緊固件表面處理標(biāo)準(zhǔn)新技術(shù)要求

1、ISO、ASTM緊固件表面處理標(biāo)準(zhǔn)新技術(shù)要求所有的碳鋼緊固件中約有90的表面需經(jīng)過(guò)鍍或涂履處理，或者帶有某些其它添加的表面（密封劑、面涂和潤(rùn)滑），主要是為了提高表面抗腐蝕能力、外觀裝飾、耐磨性或控制扭矩軸力K因子等要求。 一、緊固件表面處理新標(biāo)準(zhǔn)近幾年在緊固件的貿(mào)易接單中，客戶對(duì)緊固件表面涂覆質(zhì)量、無(wú)鉻鈍化、抗腐蝕能力和裝飾色澤也提出更高的要求，及減少氫脆危險(xiǎn)的技術(shù)措施，尤其是對(duì)有涂履高強(qiáng)度緊固件的裝配扭矩軸力關(guān)系等提出更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)范要求。隨著金屬表面處理的環(huán)保、節(jié)能及產(chǎn)品品質(zhì)的提升，不同的涂層上需帶有或附加密封劑、面涂和集成或附加潤(rùn)滑的表面涂履處理的新技術(shù)和新工藝在不斷涌現(xiàn)和攀升，表面涂履的

2、技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量要求在不斷在提升和完善，表面處理標(biāo)準(zhǔn)也在不斷地將表面處理的新工藝、新技術(shù)和新規(guī)范充實(shí)到標(biāo)準(zhǔn)中去，這對(duì)緊固件企業(yè)交貨產(chǎn)品的表面處理質(zhì)量也提出更高要求。因此，我國(guó)緊固件生產(chǎn)企業(yè)要盡快去收集和理解緊固件表面處理新標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)緊固件表面處理新工藝和新技術(shù)的研發(fā)進(jìn)度，提高緊固件表面處理質(zhì)量，以適應(yīng)市場(chǎng)和用戶的新需求。從2011年后ISO/TC2/ SC14國(guó)際緊固件（表面涂層）分技術(shù)委員會(huì)和ASTM F16.03美國(guó)緊固件涂層分技術(shù)委員等國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)化組織，對(duì)緊固件電鍍、非電解鋅片涂層（達(dá)克羅）和熱浸鍍鋅三個(gè)主要的表面處理標(biāo)準(zhǔn)也加快了修訂進(jìn)度，2014年和2015 年ISO 和ASTM都相繼推

3、出了緊固件的涂層新標(biāo)準(zhǔn)。1.1 緊固件電鍍標(biāo)準(zhǔn)ISO/TC2/SC14國(guó)際緊固件涂層分技術(shù)委員推出ISO/PWI 4042-2017緊固件 電鍍層標(biāo)準(zhǔn)，徹底修改現(xiàn)行ISO 4042-1999版標(biāo)準(zhǔn)（GB/T5267.1-2002緊固件 電鍍層）；該標(biāo)準(zhǔn)修訂考慮到相關(guān)國(guó)家和地區(qū)環(huán)保法規(guī)要求，六價(jià)鉻Cr+6和無(wú)鉻Cr+3鈍化的技術(shù)發(fā)展，增添涂層密封劑、面漆和附加潤(rùn)滑新技術(shù)條款，以滿足涂層緊固件防腐蝕、外觀裝飾及裝配功能要求，及最大限度地減少氫脆危險(xiǎn)及相關(guān)去氫技術(shù)措施。2015年美國(guó)推出ASTMF1941/F1941M -2015英制和米制機(jī)械緊固件電鍍層規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。該規(guī)范涵蓋了美制“UNC/UNF”

4、統(tǒng)一英制螺紋和米制“M”螺紋的機(jī)械緊固件電鍍涂層，建立的涂層系統(tǒng)與ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)同步。緊固件涂層螺紋應(yīng)符合ASME B1.1美制和ISO 965-1、ISO 965-2和ISO965-3公制螺紋標(biāo)準(zhǔn)，涂層厚度值是基于外螺紋公差和偏差值，涂后螺紋不應(yīng)超過(guò)螺紋基本中徑，而影響螺紋的互換性。對(duì)于表面硬化和硬度大于39HRC高強(qiáng)度緊固件，按水溶液沉積金屬電鍍的工藝過(guò)程，有因氫脆而導(dǎo)致失效的風(fēng)險(xiǎn)，盡管這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)可以通過(guò)選擇合適的材料、適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砉に嚪椒ㄒ约昂笃诤婵镜葋?lái)進(jìn)行控制，但氫脆的風(fēng)險(xiǎn)是不能完全排除。因此，本標(biāo)準(zhǔn)不推薦12.9級(jí)（39HRC）的緊固件采用電鍍處理。申明本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布即替代ASTM B6

