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详细信息
紧固件表面处理常用类型
发表时间:2011-3-29  文字 〖 〗  阅读次数:8220   [关闭窗口]
一、   表面处理定义和紧固件表面处理常用类型
    1、表面处理定义及其分类
     表面处理也称为“表面工程” (Surface Engineering),是应用物理、化学、机械等方法改变固体材料表面成分或组织结构,获得所要求的性能并提高产品的可靠性或延长使用寿命的各种技术的总称。
表面处理的分类方法有多种。
    a.依表面层特性可分为表面改性、薄膜、涂(镀)层等三大类;
    b.依工艺特点可分为干法和湿法两大类;
    c.依表面层功能可分为防护性、装饰性、功能性三大类;
    d.依基体材料可分为金属和非金属两大类。
每一大类又可细分为许多分支。
金属镀覆和化学处理依镀覆层功能可分为防护性镀覆、防护-装饰性镀覆和功能性镀覆三大类。防护性镀覆层用于防止基体被腐蚀损坏。例如,钢铁紧固件的镀锌或镀镉,不仅具有机械保护作用,而且在一定的环境条件下还有电化学保护作用。防护-装饰性镀覆层用于美化制品外观,同时也具有一定防护性。当以铬、金等镀层作为防护-装饰性镀层时,往往在基体上先镀铜 、镍或其合金作为底镀层,以改善镀层与基体的结合力,并提高防护和装饰性。功能性镀覆层的作用主要包括:提高表面硬度或因自润滑而耐磨,减小摩擦,保证扭矩系数,提高导电性或改善表面可焊性等。铜及铜合金紧固件的镀银或镀锡,主要就是为了提高导电性。紧固件表面处理的主要功能为防护性镀覆。
    2、紧固件表面处理要求分为三大类
    a.不进行表面处理;如:木螺钉、铆钉、抽芯铆钉钉体和钉芯不经处理
      b.进行简单处理;如:不锈钢、有色金属螺钉进行简单处理
    c.进行镀覆或化学处理。
    3、进行简单处理
             简单处理适用于不锈钢件和有色金属件,其目的都是去除制品表面的污物,使制品比较干净些、具有金属本色。
    4、进行镀覆或化学处理:  
             要求进行镀覆或化学处理的标准紧固件,按基体材料不同,其推荐的处理方法也不同。
            钢件
            电镀:(GB/T 5267.1-2002)
            目前常用的有:
            · 电镀锌并铬酸盐处理,标准中大多简称为“镀锌钝化”;
            · 电镀镉并铬酸盐处理,标准中大多简称为“镀镉钝化”;
            · 电镀铜,标准中简称为“镀铜”;
            · 电镀镍,标准中简称为“镀镍”,通常采用以镀铜层或镀暗镍层作为底层的多层光亮镀镍工艺;
            · 电镀装饰性铬,标准中简称为“镀铬”,通常采用以镀铜层作为底层、镀光亮镍层作为中间层、以普通镀铬层作为面层的镀装饰铬工艺;
            非电解法涂覆片状锌粉涂层,就是我们常说的达克罗,标准中称为 “非电解锌片涂层” (GB/T 5267.2-2002)
            热浸镀锌 (GB/T 5267.3-200×)
            磷酸盐处理,也就是我们常说的磷化处理。磷酸盐膜是一种化学转换膜,所谓磷酸盐处理,即将金属工件浸入磷酸盐溶液中进行化学处理,在金属表面生成难溶于水的磷酸盐膜的过程,简称为磷化。
            化学氧化,标准中简称为“氧化”,以往称为“发黑”、“ 发蓝”
            机械镀锌
            不锈钢件钝化处理
             铜及铜合金件
            · 镀镍,通常是镀光亮镍;
            · 镀锡,通常应该是镀光亮锡;
            · 镀银,通常应该是镀光亮银并铬酸盐处理(或再涂覆防银变色剂);
            · 铬酸盐处理,标准中多称为“钝化”。
            ⑷ 铝及铝合金件
