:“使不銹鋼表面化學反應速度降低的方法!薄白 在鈍化的表面上有游離鐵和存在薄的緊密的氧化膜為其特征!
              2.2 鈍態
                  不銹鋼表面的無活性化學反應的狀態。
              3、鈍化
              3.1 鈍化處理前的酸洗
              n      4、鈍化的檢驗
              n      制造商根據質量保證體系自行檢驗鈍化處理。并沒有推薦通用的鈍化處理檢驗方法供使用。
              4、活性鈍態過鈍態金屬典型特性
                  在附錄A中圖A.1以圖解的形式說明活性鈍態過鈍態金屬典型特性。此材料最初的表現與未鈍化材料類似。即隨著電極電勢陽性的增加,材料曲線趨向于特費爾(Tafel)圖,并且溶解率指數增加。這是活性區域。在更多的惰性電勢區域,溶解率減少到一個很小的值并在一個相當大的電勢區域內保持一個基本的獨立電位。這一區域被定位中性區域。最后,在絕對大的惰性電勢區域,隨著過鈍態區域內電勢的增長,溶解率重新增長。


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