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緊固件的表面處理:鍍鋅、磷化、發(fā)黑、鍍鉻該選哪一個?

幾乎所有商業(yè)緊固件都是由碳鋼、合金鋼制成,而且一般都有防腐蝕的要求,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。

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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(yàn)在72小時之內(nèi),也有采用特殊封閉劑,使得中性鹽霧試驗(yàn)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(jìn)行。如此可操作性差,加工成本高。在現(xiàn)實(shí)中,一般生產(chǎn)廠不會主動去氫,除非特定客戶的強(qiáng)制要求。 

磷化

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(yàn)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(jī)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(qiáng)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?yàn)樗畋阋?,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(yàn)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(fèi)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(jī)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?yàn)楹玫你t電鍍緊固件與不銹鋼同樣昂貴,只是使用不銹鋼強(qiáng)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(kuò)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,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(kuò)散涂層。其均勻性好,螺紋、盲孔內(nèi)都能獲得均勻?qū)印e儗雍穸葹?0~110μm,并且誤差可控制在10%。它與基體的結(jié)合強(qiáng)度和防腐性能在鋅涂層中是最好的。其加工過程無污染,最環(huán)保。