紧固件表面处理标准新技术要求

ISO 、AST 嘛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
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
（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,
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，不冋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 更咼要求。

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一一电镀层规范》 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 ASTMB633《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。

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 ISO 10683:2000 标准
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 C,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ASTMF16.03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”批准直按丽
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 ENISO 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》）。

匚
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W 10.9级（美A325级），允许有轻微的涂层修复。

涂后厂
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/TC185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-
2000M Pa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
分类
标准号年份标准名称
电镀锌
ISO/M) 4042(15 th)2015紧固件电镀层
ISO 40421999紧固件电镀层（即被替代）
ASTM F1941/ F1941M2015英制和米制机械紧固件电镀层规范
ASTM B6332013碳钢机械零件镀锌层规范（不适用紧固件）
达克罗
ISO 106832014紧固件非电解锌片涂层
ASTM F1136 /K1136M2011紧固件锌铝防腐涂层
热镀锌
ASTM F2329/F2329M2015
适用于碳钢，合金钢螺栓，螺钉，螺母，垫片和螺
纹紧固件的热浸镀锌要求
DIN EN ISO 106S42009紧固件热浸镀锌层
三、欧美紧固件电镀标准概述
ISO/WD 4042（15th）-2015 《紧固件电镀》，ASTM F1941-2015《英制和米制机械紧固件一
—电镀层规范》
3.1适用范围
标准适用于ISO米制和UNC/UNF统一英寸制机械紧固件的电解沉积镀层的应用、性能和尺寸要求，也适用于非螺纹紧固件如垫圈，销，夹子和铆钉。

规定了镀层厚度、带六价铬或非六价铬钝化表面处理、应用密封剂、面漆新技术的发展和附加润滑，及最大限度地减少氢脆危险研究工作发展和技术措施。

3.2建立涂层系统
在锌，锌合金和镉镀层的钝化提高了防腐性，钝化含六价铬Cr+6或三价铬Cr+3,钝化
涂层还可以附加更好的附着力和/或附加的各种需要的不同外观色泽，（见表
附加密封剂/面涂层（带或不带润滑剂）可以增加耐腐蚀性并实现其它特定功能（如扭
矩/夹紧力性能，耐化学品，机械性，外观色泽，热稳定性，增加的导电性，耐紫外辐射抗性）。

选择的密封剂或面涂层的性质，应根据所需的属性
图1给岀五种基本涂层系统
S）
+转化膜（钝化）
+转化膜（钝化）+添加润滑
5、6、7)。

仅是基材金属（
基材金属（S）
基材金属（S）
④ 基材金属（S ） +转化膜（钝化）+密封剂/面漆涂层 ⑤ 基材金属（S ）+转化膜（钝化）+面漆涂层+加润滑
密封剂/面涂层（提高数倍防腐蚀性）密封剂和顶涂层可以是有机或无机的，或两者的 组合。

带或不带润滑剂（装配功能）当指定扭矩
/夹紧力的要求（例如，摩擦系数卩和扭矩
系数K ）,集成润滑剂或随后添加润滑剂。

3.3镀层材料
电镀涂层有单金属和复合金属（锌，锌合金，镉镀层等）； 镀层材料一一镀层材料应按表
2进行选择和指定。

表2 -般镀层材料的名称
3.4钝化表面
在锌或合金锌镉镀层的钝化提高了防腐性，当没有规定六价铬（
Cr+6 ）或三价铬 Cr+3
或其他无铬钝化表面处理由生产厂自行选用（或合同协议）。

钝化处理可以增高附着力和 /
或改变外观颜色，其外观的选择应符合指定。

3.5涂层系统标记
^6 ISO 4042夭价整Cf*化涂层优号
黑色*谦虹彩知岸 役有转比膜
表5 ISO 4042无六們
化徐层壮号
ISO 4042标准规定密封剂/面涂、附加润滑剂的标记和特性规范要求。

表e ISO 4042标准的面涂或密封剂，润滑剂的标记
表9F1941标准的面涂或密封制、润滑剂的标记
面涂或密封剂、润滑剂小知识：
―― 镀锌封闭剂一般为水性体系，可在钝化时或钝化后进行；
――镀锌封闭剂有很高防腐性能和极强的附着力，不含甲醛、苯、重金属等有害物质，
有利于环境保护，干燥后变为透明光亮膜层，可以用做最终的防腐涂层，也可作为防锈底漆使用；
――封闭膜层具有优异的光亮性、平整性、防变色性、抗腐蚀性和高附着性等特点；
――添加润滑剂或上蜡润滑剂可直接在金属层上添加或钝化或在密封剂上或在顶涂层后添加。

3.6腐蚀防护与测试
电镀层的防腐蚀上取决于金属层（或多个）厚度，纯化处理和
/或密封剂/顶涂层提高
腐蚀保护，或更厚的涂层厚度。

纯化涂层和/或密封剂/顶涂层提供保护涂层金属腐蚀（形成白色腐蚀），因此也提供了对基础金属腐蚀额外的保护。

白色的薄雾不应被当作白色腐蚀，黑色斑点不应引起拒收，因为它不削弱抗蚀能力。

中性盐雾NSS试验按照ISO 9227或ASTM B117的标准规范用来评价的耐腐蚀性涂层系统。

抗腐蚀性试验要求仅适用于有效表面，评定涂层防腐性能的质量。

即在金属基体上不应有肉眼可见的锌层白锈和红色铁锈。

进行中性盐雾试验，应在不大于24小时“涂履”工
序后，也应在工序完工后、包装和/或组装之前。