紧固件表面处理标准新技术要求

ISO、ASTM紧固件表面处理标准新技术要求

所有的碳钢紧固件中约有90％的表面需经过镀或涂履处理，或者带有某些其它添加的表面（密封剂、面涂和润滑），主要是为了提高表面抗腐蚀能力、外观装饰、耐磨性或控制扭矩轴力K因子等要求。

一、紧固件表面处理新标准

近几年在紧固件的贸易接单中，客户对紧固件表面涂覆质量、无铬钝化、抗腐蚀能力和装饰色泽也提出更高的要求，及减少氢脆危险的技术措施，尤其是对有涂履高强度紧固件的装配扭矩轴力关系等提出更加严谨的规范要求。

随着金属表面处理的环保、节能及产品品质的提升，不同的涂层上需带有或附加密封剂、面涂和集成或附加润滑的表面涂履处理的新技术和新工艺在不断涌现和攀升，表面涂履的技术规范和质量要求在不断在提升和完善，表面处理标准也在不断地将表面处理的新工艺、新技术和新规范充实到标准中去，这对紧固件企业交货产品的表面处理质量也提出更高要求。

因此，我国紧固件生产企业要尽快去收集和理解紧固件表面处理新标准，加强紧固件表面处理新工艺和新技术的研发进度，提高紧固件表面处理质量，以适应市场和用户的新需求。

从2011年后ISO/TC2/ SC14国际紧固件（表面涂层）分技术委员会和ASTM

F16.03美国紧固件涂层分技术委员等国家的标准化组织，对紧固件电镀、非电解锌片涂层（达克罗）和热浸镀锌三个主要的表面处理标准也加快了修订进度，2014年和2015 年ISO 和ASTM都相继推出了紧固件的涂层新标准。

1.1 紧固件电镀标准

ISO/TC2/SC14国际紧固件涂层分技术委员推出ISO/PWI 4042-2017《紧固件

电镀层》标准，彻底修改现行ISO 4042-1999版标准（GB/T5267.1-2002《紧固件

电镀层》）；该标准修订考虑到相关国家和地区环保法规要求，六价铬Cr+6和无铬Cr+3钝化的技术发展，增添涂层密封剂、面漆和附加润滑新技术条款，以满足涂层紧固件防腐蚀、外观装饰及装配功能要求，及最大限度地减少氢脆危险及相关去氢技术措施。

2015年美国推出ASTMF1941/F1941M

-2015《英制和米制机械紧固件——电镀层规范》标准。该规范涵盖了美制“UNC/UNF”统一英制螺纹和米制“M”螺纹的机械紧固件电镀涂层，建立的涂层系统与ISO国际标准同步。紧固件涂层螺纹应符合ASME

B1.1美制和ISO 965-1、ISO

965-2和ISO965-3公制螺纹标准，涂层厚度值是基于外螺纹公差和偏差值，涂后螺纹不应超过螺纹基本中径，而影响螺纹的互换性。

对于表面硬化和硬度大于39HRC高强度紧固件，按水溶液沉积金属电镀的工艺过程，有因氢脆而导致失效的风险，尽管这个风险可以通过选择合适的材料、适当的表面处理工艺方法以及后期烘烤等来进行控制，但氢脆的风险是不能完全排除。因此，本标准不推荐12.9级（≥39HRC）的紧固件采用电镀处理。申明本标准发布即替代AS TM B633《铁和钢电解沉积镀锌》标准在紧固件电镀表面处理中的应用。

1.2 紧固件达克罗处理标准

ISO 10683:2014版《紧固件非电解锌片涂层》新标准，修订了ISO

10683:2000标准（GB/T5267.2-2002《紧固件

非电解锌片涂层》）标准明确指出对紧固件非电解锌片涂层（达克罗）的相关产业或流通领域化学品供应商、涂履加工者、紧固件制造商，分销商和最终用户必须在合同中注明锌片涂层有与否（带六价铬Cr+6或无铬Cr+3）。标准覆盖了所有类型紧固件，即ISO公制螺纹紧固件与非ISO公制螺纹紧固件（美制英寸60°螺纹UNC/UNF等）和非螺纹紧固件（包括垫圈，销，夹等），为提高防腐蚀和装配功能或减少螺纹咬死，标准建立达克罗涂层系统（带或不带面涂和集成或另附加润滑）的规范要求。提出二个设计指导性选择程序：“锌片涂层系统的耐腐蚀性”和“螺纹配合间隙的设计”，供设计者、销售商和最终用户选用。

