紧固件的表面处理——电镀

一、电镀代号：

在说到压铆类紧固件的标识时，提过表面处理的后缀代号，这些代号代表了其表面的电镀类型。

下面我们将紧固件常用的一些表面处理方式进行归纳总结，如下所示：

二、关于电镀：

电镀就是在紧固件上镀上一层金属镀层来改变其表面性质，使其不易氧化腐蚀，镀层金属一般多采用耐腐蚀性的金属。

电镀不仅能增强紧固件的抗腐蚀性，还可增加硬度防止磨损，提高导电性、耐热性，以及使表面更光滑美观。

电镀是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。下面一一介绍紧固件常用的镀层。

1、电镀锌

电镀锌是紧固件最常用的镀层，外观好看也比较便宜，有白锌、蓝锌、彩锌、黑锌等色彩。与其它金属镀层相比锌是相对便宜又易电镀的一种金属，然而呢它的防腐蚀性能一般，电镀锌中性盐雾试验在72小时之内，当然也有采用特殊封闭剂，可使中性盐雾试验达200小时以上，但价格比较贵是一般镀锌的5~8倍。

下图为电镀蓝白锌的螺丝：

下图为电镀彩锌的螺丝：

2、电镀镍

电镀镍的紧固件一般用于既要防腐蚀性高，又要导电性好的地方。电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。电镀镍有优良的抛光性能，经抛光后其光泽可长期保持，且镍镀层的硬度较高可提高紧固件的耐磨性。

   下图为电镀镍的内六角螺栓：

3、氧化

氧化发黑+涂油是工业紧固件很流行的镀层,因为它最便宜并且在油耗尽之前看起来不错。在有油状态下其中性盐雾试验也只能达到3~5小时。发黑的紧固件扭矩—预紧力一致性也很差。如需提高,可以在装配时在内处螺纹上涂抹油脂后再旋合。

    下图为氧化发黑的螺栓：

4、电镀铬

在紧固件上用铬镀层一般是作为装饰作用。铬镀层在大气中很稳定,不易变色和失去光泽,硬度高耐磨性好。好的电镀铬紧固件与不锈钢同样昂贵,只是使用不锈钢强度不够时,才用镀铬紧固件代替，因此在防腐蚀性要求较高的工业领域很少使用。为了防止腐蚀,镀铬前应首先镀铜和镍。铬镀层可以承受650℃的高温，但与电镀锌一样存在氢脆问题。

三、电镀标准及质量检验：

紧固件表面处理国家标准GB/T5267.1-2002螺纹紧固件电镀层标准，该标准包括：GB/T5267.1-2002紧固件电镀层，GB/T5267.2-2002紧固件非电解锌片涂层两个标准。本标准等同采用国际标准ISO4042-1999螺纹紧固件电镀层标准。

紧固件的表面处理，主要目的是使紧固件提高防腐蚀能力，以增加紧固件使用的可靠性和适应性，主要衡量标准是耐腐蚀性，其次是外观。

紧固件电镀层的质量主要从以下几个方面来判断：

1、外观检查

紧固件表面应光滑、光泽度好无漏镀层面，不得有脏污、孔隙、针孔、剥离、烧焦镀层、灰暗、起皮、结皮状况和明显条纹以及麻点、黑色镀渣、钝化膜疏松、龟裂、脱落和严重的钝化痕迹。

2、镀层厚度

紧固件的镀层厚度直接关系到它在大气中的耐腐蚀强度，但是过于厚的话在安装过程中反而会产生螺纹干涉，建议一般镀层厚度为4～12um。

热浸镀锌标准的平均厚度为54 um（称呼径≤3/8为43 um），最小厚度为43 um（称呼径≤3/8为37 um）。

3、镀层分布

采用不同的沉积方法，镀层在紧固件表面上的聚集方式也不同。电镀时镀层金属并不是均匀地沉积在外周边缘上，转角处获得较厚镀层。在紧固件的螺纹部分，最厚的镀层位于螺纹牙顶，沿着螺纹侧面渐渐变薄，在牙底处沉积最薄。

而热浸镀锌正好相反，较厚的镀层沉积在内转角和螺纹底部，机械镀的镀层金属沉积倾向与热浸镀相同，但是更为光滑而且在整个表面上厚度要均匀得多。

4、氢脆

紧固件在加工和处理过程中，尤其在镀前的酸洗和碱洗以及随后的电镀过程中，表面吸收了氢原子沉积的过程中产生氢。当紧固件拧紧时，氢朝着应力最集中的部分转移，引起压力增高到超过它的强度并产生微小的表面破裂，氢渗入到新形成的裂隙中去。这种压力-破裂-渗入的循环一直继续到紧固件断裂。通常发生在第一次应力应用后的几个小时之内。为了消除氢脆的威胁，紧固件要在镀后3小时内加热烘烤，以使氢从镀层中渗出，通常在200℃左右的温度下进行，处理时间根据其要求的抗拉强度来决定。

由于机械镀锌是非电解质的，这实际上消除了氢脆的威胁，因此热浸镀的紧固件很少发生氢脆。

四、紧固件的热处理：

热处理是将紧固件通过一定的加热，保温和冷却，使其内部组织发生变化从而获得预期的性能、组织和结构的工艺过程。退火、正火、淬火、回火是热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。

退火是将工件加热到适当温度并保温一定时间，然后进行缓慢冷却，使其内部组织达到或接近平衡状态，使前道工序产生的内部应力得以释放，获得良好的工艺性能和使用性能为进一步淬火作准备。

正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，可用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐溶液、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。

回火是将淬火后的工件在高于室温而低于650℃的适当温度下进行较长时间的保温，再进行冷却，它可降低淬火后工件的脆性。

随着加热温度和冷却方式的不同，又演变出不同的热处理工艺。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。