            · 阳极氧化,标准中大多简称为“阳极化”,一般宜指定阳极氧化方法(处理特征)、后处理或颜色。通常应该进行硫酸阳极氧化并铬酸盐封闭;
            · 化学氧化。
            ⑸ 钛合金件
             阳极氧化
            目前应用最广泛的是钢件的电镀锌并铬酸盐处理、化学氧化、热浸镀锌、磷酸盐处理、非电解锌片涂层处理,不锈钢件的钝化,铜及铜合金件的铬酸盐处理,以及铝及铝合金件的阳极氧化。
            铬酸盐处理(chromate treatment)是通过化学处理在金属表面形成一层含有铬化合物的化学转化膜。其反应机理是发生表面转化作用(conversion)。
            金属的表面转化是指采用化学处理液使金属表面与溶液界面上产生的化学或电化学反应,生成稳定的化合物薄膜的处理过程。通常这种界面反应是比较复杂的。与介质反应的金属原子既可能由基体金属的溶解提供,也可能有介质中金属离子的参与,从而产生二次反应和副反应等。但不论何种表面转化过程,一般都包含基体溶解与成膜两个基本过程。表面转化包括化学转化和电化学转化两大类。例如,钢的化学氧化(发蓝)、磷化、镀锌层铬酸盐处理、铜及铜合金的化学氧化等都属于化学转化;阳极氧化则属于电化学转化。
            钝化(passivation)是指通过成膜、沉淀或局部吸附作用,使金属表面的局部活性点失去化学活性面呈现钝态。不锈钢标准紧固件通常要求进行的表面处理正是这种钝化处理,处理后其外观的变化靠肉眼是看不出来的。钝化处理过程中不一定生成稳定的、完整的膜层,其目的仅仅是降低表面活性点的数目,这是它和氧化处理、磷化处理、铬酸盐处理等化学转化处理的主要区别。
二、镀锌钝化处理
镀锌钝化处理
      锌镀层相对于钢、铜基体是阳极性的,在一般大气及工业大气条件下,有较好的防护性能,在矿物油中能可靠地防止紧固件腐蚀。锌镀钝化层是钢制紧固件最常用的镀覆层。
      在与海水或海雾直接接触的情况下,锌镀层的防护性能低于镉镀层。锌镀层的使用温度超过230℃时,会使基体金属产生脆性。在低于-70℃或高于70℃的水中,锌镀层的防护性能显著降低。镀锌层在承受弯曲、延展及拧合时不易脱落,但其弹性、耐压性和耐磨性不如镉镀层。锌镀层的后处理包括除氢和铬酸盐处理。铬酸盐处理后的锌镀层不易焊接。在密封或空气不流通的环境中,锌镀层易受某些非金属材料挥发出的有机气氛影响而产生“白霜”状腐蚀。
      下列情况不宜镀锌:
      a. 在工作中受摩擦的紧固件;
      b. 厚度小于0.5mm的薄片紧固件;
      c. 具有渗碳表面的紧固件;
四、氢脆的问题
      1螺纹紧固件氢脆产生的原因及危害
  
        螺纹紧固件在制造的过程(如:调质(淬火+高温回火)、氰化、渗炭、化学清洗、磷化、电镀、滚压碾制和机加工(不适当的润滑而烧焦)等工序)和服役环境中,由于阴极保护的反作用或腐蚀的反作用,氢原子有可能进入钢或其他金属的基体,并滞留在基体内,在低于屈服强度(合金的公称强度)的应力状态下,它将可能导致延伸性或承载能力的降低或丧失、裂纹(通常是亚微观的),直致在服役过程或储存过程中发生突然断裂,造成严重的脆性失效。螺纹紧固件,尤其是高强度紧固件经冷拔、冷成形、碾制螺纹、机加工、磨削后,再进行淬硬热处理、电镀处理,极易受氢脆的破坏。导致紧固件氢脆的原因很多,但是电镀处理工序是关键的因素之一。
      氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂,断裂比例达40%~50%。某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂,曾组织过全国性攻关,制订严格的去氢工艺。另外,有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、铜丝)由于经多次电镀和酸洗退镀,渗氢较严重,在使用中经常出现一折便发生脆断的现象;猎枪精锻用的芯棒,经多次镀铬之后,堕地断裂;有的淬火零件(内应力大)在酸洗时便产生裂纹。这些零件渗氢严重,无需外加应力就产生裂纹,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。