2011年美国已将英制（F1136）和米制（F1136M）的二个达克罗标准合为一个，即ASTM

F1136/F1136M -2011《紧固件

锌铝防腐涂层》该规范涵盖了紧固件水性锌铝防腐涂层基本技术要求和测试方法，以及可选的密封剂和面漆，底涂层经协商明确后可以含有（C）六价铬Cr+6或含有（NC）无六价铬Cr+3。水性锌铝防腐涂层工艺是清洗、涂覆和烘烤的过程，烘焙温度300～330℃，不会影响到产品最终机械性能。涂层厚度分为六个等级（1～6级）以及测试时应相应地符合外观、粘合性、耐腐蚀、起泡、螺纹配合和驱氢处理要求；涂覆过程没有诱导紧固件内部氢脆产生的可能性，因清洁过程中没有或用酸或磷酸盐预处理，而采用碱性清洁或蒸汽脱脂或抛丸除锈。

1.3 紧固件热浸镀锌标准

美国ASTM F16.03紧固件涂层分技术委员会于2015年修订、批准编辑为英制和米制合二为一的ASTM

F2329/F2329M-2015《适用于碳钢、合金钢螺栓、螺钉、螺母、垫片和螺纹紧固件的热镀锌要求》标准。该规范涵盖了应用于碳钢和合金钢螺栓，螺钉，垫圈，螺母，以及由热浸镀过程中针对螺纹紧固件热浸锌镀层的特殊技术要求，用于涂层中的锌应符合规范要求，涂层厚度和外观、防氢脆试验和附着力测试等要求。

2004年欧盟CEN/TC 185“紧固件技术委员会”批准直按引用ISO 10684:2004作为欧盟EN ISO

10684:2004《紧固件热浸镀锌层》标准；德国DIN紧固件标准化技术委员会也于2009年春颁发，等效采纳为DIN EN ISO 10684:2004 +Cor.1:2008《紧固件热浸镀锌层》标准,（GB/T5267.3-2008《紧固件热浸镀锌层》）。

标准规定热浸镀锌适用碳钢和合金钢（米制M8～M64和英寸1/4～3”）粗牙螺纹紧固件及特殊螺纹紧固件、性能等级≤10.9级（美A325级），允许有轻微的涂层修复。涂后采用离心甩干或以其他方式除去多余的镀锌浴金属。

对规格小于M8或螺距小于1.25mm的螺纹紧固件和热处理硬度≥HRC40的螺纹紧固件（包括A490）或表面硬化钢制紧固件不推荐热浸镀锌。标准明确12.9级（或8

级、A490）以上的螺栓、螺钉和螺柱不适用。但提请关注，欧盟紧固件技术委员会CEN/TC 185规定EN 14399、DIN

6914的10.9HV、10.9HR钢结构螺栓组件仍继续采用热浸镀锌作为工程、风能和桥梁露天紧固件的防腐处理的首选。

1.4 紧固件氢脆基础技术

ISO/TC2/SC14秘书处和DIN紧固件标准化委员会批准将于明年发布ISO/DTR

20491《钢制紧固件氢脆基础》技术指导标准。高强度钢制紧固件一般指抗拉强度为1200MPa-

2000MPa的紧固件。

高强度紧固件常被用于重要场合，如桥梁、车辆发动机、航天器，这些紧固件的失效将导致灾难性的后果。预防氢脆导致的失效，管理氢脆风险是整个紧固件供应链需要考虑的根本性问题，相关环节包括：钢厂、紧固件制造商、表面涂覆供应商、应用工程师、连接副设计者、直至最终用户。氢脆研究已有数十年，但由于氢脆的失效机理复杂、影响因素众多，因此紧固件氢脆失效至今还不能预测。相关研究结论又通常难以转化为紧固件实际操作的有效指导。此外，不同标准之间的差异，有些标准要求不充分，有些标准过于严格，有时同一个标准中这两种情形同时存在，导致情况更为复杂。紧固件工业标准中的不一致甚至相互冲突导致了许多混乱以及很多本可以避免的紧固件失效。

ISO技术报告的目的是提炼出最新的关于氢脆的知识，将其转化为完整而简单的、可以直接在紧固件上生产中采用的技术。其技术指导包括：氢脆损伤的理论和机理的描述、氢脆失效产生的三个基本条件，然后是氢脆测试方法以及工艺过程、表面清洗、涂覆（特别是电镀）、烘烤等方面的指导。

二、紧固件表面处理标准

表1 紧固件表面处理标准