5、33鐵和鋼 電解沉積鍍鋅標(biāo)準(zhǔn)在緊固件電鍍表面處理中的應(yīng)用。1.2 緊固件達(dá)克羅處理標(biāo)準(zhǔn) ISO 10683:2014版緊固件 非電解鋅片涂層新標(biāo)準(zhǔn)，修訂了ISO 10683:2000標(biāo)準(zhǔn)（GB/T5267.2-2002緊固件 非電解鋅片涂層）標(biāo)準(zhǔn)明確指出對(duì)緊固件非電解鋅片涂層（達(dá)克羅）的相關(guān)產(chǎn)業(yè)或流通領(lǐng)域化學(xué)品供應(yīng)商、涂履加工者、緊固件制造商，分銷商和最終用戶必須在合同中注明鋅片涂層有與否（帶六價(jià)鉻Cr+6或無(wú)鉻Cr+3）。標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了所有類型緊固件，即ISO公制螺紋緊固件與非ISO公制螺紋緊固件（美制英寸60°螺紋UNC/UNF等）和非螺紋緊固件（包括墊圈，銷，夾等），為提高防腐蝕和

6、裝配功能或減少螺紋咬死，標(biāo)準(zhǔn)建立達(dá)克羅涂層系統(tǒng)（帶或不帶面涂和集成或另附加潤(rùn)滑）的規(guī)范要求。提出二個(gè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)性選擇程序：“鋅片涂層系統(tǒng)的耐腐蝕性”和“螺紋配合間隙的設(shè)計(jì)”，供設(shè)計(jì)者、銷售商和最終用戶選用。2011年美國(guó)已將英制（F1136）和米制（F1136M）的二個(gè)達(dá)克羅標(biāo)準(zhǔn)合為一個(gè)，即ASTM F1136/F1136M -2011緊固件 鋅鋁防腐涂層該規(guī)范涵蓋了緊固件水性鋅鋁防腐涂層基本技術(shù)要求和測(cè)試方法，以及可選的密封劑和面漆，底涂層經(jīng)協(xié)商明確后可以含有（C）六價(jià)鉻Cr+6或含有（NC）無(wú)六價(jià)鉻Cr+3。水性鋅鋁防腐涂層工藝是清洗、涂覆和烘烤的過(guò)程，烘焙溫度300330，不會(huì)影響到產(chǎn)品最

7、終機(jī)械性能。涂層厚度分為六個(gè)等級(jí)（16級(jí)）以及測(cè)試時(shí)應(yīng)相應(yīng)地符合外觀、粘合性、耐腐蝕、起泡、螺紋配合和驅(qū)氫處理要求；涂覆過(guò)程沒(méi)有誘導(dǎo)緊固件內(nèi)部氫脆產(chǎn)生的可能性，因清潔過(guò)程中沒(méi)有或用酸或磷酸鹽預(yù)處理，而采用堿性清潔或蒸汽脫脂或拋丸除銹。1.3 緊固件熱浸鍍鋅標(biāo)準(zhǔn) 美國(guó)ASTM F16.03緊固件涂層分技術(shù)委員會(huì)于2015年修訂、批準(zhǔn)編輯為英制和米制合二為一的ASTM F2329/F2329M-2015適用于碳鋼、合金鋼螺栓、螺釘、螺母、墊片和螺紋緊固件的熱鍍鋅要求標(biāo)準(zhǔn)。該規(guī)范涵蓋了應(yīng)用于碳鋼和合金鋼螺栓，螺釘，墊圈，螺母，以及由熱浸鍍過(guò)程中針對(duì)螺紋緊固件熱浸鋅鍍層的特殊技術(shù)要求，用于涂層中的鋅應(yīng)

