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紧固件的表面处理:该选哪一个?

2021-04-15

美观和防腐是表面处理的主要目标。因为紧固件的主要功能是紧固零件,而表面处理对紧固件的性能影响很大。所以在选择表面处理工艺时,要考虑到紧固件扭矩大小和预紧力一致性等因素。

一个高水平的设计师,不仅要考虑高强度紧固件的结构设计和制造工艺,更要考虑装配工艺性,甚至对环境和经济的要求。以下根据以上因素对一些常用的紧固件加工镀层进行简单介绍,供紧固件工作者参考。

高强度紧固件

电锌镀

锌镀层是工业紧固件中常用的镀层。这件衣服更便宜,看起来也更好看,可以是黑色,军绿色。但其耐蚀性一般,其耐蚀性在锌镀层(涂层)中属较低。普通镀锌中性盐雾试验在72小时内完成,也有采用特殊封闭剂,使中性盐雾试验时间超过200小时,但价格昂贵,是普通镀锌的5~8倍。

镀锌机加工过程中容易产生氢脆,因此10.9级以上螺栓一般不采用镀锌工艺.尽管镀后可以用烤箱进行脱氢,但由于钝化膜在60℃以上会被破坏,所以需要在镀后才能进行脱氢。这样易操作性差,成本高。事实上,一般生产厂家除非有特殊要求,才会主动去氢。

电镀锌的紧固件转矩-预紧力一致性差,不稳定,一般不用于重要部位的连接。为提高转矩-预紧力的一致性,还可以采用镀膜后涂布润滑物质的方式来改善和提高转矩-预紧力的一致性。


磷化

磷化的基本原理是相对镀锌便宜,耐腐蚀性较差。磷处理后应进行涂膜,涂膜性能的优劣与涂膜耐蚀性有很大关系。如磷化后涂普通防锈油,中性盐雾试验也仅需10~20小时。涂抹高 级防锈油,可达到72~96小时。但是它的价格比普通磷化涂料贵2~3倍。

固定件磷化主要采用两种方法:锌系磷化和锰系磷化。锌系磷化润滑性能优于锰系,锰系抗腐蚀性和耐磨性均优于镀锌。使用温度从225度到400度(107~204℃)。尤其是一些重要部件的连接。例如,发动机连杆螺栓,螺母,缸盖,主轴承,飞轮螺栓,车轮螺栓,等等。

高强螺栓采用磷化,也可避免氢脆问题,因此10.9级以上工业用螺栓一般采用磷化表面处理。


氧化剂(黑色)

黑色+油膜是工业紧固件中非常流行的一种镀膜方式,因为它便宜,而且在耗油之前看起来很好。因为黑色几乎不能防锈,所以在没有油的情况下,黑色很快就会生锈。即在有油状态下,它的中性盐雾试验也只能进行3~5小时。


镀镉工艺

镉镀层具有良好的耐蚀性,尤其在海洋性大气环境中,其耐蚀性优于其它表面处理。在电镀镉的生产过程中,废液的处理成本很高,而且成本很高,大约是电镀锌的15~20倍。因此不适用于一般行业,仅用于某些特定环境。例如,用于石油钻井平台和海航飞机的扣件。


电镀铬

镀铬的涂层在大气中非常稳定,不容易变色和失去光泽,硬度高,耐磨性好。扣件上镀铬一般是作为装饰用的。由于优良镀铬紧固件和不锈钢一样昂贵,在防腐性要求较高的工业领域很少使用,只是在不锈钢强度不足的情况下才用镀铬紧固件取代。

为防腐蚀,应先镀铜、镍,再镀铬。镀铬涂层能承受华氏1200度(650℃)高温。但是氢脆问题也和电镀锌一样存在。


镍镀层

用电解法或化学法在金属或某种非金属上镀一层镍的方法,叫做镀镍。镀镍分电镀镍和化学镀镍两种。

它主要用于防腐和导电性能良好的场所。例如汽车电瓶引出端等。

紧固件加工

热浸锌

热浸锌是锌加热到液态下的热扩散涂层。涂层厚度15~100微米,且不易控制,但耐腐蚀性能好,工程应用较多。热浸锌处理污染严重,主要有锌渣、锌蒸气等。

紧固件内、外螺纹因镀层较厚,造成螺纹难以旋合。由于紧固件生产厂家锌热浸制的温度原因,(340-500C)不能用于10.9级以上的紧固件。


渗透锌

渗锌层为锌粉固体冶金热扩散层。均匀性好,螺纹、盲孔内均可得到均匀层。该镀层厚度为10~110微米,其误差可控制在10%以内。其与基体的结合强度和耐蚀性较佳于镀锌层(电镀锌、热浸锌、达克罗)。它的处理过程没有污染,非常环保。


达克罗

DACROMET的译音和缩写,简称达克罗、达克锈、迪克龙。是一种由锌粉、铝粉、铬酸和去离子水等组成的新型防腐涂料,国内称之为锌铬涂层。

没有氢脆问题,并且有良好的转矩-预紧力一致性。如果没有考虑价铬和环境保护,它实际上是较适合防腐要求高的高强度紧固件的。


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