  紧固件由于氢脆产生的脆性断裂,一般发生的很突然,是无法预料的,故这种失效的形式造成的后果是很严重的。尤其是在有安全性能要求时,减少氢脆的产生是很有必要的,因此,电镀紧固件去除氢脆是一项很重要的工作工作。
2 氢脆机理
  
    延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。氢脆既然与氢原子的扩散有关,扩散是需要时间的,扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关。因此,氢脆通常表现为延迟断裂。
氢原子具有最小的原子半径,容易在钢、铜等金属中扩散,而在镉、锡、锌及其合金中氢的扩散比较困难。镀镉层是最难扩散的,镀镉时产生的氢,最初停留在镀层中和镀层下的金属表层,很难向外扩散,去氢特别困难。经过一段时间后,氢扩散到金属内部,特别是进入金属内部缺陷处的氢,就很难扩散出来。常温下氢的扩散速度相当缓慢,所以需要即时加热去氢。温度升高,增加氢在钢中的溶解度,过高的温度会降低材料的硬度,所以镀前去应力和镀后去氢的温度选择,必须考虑不致于降低材料硬度,不得处于某些钢材的脆性回火温度,不破坏镀层本身的性能。
      3、避免和消除的措施
⑴ 减少金属中渗氢的数量
⑵ 采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层
⑶ 镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患
      4、应注意的问题
(1)零件的使用安全系数:安全重要性大的零件,应加强去氢;
      (2)零件的几何形状:带有容易产生应力集中的缺口,小R等的零件应加强去氢;
      (3)零件的截面积:细小的弹簧钢丝、较薄的片簧极易被氢饱和,应加强去氢;
      (4)零件的渗氢程度:在表面处理中产生氢多、处理时间长的零件,应加强去氢;
      (5)镀层种类:如镀镉层会严重阻挡氢向外扩散,所以要加强去氢;
      (6)零件使用中的受力性质:当零件受到高的张应力时应加强去氢,只受压应力时不会产生氢脆;
      (7)零件的表面加工状态:对冷弯、拉伸、冷扎弯形、淬火、焊接等内部残留应力大的零件,不仅镀后要加强去氢,而且镀前要去应力;
      (8)零件的历史情况:对过去生产中发生过氢脆的零件应特别加以注意,并作好相关记录。
     5、应力腐蚀与氢脆比较
        虽然氢脆(HE)和应力腐蚀断裂(SCC)二者都具有延迟断裂形式,其前者是由制造工艺产生的,后者是外界服务环境产生的。
        从各种化合中产生的氢气及大气暴露可渗入未涂敷的紧固件,并产生应力脆裂。应力腐蚀破裂不完全是由氢引起的,它可能由侵入小裂缝的各种物质产生的,并且促使它们扩散成断裂状态
三、紧固件 非电解锌片涂层
      1、简介
      达克罗涂层的防腐机理:
  ①锌粒子起到阳极保护作用
  ②铬酸使金属表面形成不易腐蚀的致密氧化膜
  ③锌片与含铬化合物的屏蔽作用
      ⑴、非电解锌片涂层的应用范围
      达克罗的应用范围很广,它不但可以处理钢、铁、铝及其合金,还可以处理烧结金属,以及特殊的表面处理。它所涉及到的产业、行业也相当多,诸如:
      ① 汽车、摩托车行业
      ② 电器通讯行业
      ③交通设施行业
      ④输配供电
      ⑵、达克罗涂层的限制:
       达克罗涂层虽有许多优点,但它也有一些不足之处,主要体现为:
      ①达克罗涂层的导电性能不是太好,因此不宜用于导电连接的零件,如电器的接地螺栓等。
       ②达克罗涂层因为是一个高温烧结层,所以它的表面硬度和抗划伤能力比其他传统处理方法略差,特殊场合使用需要进行后处理.