8、符合規(guī)范要求，涂層厚度和外觀、防氫脆試驗(yàn)和附著力測(cè)試等要求。2004年歐盟CEN/TC 185“緊固件技術(shù)委員會(huì)”批準(zhǔn)直按引用ISO 10684:2004作為歐盟EN ISO 10684:2004緊固件 熱浸鍍鋅層標(biāo)準(zhǔn)；德國(guó)DIN緊固件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)也于2009年春頒發(fā)，等效采納為DIN EN ISO 10684:2004 +Cor.1:2008緊固件 熱浸鍍鋅層標(biāo)準(zhǔn),（GB/T5267.3-2008緊固件 熱浸鍍鋅層）。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熱浸鍍鋅適用碳鋼和合金鋼（米制M8M64和英寸1/43”）粗牙螺紋緊固件及特殊螺紋緊固件、性能等級(jí)10.9級(jí)（美A325級(jí)），允許有輕微的涂層修復(fù)。涂后采用離心甩干

9、或以其他方式除去多余的鍍鋅浴金屬。對(duì)規(guī)格小于M8或螺距小于1.25mm的螺紋緊固件和熱處理硬度HRC40的螺紋緊固件（包括A490）或表面硬化鋼制緊固件不推薦熱浸鍍鋅。標(biāo)準(zhǔn)明確12.9級(jí)（或8 級(jí)、A490）以上的螺栓、螺釘和螺柱不適用。但提請(qǐng)關(guān)注，歐盟緊固件技術(shù)委員會(huì)CEN/TC 185規(guī)定EN 14399、DIN 6914的10.9HV、10.9HR鋼結(jié)構(gòu)螺栓組件仍繼續(xù)采用熱浸鍍鋅作為工程、風(fēng)能和橋梁露天緊固件的防腐處理的首選。1.4 緊固件氫脆基礎(chǔ)技術(shù)ISO/TC2/SC14秘書(shū)處和DIN緊固件標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)批準(zhǔn)將于明年發(fā)布ISO/DTR 20491鋼制緊固件氫脆基礎(chǔ)技術(shù)指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。高強(qiáng)度鋼

10、制緊固件一般指抗拉強(qiáng)度為1200MPa- 2000MPa的緊固件。高強(qiáng)度緊固件常被用于重要場(chǎng)合，如橋梁、車輛發(fā)動(dòng)機(jī)、航天器，這些緊固件的失效將導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。預(yù)防氫脆導(dǎo)致的失效，管理氫脆風(fēng)險(xiǎn)是整個(gè)緊固件供應(yīng)鏈需要考慮的根本性問(wèn)題，相關(guān)環(huán)節(jié)包括：鋼廠、緊固件制造商、表面涂覆供應(yīng)商、應(yīng)用工程師、連接副設(shè)計(jì)者、直至最終用戶。氫脆研究已有數(shù)十年，但由于氫脆的失效機(jī)理復(fù)雜、影響因素眾多，因此緊固件氫脆失效至今還不能預(yù)測(cè)。相關(guān)研究結(jié)論又通常難以轉(zhuǎn)化為緊固件實(shí)際操作的有效指導(dǎo)。此外，不同標(biāo)準(zhǔn)之間的差異，有些標(biāo)準(zhǔn)要求不充分，有些標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于嚴(yán)格，有時(shí)同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中這兩種情形同時(shí)存在，導(dǎo)致情況更為復(fù)雜。緊固件工業(yè)標(biāo)

11、準(zhǔn)中的不一致甚至相互沖突導(dǎo)致了許多混亂以及很多本可以避免的緊固件失效。ISO技術(shù)報(bào)告的目的是提煉出最新的關(guān)于氫脆的知識(shí)，將其轉(zhuǎn)化為完整而簡(jiǎn)單的、可以直接在緊固件上生產(chǎn)中采用的技術(shù)。其技術(shù)指導(dǎo)包括：氫脆損傷的理論和機(jī)理的描述、氫脆失效產(chǎn)生的三個(gè)基本條件，然后是氫脆測(cè)試方法以及工藝過(guò)程、表面清洗、涂覆（特別是電鍍）、烘烤等方面的指導(dǎo)。 二、緊固件表面處理標(biāo)準(zhǔn) 表1 緊固件表面處理標(biāo)準(zhǔn)三、歐美緊固件電鍍標(biāo)準(zhǔn)概述ISO/WD 4042(15th)-2015緊固件 電鍍，ASTM F1941-2015英制和米制機(jī)械緊固件電鍍層規(guī)范3.1 適用范圍標(biāo)準(zhǔn)適用于ISO米制和UNC/UNF統(tǒng)一英寸制機(jī)

