螺纹电镀知识讲座

一.螺纹常识 二.电镀层对螺纹几何参数的影响 三.螺纹电镀前尺寸的控制 四.镀层厚度规定 五.实际精度控制 六.螺纹紧固件电镀层厚度（GB-5267-1985） 七.结束语
一、螺纹常识

1.螺纹的分类：
螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上，有均 匀螺旋线凸起的形状。根据其结构特点和用途可分为三大 类： 1）普通螺纹：牙形为三角形，用于连接或紧固零件。普 通螺纹按螺距分为粗牙和细牙螺纹两种，细 牙螺纹的连接强度较高。 2）传动螺纹：牙形有梯形、矩形、锯形及三角形等。 3）密封螺纹：用于密封连接，主要是管用螺纹、锥螺纹 与锥管螺纹。
百度文库 三、螺纹电镀前尺寸的控制

2.2 机械加工过程中预留足够的镀层厚度尺寸 解决有配合要求的零件镀后尺寸配合问题必须与产品设 计和工艺部门一道协商零件镀前工艺尺寸,事先预留镀层厚度 及其镀覆尺寸偏差。应特别注意的是,在预留厚度的同时还应 考虑因零件形状不同而引起的镀层厚度不均匀性的问题。 因镀层厚度和均匀性控制不好引起公差配合问题的部件, 其中最普遍的是螺纹零件和紧固件等。 当螺纹零件进行电镀时,如前所述,其螺纹的牙尖和谷底的 镀层厚度是不一样的。因此螺纹经电镀后出现配合障碍主要 原因是镀层厚度不均造成的牙型角变形,其次才是镀层厚度增 厚的问题。
则电镀后螺纹中径总的增量为: d1-d=2 *Δd=4t 也就是说螺纹中径的增大量是层 厚度的4倍。 同样道理,内螺纹电镀后,其中径 减少量也是镀层厚度的4倍。
实际上,电镀过程中由于零件的突 出部位容易发生电力线过度集中, 即产生所谓的"尖端效应",在齿尖 部位容易镀得厚些,如图2所示。 因此在制定电镀工艺时必须加以 考虑。
螺纹电镀前尺寸控制 讲座
技术部 2011年7月
螺纹电镀前尺寸精度的控制
螺纹作为最重要的机械紧固件,其表面大 多采用电镀层来进行防腐和装饰 ,控制好螺 纹电镀前的尺寸是镀后尺寸合格的根本保证, 也是许多螺纹加工企业的一大难题。本讲义 就螺纹产品电镀前尺寸精度控制的方法加以 归纳和总结。
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螺纹电镀前尺寸精度的控制
在实际生产过程中有2种较为常用的方法使零件表面 预留出接近于镀层的尺寸余量,即化学尺寸抛光和机械加 工过程中预留足够的镀层厚度尺寸,以下加以详细说明。
螺纹电镀前尺寸的控制

2.1 化学尺寸抛光
化学尺寸抛光就是使金属制品在特定的溶液中通过有规则的 溶解以达到规定尺寸的一种加工方法。在化学抛光过程中,螺纹齿 尖部位的溶解速度大于螺纹斜面和齿根部位的溶解速度,与电镀后 齿尖部位镀层分布较厚相补偿,有利于修正电镀后齿尖几何形状。 化学抛光能使粗糙的表面得到整平,有利于提高镀层的平滑度 、降低孔隙率、提高耐蚀性;化学抛光还可以起到除锈作用。化学 尺寸抛光操作比较简单,生产效率高,可以和电镀作业连为一体,只 需在原有设备中增加一个化学抛光槽和清洗槽即可。 建议使用下列配方的抛光液[1]: 磷酸60%(体积分数)； 硫酸30%(体积分数)；酸10%(体积分数) 铬酸5~10 g/L ； 温度120~140℃ 一般溶解速度为5μ/min,生产中可根据零件需镀覆的厚度来计 算溶解时间,并通过生产试验加以验证总结,可以有效控制螺纹的电 镀质量。
螺纹实际精度控制