      ③达克罗涂层关键的一点就是环保问题
四:紧固件 热浸镀锌层
      ㈠、标准介绍:
      1 适用范围:
      1.1本标准规定了M8M64钢制粗牙螺纹紧固件、性能等级至10.9级螺栓、螺钉和螺柱, 以及性能等级至12级螺母的热浸镀锌层的材料、工艺、尺寸和某些特性。
      1.2 本标准对规格小于M8和(或)螺距小于1.25mm的螺纹紧固件,不推荐采用热浸镀锌。
      1.3 本标准主要用于钢制螺纹紧固件的热浸镀锌, 但也适用于其他钢制螺纹零件
     2、术语和定义
      ⑴、批 batch
          同时进行表面清洗、活化、烘干等前处理,并在同一容器中进行热浸镀锌的相同型式与尺寸零件的数量。
      ⑵、生产批 production lot
      连续地经过表面清洗、活化、烘干、浸入熔融锌液,并经过离心处理等工序,在温度和工艺成分配比一致,由相同的制造批生产的零件的数量(批)。
      ⑶、批平均厚度 batch average thickness
      假定镀层是均匀分布在该批零件的表面, 计算镀层的平均厚度。
      ⑷、烘干 baking
      为使氢脆风险降到最小,在给定的温度和规定的时间内加热零件的过程。
      ⑸、消除应力 stress relief
      为消除因加工硬化而形成的应力,在设定的温度和规定的时间内加热零件的过程。
      ⑹、紧固件的热浸镀锌 hot dip galvanizing of fasteners
      将经过前处理的钢制紧固件浸入熔融的锌液中,在其表面形成锌和(或)锌-铁合金镀层的过程。
      注:本过程包括将零件离心处理(或其他等效的方法),去除表面多余的锌。
      在浸入锌液之前,紧固件表面应是清洁的, 不应有任何污染物。否则,影响镀锌效果。
      4 热浸镀锌程序和预防措施
      4.1 消除应力
          对重要场合使用的紧固件,在酸洗和热浸镀锌之前,可以要求先消除应力。
      4.2 表面清洗
          零件应进行表面清洗。在酸洗过程中,氢可能被钢基体吸收。氢不可能完全熔解到锌液中,因此可能导致氢脆断裂。除非另有协议,热处理或加工硬化的硬度大于或等于320HV的零件应采用防腐蚀酸,、碱性或机械方法进行清洗。浸入防腐蚀酸中的时间取决于接受表面可容纳的状态和最小持续时间。
          注:合适的防腐酸可以减少对钢的侵蚀和氢的附着。
      4.3 烘干
      如进行烘干,应在表面活化处理之前实施。
      4.4 活化
      零件应进行表面活化处理,必要时应进行干燥。
      4.5 热浸镀锌
      热浸镀锌一般在温度为455℃~480℃的镀槽内进行。为获得较光滑和较薄的镀层而采用高温镀锌,高温热浸镀锌一般在温度为530℃~560℃的镀槽内进行。采用高温工艺获得的表面通常是无光泽的。为避免产生微小裂纹,规格在M27及其以上的、性能等级10.9级的螺栓、螺钉和螺柱,不应采用高温镀锌工艺。应避免在温度480℃~530℃的镀槽中进行热浸镀锌
      4.6 离心和冷却
          将零件从镀槽中取出应立即进行离心处理,然后在水中或空气中冷却(由规格大小确定)。
      4.8 后处理
      热浸镀锌零件大多数不要求后处理。当客户要求时,可能实施铬酸盐、磷酸盐等后处理工艺,以尽可能地防止潮湿环境贮存时产生白锈(白色腐蚀)或有利于镀后的喷涂工序。
      5 螺纹公差
