幾乎所有商業(yè)緊固件都是由碳鋼、合金鋼制成,而且一般都防腐蝕的要求,,因此,表面處理的鍍層必須附著牢固,,不能在安裝和卸下的過程中脫落,。另一方面,對螺紋緊固件而言,,鍍層還要求足夠薄,使得鍍后螺紋仍能旋合,。一般鍍層的溫度限制比緊固件材料要低,,因此還需考慮緊固件所處的工作溫度要求。
表面處理的主要目的是美觀和防腐,。由于緊固件的主要功能是緊固零部件,,而且表面處理對其緊固性能也有很大的影響。因此,,在選擇表面處理工藝時,,要考慮緊固件的扭矩及預(yù)緊力一致性等因素。
一名高水平的設(shè)計者,,不僅要考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝,,還要注意到裝配的工藝性,甚至環(huán)保及經(jīng)濟性的要求,。下面根據(jù)上述因素簡要介紹一些緊固件常用的鍍層,,以供緊固件從業(yè)人員參考。
電鍍鋅
電鍍鋅是商業(yè)緊固件最常用的鍍層,。它比較便宜,,外觀也較好看,可以有黑色,、軍綠色,。然而,,它的防腐性能一般,其防腐性能是鋅鍍(涂)層中最低的,。一般電鍍鋅中性鹽霧試驗在72小時之內(nèi),,也有采用特殊封閉劑,使得中性鹽霧試驗達(dá)200小時以上,,但價格貴,,是一般鍍鋅的5~8倍。
電鍍鋅加工過程易產(chǎn)生氫脆,,所以10.9級以上的螺栓一般不采用鍍鋅的處理.雖然鍍后可以用烘箱去氫,,但因鈍化膜在60℃以上時將遭破壞,因此去氫必須在電鍍后鈍化前進行,。如此可操作性差,,加工成本高。在現(xiàn)實中,,一般生產(chǎn)廠不會主動去氫,,除非特定客戶的強制要求。
電鍍鋅的緊固件扭矩—預(yù)緊力一致性較差,,且不穩(wěn)定,,一般不用于于重要部位的連接。為了改善扭矩—預(yù)緊力一致性,,也可采用鍍后涂覆潤滑物質(zhì)的方法改善和提高扭矩—預(yù)緊力一致性,。
磷化
一項基本原則磷化相對鍍鋅便宜,耐腐蝕性能比鍍鋅差,。磷化后應(yīng)涂油,,其耐腐蝕性能的高低與所涂油的性能有很大的關(guān)系。例如,,磷化后涂一般的防銹油,,中性鹽霧試驗也只有10~20小時。涂高檔的防銹油,,則可達(dá)72~96小時,。但其價格是一般磷化涂油的2~3倍。
緊固件磷化常用的兩種,,鋅系磷化和錳系磷化,。鋅系磷化潤滑性能比錳系磷化好,錳系磷化抗腐蝕性,,耐磨性較鍍鋅好,。它的使用溫度可達(dá)華氏225度到400度(107~204℃)。特別是一些重要零部件的連接。如,,發(fā)動機的連桿螺栓,、螺母,缸蓋,、主軸承,、飛輪螺栓,車輪螺栓螺母等,。
高強度螺栓采用磷化,,還可以避免氫脆問題,所以在工業(yè)領(lǐng)域10.9級以上的螺栓一般采用磷化表面處理,。
氧化(發(fā)黑)
發(fā)黑+涂油是工業(yè)緊固件很流行的鍍層,,因為它最便宜,并且在油耗盡之前看起來不錯,。由于發(fā)黑幾乎無防銹能力,,所以無油后它很快就會生銹。就是在有油狀態(tài)下,,其中性鹽霧試驗也只能達(dá)到3~5小時,。
電鍍鎘
鎘鍍層耐腐蝕性能很好,特別是在海洋性大氣環(huán)境下的耐腐蝕性較其他表面處理好,。電鍍鎘的加工過程中的廢液處理費用大,,成本高,其價格約是電鍍鋅的15~20倍,。所以在一般行業(yè)不使用,,只用于一些特定的環(huán)境。如,,用于石油鉆井平臺和海航飛機用緊固件,。
電鍍鉻
鉻鍍層在大氣中很穩(wěn)定,,不易變色和失去光澤,,硬度高耐磨性好。在緊固件上用鉻鍍層一般是作為裝飾作用,。在防腐性要求較高的工業(yè)領(lǐng)域很少使用,,因為好的鉻電鍍緊固件與不銹鋼同樣昂貴,只是使用不銹鋼強度不夠時,,才用鍍鉻緊固件代替,。
為了防止腐蝕,鍍鉻前應(yīng)首先鍍銅和鎳,。鉻鍍層可以承受華氏1200度(650℃)的高溫,。但也與電鍍鋅一樣存在氫脆問題。
鍍鎳
通過電解或化學(xué)方法在金屬或某些非金屬上鍍上一層鎳的方法,稱為鍍鎳,。鍍鎳分電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳,。
主要用于既要防腐,又要導(dǎo)電性好的地方,。如車輛電瓶的引出端子等,。
熱浸鋅
熱浸鋅為鋅加熱到液體下熱擴散涂層。其鍍層厚度在15~100μm,,并且不易控制,,但耐腐蝕性好,多用于工程中,。熱浸鋅加工過程中污染嚴(yán)重,,有鋅廢料和鋅蒸汽等。
由于鍍層厚,,在緊固件中引發(fā)了內(nèi)外螺紋難以旋合的問題,。因熱浸鋅加工的溫度原因,(340-500C)它不能用于10.9級以上的緊固件,。
滲鋅
滲鋅為鋅粉固態(tài)冶金熱擴散涂層,。其均勻性好,螺紋,、盲孔內(nèi)都能獲得均勻?qū)?。鍍層厚度?0~110μm,并且誤差可控制在10%,。它與基體的結(jié)合強度和防腐性能在鋅涂層中(電鍍鋅,、熱浸鋅、達(dá)克羅)是最好的,。其加工過程無污染,,最環(huán)保。
達(dá)克羅
達(dá)克羅是DACROMET譯音和縮寫,,簡稱達(dá)克羅,、達(dá)克銹、迪克龍,。國內(nèi)命名為鋅鉻涂層,,是一種以鋅粉、鋁粉,、鉻酸和去離子水為主要成分的新型的防腐涂料,。
不存在氫脆問題,并且扭矩—預(yù)緊力一致性能很好,。如不考慮價鉻和環(huán)保問題,,它實際上最適用于高防腐要求的高強度緊固件。