2)外螺纹紧固件 外螺纹成形的方法较多,如搓丝、滚丝、铰丝和车削 等,螺纹尺寸和加工公差比较容易控制 考虑到电镀层对螺纹几何参数的影响,电镀前尺寸控 制准则如下: 最大中径=d2max-4×最大镀层厚度 最小中径=d2min-4×最小镀层厚度 最大大径=dmax-4×最大镀层厚度 最小大径=dmin-4×最小镀层厚度 螺纹小径=d1-4×最大镀层厚度
M1.6
-19 M2 M2.5 -20 M3 M3.5 -21 5 3 3
0.7
0.8 1 1.25 1.5
M4
M5 M6/M7 M8 M10
-22
-24 -26 -28 -32 8 5 5
1.75
2 2.5
M12
M14/M16 M18/M20/ M22
-34
-38 10 -42 8
螺纹紧固件电镀层厚度（GB-5267-1985）
三、螺纹电镀前尺寸的控制
为了使螺纹零件电镀后的尺寸合格,可以通过以下途径。 1) 在耐腐蚀性能允许的条件下适当地减小镀层厚度,可以减 少镀层厚度对配合尺寸的影响。 2) 在零件性能允许的条件下,采用酸洗和化学抛光等工艺,事 先对零件进行处理,预留零件需要电镀的厚度,以保证电镀 后零件尺寸在图样要求范围内。 3) 在零件机械加工过程中预留足够的镀层厚度尺寸。 4) 选用耐腐蚀性更好的基体材料以减薄镀层厚度,或选用高 耐蚀性镀层(在较低镀层厚度的情况下可达到同样的防护 性能)来保证零件尺寸精度。
螺纹常识
2.螺纹配合等级：
螺纹配合是旋合螺纹之间松或紧的大小，配合的等级是作用 在内外螺纹上偏差和公差的规定组合。 1）统一英制螺纹： 外螺纹有三种等级：1A、2A和3A级 内螺纹有三种等级：1B、2B和3B级 全部都是间隙配合。等级数字越高，配合越紧。在英制螺纹 中，偏差仅规定1A和2A级，3A级的偏差为零，而且1A和2A级的等 级偏差是相等的，等级数目越大公差越小。 1A和1B级，非常松的公差等级，其适用于内外螺纹的允差配合。 2A和2B级，是英制系列机械紧固件规定最通用的螺纹公差等级。 3A和3B级，旋合形成最紧的配合，适用于公差紧的紧固件，用于 安全性的关键设计。 对外螺纹来说，1A和2A级有一个配合公差，3A级没有。1A级 公差比2A级公差大50%,比3A级大75%,对内螺纹来说，2B级公差 比2A公差大30%.1B级比2B级大50%,比3B级大75%.
螺纹常识
2)公制螺纹， 外螺纹有三种螺纹等级：4h、6h和6g（基轴制） 内螺纹有三种螺纹等级：5H、6 H、7H.（基孔制） 在公制螺纹中：H和h的基本偏差为零； G的基本偏差为正值； e、f和g的基本偏差为负值； 1） H是内螺纹常用的公差带位置，一般不用作表面镀层，或用 极薄的磷化层。G位置基本偏差用于特殊场合，如较厚的镀 层，一般很少用。 2）g常用来镀6-9um的薄镀层，如产品图纸要求是6h的螺栓， 其镀前螺纹采用6g的公差带。 3）螺纹配合最好组合成H/g、H/h或G/h；对于螺栓、螺母等精制 紧固件螺纹，标准推荐采用6H/6g的配合
注： 式中,d为螺纹大径;d1为螺纹小径;d2为螺纹中径。
实际精度控制

举例：
例如:M10×1.5-6g,镀层厚度0.005~0.015mm,则其镀 前尺寸计算如下:
最大中径=8.994-4×0.015=8.934 最小中径=8.862-4×0.005=8.842 最大大径=9.968-4×0.015=9.908 最小大径=9.732-4×0.005=9.712 螺纹小径=8.344-4×0.015=8.824 在实际生产过程中,为了使问题简化,便于生产和检验 控制,一般可采用只控制螺纹中径的方法。
粗牙
0.5
M3
-38
M5 M6/M7 M8
七：结束语