      a) 对M10~M64镀前和镀后的极限尺寸,在GB/T 197、GB/T 2516、GB/T 9145、ISO965-4(ISO 965-4:1998 ISO一般用途米制螺纹 公差  第4部分:热镀锌外螺纹的极限尺寸,与其相配合的内螺纹为热镀锌后攻丝,内螺纹的公差带位置为 H 或 G)和ISO 965-5(ISO 965-5:1998 ISO一般用途米制螺纹 公差  第5部分:内螺纹的极限尺寸,与其相配合的为热镀锌外螺纹, 热镀锌前外螺纹的最大尺寸在公差带 h 位置上)中规定。紧固件的其他尺寸与公差, 均适用于热浸镀锌之前的尺寸与公差
      b) 对M8的内、外螺纹的极限尺寸:螺纹公差带6AX和6AZ(内螺纹)和6az(外螺纹)在标准附录B中规定。
      注:采用酸洗剥去镀层,再用量规检验热浸镀锌零件的螺纹公差的方法是不可行的。因为在镀锌过程中,零件在清洗及浸锌过程中因化学反应而改变了螺纹尺寸。
      6、热浸镀锌螺纹紧固件安装技术要求与措施
      ⑴、热浸工艺镀锌层的应用,出现了很厚的锌覆盖镀层(经常超过40 µm)的要求。因此,为容纳如此厚的镀层,对螺纹的制造还需要特殊的极限尺寸。
        因此,对规格小于M8和(或)螺距小于1.25mm的螺纹紧固件,不推荐采用热浸镀锌。
      ⑵、为能规定需要的基本偏差(间隙或裕度),以便采用热浸镀锌将锌层镀到紧固件上,有两种不同的方法:
        第一种方法:镀后,用6AZ或6AX(加大攻丝尺寸) 的丝锥对螺母进行攻丝,以满足与镀前螺纹公差带位置为g或h的螺栓或螺钉的配合要求。
        第二种方法:镀前,用6az(减小螺纹尺寸)的螺栓或螺钉,以满足与镀后螺纹公差带位置为H或G的螺母的配合要求。
      ⑶、加大攻丝尺寸的螺母(用Z或X标志)绝不应与减小螺纹尺寸的螺栓或螺钉(用U标志)相配,因为这种组合将增大螺纹脱扣的概率。
      ⑷、镀后攻丝到螺纹公差带位置为H或G的热浸镀锌螺母,与镀前螺纹公差带位置为g或h的热浸镀锌螺栓或螺钉的安装中,会发生螺纹干涉
⑸、为降低安装过程中因热浸镀锌层发生螺纹干涉的风险,相配的螺栓或螺钉或其他外螺纹件上的镀层厚度,不应超过螺纹连接最小间隙的1/4。
⑶、如果热浸镀锌的螺栓或螺钉与其相配的螺母一起包装在制造者封装的容器中,以上两条要求对螺栓、螺钉或螺母规定的附加标志,是非强制性的。但在该封装容器的标签上应按以上两条的要求标明附加标志。
   相关产品标准对热浸镀锌螺栓、螺钉、螺柱或螺母规定了螺纹公差(不允许制造者选择), 因此对紧固件标志有特殊要求时,在第⑴和⑵条中对产品或容器标签规定的附加标志,是非强制性的。
⑷、在紧固件的标记中,热浸镀锌层的标记应按GB/T 1237的规定增加到产品标记中。热浸镀锌使用的代号为:tZn。
示例1
1型六角螺母GB/T 6170 M12、性能等级为8级、加大攻丝尺寸6AZ螺纹热浸镀锌螺母的标记:
    六角螺母GB/T 6170-M12-8Z-tZn
 注:螺纹为6AX时, 用8X替代8Z。
相配的六角头螺栓GB/T 5782 M12×80、性能等级为8.8级、6g螺纹热浸镀锌螺栓的标记:
    六角螺栓GB/T 5782-M12×80-8.8-tZn
示例2
六角头螺栓GB/T 5782 M12×80、性能等级为8.8级、6az螺纹热浸镀锌螺栓的标记:
    六角螺栓GB/T 5782-M12×80-8.8U-tZn
相配的六角螺母GB/T 6170 M12、性能等级为8级、6H螺纹热浸镀锌螺母的标记:
    六角螺母GB/T 6170-M12-8-tZn
8、机械性能及组装件的强度
⑴、对大于等于M12的热浸镀锌螺栓、螺钉、螺柱和螺母的机械性能,应符合GB/T 3098.1GB/T 3098.2的要求。
M8M10的热浸镀锌螺栓、螺钉、螺柱和螺母的机械性能