12、械緊固件的電解沉積鍍層的應(yīng)用、性能和尺寸要求，也適用于非螺紋緊固件如墊圈，銷，夾子和鉚釘。規(guī)定了鍍層厚度、帶六價(jià)鉻或非六價(jià)鉻鈍化表面處理、應(yīng)用密封劑、面漆新技術(shù)的發(fā)展和附加潤(rùn)滑，及最大限度地減少氫脆危險(xiǎn)研究工作發(fā)展和技術(shù)措施。3.2 建立涂層系統(tǒng)在鋅，鋅合金和鎘鍍層的鈍化提高了防腐性，鈍化含六價(jià)鉻Cr+6或三價(jià)鉻Cr+3，鈍化涂層還可以附加更好的附著力和/或附加的各種需要的不同外觀色澤，（見(jiàn)表5、6、7）。附加密封劑/面涂層（帶或不帶潤(rùn)滑劑）可以增加耐腐蝕性并實(shí)現(xiàn)其它特定功能（如扭矩/夾緊力性能，耐化學(xué)品，機(jī)械性，外觀色澤，熱穩(wěn)定性，增加的導(dǎo)電性，耐紫外輻射抗性）。選擇的密封劑或面涂層的性質(zhì)，

13、應(yīng)根據(jù)所需的屬性要求 僅是基材金屬（S） 基材金屬（S）+轉(zhuǎn)化膜（鈍化） 基材金屬（S）+轉(zhuǎn)化膜（鈍化）+添加潤(rùn)滑 基材金屬（S）+轉(zhuǎn)化膜（鈍化）+密封劑/面漆涂層 基材金屬（S）+轉(zhuǎn)化膜（鈍化）+面漆涂層+加潤(rùn)滑密封劑/面涂層（提高數(shù)倍防腐蝕性）密封劑和頂涂層可以是有機(jī)或無(wú)機(jī)的，或兩者的組合。帶或不帶潤(rùn)滑劑（裝配功能）當(dāng)指定扭矩/夾緊力的要求（例如，摩擦系數(shù)和扭矩系數(shù)K），集成潤(rùn)滑劑或隨后添加潤(rùn)滑劑。3.3 鍍層材料電鍍涂層有單金屬和復(fù)合金屬（鋅，鋅合金，鎘鍍層等）；鍍層材料鍍層材料應(yīng)按表2進(jìn)行選擇和指定。3.4鈍化表面在鋅或合金鋅鎘鍍層的鈍化提高了防腐性，當(dāng)沒(méi)有規(guī)定六價(jià)鉻（Cr+6）或三價(jià)

14、鉻Cr+3或其他無(wú)鉻鈍化表面處理由生產(chǎn)廠自行選用（或合同協(xié)議）。鈍化處理可以增高附著力和/或改變外觀顏色，其外觀的選擇應(yīng)符合指定。3.5涂層系統(tǒng)標(biāo)記ISO 4042標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定密封劑/面涂、附加潤(rùn)滑劑的標(biāo)記和特性規(guī)范要求。面涂或密封劑、潤(rùn)滑劑小知識(shí)： 鍍鋅封閉劑一般為水性體系，可在鈍化時(shí)或鈍化后進(jìn)行； 鍍鋅封閉劑有很高防腐性能和極強(qiáng)的附著力，不含甲醛、苯、重金屬等有害物質(zhì)，有利于環(huán)境保護(hù)，干燥后變?yōu)橥该鞴饬聊?，可以用做最終的防腐涂層，也可作為防銹底漆使用； 封閉膜層具有優(yōu)異的光亮性、平整性、防變色性、抗腐蝕性和高附著性等特點(diǎn)； 添加潤(rùn)滑劑或上蠟潤(rùn)滑劑可直接在金屬層上添加或鈍化或在密封劑上或在頂涂層后添加。3.6腐蝕防護(hù)與測(cè)試電鍍層的防腐蝕上取決于金屬層（或多個(gè)）厚度，純化處理和/或密封劑/頂涂層提高腐蝕保護(hù)，或更厚的涂層厚度。純化涂層和/或密封劑/