经过长期的生产实践,合理地遵循电镀前尺寸的控 制方法和准则可较好地控制螺纹电镀后的质量,特别是 细牙螺纹和一些较难电镀的螺纹都可以得到有效质量控 制。
END
公差带位置f 螺 距 基 本 偏 差 最大镀层厚 度 短 规 格 长 规 格 基 本 偏 差 -50 -36 0.6 0.7 0.8 1.0 1.25 1.5 1.75 2 2.5 M3.5 M4 -60 5 -53 -56 12 10 24 -40 -42 -45 -48 -52 -58 12 10 -80 20 15 42 10 8 M10 M12 M14/M16 M18/M20/ M22 -67 15 -71 -71 12 34 38 10 32 -60 -63 25 28 8 21 22 5 公差带位置e 最大镀层厚 度 短 规 格 长 规 格 基 本 偏 差 20 公差带位置G 最大镀层厚 度 短 规 格 长 规 格
2.镀前为6f或6e级外螺纹和6G级内 螺纹基本偏差可容纳的最大镀厚 度（如左图） 1）单个螺纹连接件上的镀层厚度 是不均匀的，两端比中部厚， 长度与直径比越大，厚度差别 也越大。表中短规格是指长度 小于5倍直径的螺纹；长规格是 指长度大于5倍直径，但小于10 倍直径的螺纹。 细牙螺纹基本偏差可容纳的最 大镀层厚度按螺距选取。 2）6H级内螺纹需要电镀时，该螺 纹在电镀后的实际轮廓也必须 不超过以公差带位置H确定的 最大实体牙型。
二、电镀层对螺纹几何参数的影响

假设镀层厚度在螺纹上是均 匀分布的,则镀层对螺纹中径 尺寸产生的影响如图1所示.
(外螺纹,以常用牙形角 60°为例),其中:d为电镀前螺 纹中径;d1为电镀后螺纹中径 ;t为电镀层厚度;Δd为电镀后 螺纹中径单边增量。按几何 关系:
图1镀层对螺纹中径尺寸产生的影响
电镀层对螺纹几何参数的影响
五、螺纹实际精度控制

1)内螺纹紧固件 对于内螺纹来说,一般常用的等级精度为H级,通常情况 下,电镀时由于内螺纹的屏蔽作用,螺纹部分的镀层厚度相 比较薄,如果在内螺纹的实际轮廓不是最大实体牙型的情 况下（取上偏差）,H级公差可以容纳一部分镀层厚度,也 就是说镀后内螺纹的实际轮廓不超过H级公差的最大实体 牙型就不会影响其旋合性。所以H级公差可以满足一般行 业的要求,也就是说标准紧固件表面需要电镀时,镀前用H 级塞规,镀后还用H级塞规检查。 对于有特殊要求的内螺纹紧固件,由于受到加工方法和 检测方法的限制,一般采用高一等级的塞规来检测和控制 螺纹电镀前的尺寸精度,同时控制镀层厚度,避免因镀层过 厚而影响到尺寸精度。
六、螺纹紧固件电镀层厚度（GB-5267-1985）
标准的普通螺纹可容纳 的镀层厚度取决于螺距 和螺纹公差带的位置
1.镀前为6g级外螺纹、6级 内螺纹 6g级外螺纹基本偏差 可容纳的最大镀层厚 度（左表）：
螺距 粗牙螺纹 基本偏差 /μm 最大镀层厚度/μm 短规格 长规格
0.35
0.4 0.45 0.5 0.6
在实际生产过程中往往是将以上2种方法结合起来,必须 掌握一套有效的操作规程,以保证螺纹的电镀质量。
四、镀层厚度规定

普通螺纹可容纳的镀层厚度取决于螺距和螺纹公差带的 位置。
1)最大镀层厚度可在GB/T5267-85《螺纹紧固件电镀层》 表格中选取。 2)电镀层的最小厚度:电镀层必须达到一定厚度才有应用价 值,具体可根据国家的盐雾试验标准GB/T10125《人造气 氛腐蚀试验盐雾试验》来加以衡量,一般控制在3~5μm, 可依据GB/T5267-85《螺纹紧固件电镀层》中的表格按 螺距和公差带位置具体确定。