a、加大攻丝尺寸的螺母,由于M8M10螺纹啮合部分的减少,因此比GB/T 3098.2显著地降低了保证载荷值。表A.1及表A2给出各种基本偏差对应的M8M10的保证载荷及保证应力。
b 减小螺纹尺寸的螺栓、螺钉和螺柱,由于M8M10的螺纹应力截面积显著地小于GB/T 3098.1的规定。M8M10的最小拉力载荷与保证载荷,计算方法见国标附录C。降低后的数值在表A.3和表A.4中给出。
c GB/T 3098.2GB/T 3098.1给出的其他有关机械性能的要求,均应遵循。
d、试验方法见GB/T 3098.1GB/T 3098.2
      ⑶、热浸镀锌螺栓或螺钉和螺母组装件的强度:
        对螺栓、螺钉和螺母,要么对螺栓和螺钉螺纹按ISO 965-4的规定减小螺纹尺寸,要么对螺母螺纹按ISO 965-5的规定加大攻丝尺寸,即使达到尺寸公差和机械性能的要求,但与规定相配的元件组装时,也可能达不到预期的组装件强度。
        组装件强度的降低是由于修整螺纹降低了剪切强度;可参考阿莱克斯特(Alexander)关于螺纹强度方面的研究工作。
下列建议的方法,当使用修整螺纹连接时,也可能达到6g/6H组装件的强度要求。
(a) 螺栓和螺钉按ISO 965-4加工6az螺纹,其抗拉强度(Rm)不能低于GB/T 3098.1规定的最小抗拉强度。
  应当注意,对8.8级的螺栓和螺钉不能超过8.8级规定的最大硬度,因为有氢脆风险。
(b)螺母按ISO 965-5加工6AZ螺纹:为使6AZ螺纹的螺母组装件的强度达
       到要求,有两种方案:
      ⅰ、用较高性能等级的螺母与螺栓和螺钉相配,如8.8级的螺栓或螺钉配10级螺母等。
      ⅱ、用相同性能等级,但以2型代替1型的螺母与螺栓或螺钉相配。
(c) 对大于M10的规格,为使6AX螺纹的螺母组装件的强度达到要求,应使用比6AZ螺纹的性能等级还要高的螺母。在普遍使用这种螺纹公差的某些国家中,国家标准要求使用高两个性能等级的螺母。
9 镀锌层的外观及厚度测量
      a) 热浸镀锌紧固件表面应光滑、无漏镀面、滴瘤、黑斑,无残留的溶剂渣、氧化皮夹杂物和损害零件预定使用性能的其他缺陷。不应因外观无光泽而拒收产品。
      b) 镀层局部厚度应不小于40µm,镀层批平均厚度应不小于50µm。镀层局部厚度的测量,应在国标图3所示的测量面上进行。

     c) 镀层局部厚度的测量,应对每个生产批的产品按GB/T 4956(GB/T 4956-2003 磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量 磁性法(idt ISO 2178:1982))规定的磁性法进行。至少取5个测量点测厚,计算平均值即为镀层局部厚度。因几何形状的限制不允许测5个点的情况下,可以用5个试件的测厚平均值。如有争议,应采用GB/T 13825(GB/T 13825-1992 金属覆盖层 黑色金属材料热镀锌层的质量测定 称量法(neq ISO 1460:1973))规定的称重法。为计算镀层批平均厚度,紧固件的表面积可按国标附录D估算。
10    镀锌层的附着力
            国标附录E第一段有关对镀锌层附着力的测试方法规定:
           “镀层与基体结合力强是热浸镀锌工艺的特点,所以通常不需测试。若需方要求,可由供需双方协议采用划线试验测定锌层与基体金属表面的附着力。即用一刃口磨成300锐角的硬质钢划刀, 划两条为2mm的平行线。划线时,应施加足够的压力,使划刀一次就能划破锌层而达到基体金属。如果两条划线之间锌层有任何部分脱离基体金属,则认为附着力不好。或可采用划边长为2mm的正方形格子的方法,格内的锌层若有脱离基体金属,则认为附着力不好。”
n      国标规定的内容修补充了ISO 10684的规定,有较大区别。其中:
           (a)“镀层与基体结合力强是热浸镀锌工艺的特点,所以通常不需测试。”,系摘自GB/T 13912-2002《金属覆盖层 钢铁制件热浸镀锌层 技术要求及试验方法》(修改采用ISO 1461:1999)C.6条;
           (b) “用一刃口磨成300锐角的硬质钢划刀,划两条为2mm的平行线。划线时,应施加足够的压力,使划刀一次就能划破锌层而达到基体金属。如果两条划线之间锌层有任何部分脱离基体金属,则认为附着力不好。或可采用划边长为1mm的正方形格子的方法,格内的锌层若有脱离基体金属,则认为附着力不好。”系结合国内某些企业的需要,参考并摘自GB/T 5270-1985《金属基体上的金属覆盖层(电沉积层和化学沉积层)附着强度试验方法》(等效采用ISO 2819:1980)1.8条。
          由于对试验方法规定的比较具体,解决了ISO标准规定较粗的不足,但需要在实施标准中全面实践及时总结。
.美国标准提出热镀锌层C级的平均重量为1.00~1.25盎司/in2 (锌层相当于0.0439~0.0548 mm的厚度)。德国标准原则推荐热镀锌层厚度为:0.04~0.06mm。澳大利亚标准推荐热镀锌层厚度为:0.04mm。
3).热浸镀锌前、后的螺纹尺寸
           热浸镀锌层沉积在金属表面的规律刚好与电镀锌相反,因电镀锌多沉积在齿顶凸部,凹处较少,而热镀锌时的锌层多沉积在内转角和堆积在螺纹的根部,改变了螺纹的几何形状。热浸镀锌层的厚度相对较厚,往往给螺纹带来严重的配合问题。因此和电镀锌一样,必须要调整镀前和镀后螺纹的配合尺寸。
      国际标准ISO 965-4、ISO 965-5、德国DIN 267/10《紧固件热镀锌技术条件》,以及国标GB/T 18230.62000《栓接结构1型六角螺母热浸镀锌(加大攻丝尺寸)A和B级 5、6和8级》(eqv ISO 7413:1984)等标准中规定的镀锌前预留镀层裕量的方法可概括为3种:
             紧固件在热浸镀锌前增大内螺纹中径尺寸、减小外螺纹中径尺寸,以容纳热浸镀锌层厚度(内、外螺纹均预留镀层裕量);
             紧固件在热浸镀锌前仅减小外螺纹中径尺寸,以容纳热浸镀锌层厚度,而不改变内螺纹中径尺寸(外螺纹预留镀层裕量,而内螺纹不留);
             紧固件在热浸镀锌前或后增大内螺纹中径尺寸、不改变外螺纹中径尺寸,以容纳热浸镀锌层厚度(内螺纹预留配合外螺纹的镀厚裕量)。
按英制或美标订货时,通常的做法是采用美国的方法,即C种方法,按ASTM A153、ASME A307或ASME  A563标准的规定,即镀前外螺纹中径不改变(美制2A、英制F、N、德国6g),镀后内螺纹要加大攻丝(工艺上有的是镀前攻2B、6H、N内螺纹,镀后再用加大了的丝锥回攻),也就是说采用大径和中径都加大螺纹尺寸的丝锥。ASTM A563标准规定热浸镀锌可按ASTM A153 标准的C级要求执行,相配螺栓是2A级,热浸镀锌的螺母应在镀后攻牙,螺纹要加大攻丝尺寸(见表 1)。
 
为容纳热浸镀锌层的需要,内螺纹要加大攻丝尺寸,这样就增大了外螺纹与内螺纹基体金属间的空隙,改变了螺纹承受的应力面积,降低了螺纹承受的强度。美国标准允许等级在850 N/mm2以下的内螺纹的保证载荷强度,在热浸镀锌后可在相应等级的基础上打75%折扣(见表2)。
2 热浸镀锌后部分内螺纹的保证载荷强度变化
 


       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
对螺纹是否采用先镀、后攻(滚)丝?
目前,在国际标准ISO 965-5、ISO 7413:1984、德国DIN 267/10、美国及中国等基础标准及紧固件产品标准中均明确规定:对内螺纹,即螺母应采用先热浸镀锌,而后攻丝的方法。
,上述标准几乎都明确规定:对外螺纹,即螺栓应采用先滚丝、后热浸镀锌的方法;而镀后需要用板牙回丝时,也不允许漏出螺栓基体金属表面。
五、耐腐蚀不锈钢紧固件钝化处理
国际标准化组织制订了ISO 16048;2003 “ 耐腐蚀不锈钢紧固件钝化处理  Passivation of corrosion-resistant stainless-steel fasteners ”标准。
   全国紧固件标准化技术委员会秘书处计划将该标准制订为国家标准。该标准也为“紧固件表面处理系列标准”之一,现在目前仅是一个标准草案,即GB/T5267.4-200×
1、适用范围
⑴、本标准适用于:
GB/T 3098.6-2000 耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能 螺栓、螺母和螺柱(idt ISO 3506-1:1997)
GB/T 3098.15-2000 耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能 螺母(idt  ISO 3506-2:1997)
GB/T 3098.16-2000 耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能 螺钉及类似的不受拉应力的螺纹紧固件(idt ISO 3506-3:1997)
ISO 3506-4:2003 耐腐蚀不锈钢紧固件机械性能 第4部分:自攻螺钉
  以上四个标准规定的耐腐蚀不锈钢紧固件系列产品。
⑵、本标准规定了用于耐腐蚀不锈钢紧固件表面钝化处理的常用方法。
⑶、本标准仅有一个附录,附录A是资料性附录。“附录A给出了活性钝态过钝态金属典型的阳极溶解过“程。”
2、术语和定义
2.1 钝化
    防止各种类型的不锈钢由于自然出现富铬氧化膜而导致表面厚度增加的化学处理。
    GB/T20016-2005“金属及其他无机覆盖层——不锈钢部件平整和钝化的电抛光法”标准中对“钝化”的定义是:“使不锈钢表面化学反应速度降低的方法。”“注 在钝化的表面上有游离铁和存在薄的紧密的氧化膜为其特征。”
2.2 钝态
    不锈钢表面的无活性化学反应的状态。
3、钝化
3.1 钝化处理前的酸洗
n      4、钝化的检验
n      制造商根据质量保证体系自行检验钝化处理。并没有推荐通用的钝化处理检验方法供使用。
4、活性钝态过钝态金属典型特性
    在附录A中图A.1以图解的形式说明活性钝态过钝态金属典型特性。此材料最初的表现与未钝化材料类似。即随着电极电势阳性的增加,材料曲线趋向于特费尔(Tafel)图,并且溶解率指数增加。这是活性区域。在更多的惰性电势区域,溶解率减少到一个很小的值并在一个相当大的电势区域内保持一个基本的独立电位。这一区域被定位中性区域。最后,在绝对大的惰性电势区域,随着过钝态区域内电势的增长,溶解率重新增长。


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