北京中海上锐紧固件有限公司培训资料七、专业知识篇

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第五章紧固件表面处理和热处理

一、紧固件表面处理

紧固件的表面处理一般有:电镀锌、热浸镀锌、煮黑、磷化、锌铬酸盐、达克罗及蓝

波克等。目前我司产品的表面处理主要有：蓝白锌（Cr3+/Cr6+）、煮黑、达克锣、热浸镀

锌。

（一）电镀

1、概念：电镀是获得金属防护层的主要方法之一。根据对电镀层不同的要求，电镀

层可分为：(1)防护性镀层；(2)防护-装饰性镀层；(3)耐磨和减磨镀层；(4)电性能镀层；

(5)磁性能镀层；(6)可焊性镀层；(7)耐热镀层；(8)修复用镀层；以及一些其它特殊功能

性要求的镀层。

2、原理：电镀是将制品浸于含金属离子溶液，并接通于阴极。另一端置适当的阳极

(锌块),通过直流电波,镀件表面即析出一层金属薄膜的方法.

3、膜厚：

（1）、一般未说明的情况下，镀锌的膜厚是5-8um，;

（2）、膜厚用膜厚测试仪测量；

（3）、外螺纹镀前一般用6e/6g通止规管控，镀后一般用6h通止规管控，内螺纹镀前一

般用6H通止规管控，镀后一般用6G通止规管控。煮黑、磷化膜厚一般没变化。

4、电镀的工艺流程：

前处理（化学除油电化学除油活化）电镀（镀锌）后处理（钝化封闭

脱水烘干）

注：每道工序之间都有水洗

5、电镀的品质控制：

电镀的质量以其耐腐蚀能力为主要衡量标准，其次是外观。耐腐蚀能力即是模仿产品

工作环境，设置为试验条件，对其加以腐蚀试验。电镀产品的质量从以下方面加以控制：

（1）、外观：制品表面不允许有局部无镀层、烧焦、粗糙、灰暗、起皮、结皮状况和

明显条纹，不允许有针孔麻点、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：紧固件在腐蚀性大气中的作业寿命与它的镀层厚度成正比。一般建

议的经济电镀镀层厚度为0.00015in～0.0005 in(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，沉积的金属镀层然后俘获氢。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基体金属的强度并产生微小的表面破裂。氢特别活动并很

快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，紧固件要在镀后尽可能快

地加热烘焙，以使氢从镀层中渗出，烘焙通常在375-4000F（176-190℃）进行3-24小时。

由于机械镀锌是非电解质的，这实际上消除了氢脆的威胁，而有的镀锌利用电化学方

法，存在氢脆现象。另由于工程标准禁止硬度高于HRC35的紧固件（英制Gr8，公制10.9级

以上）热浸镀锌。所以热浸镀的紧固件很少发生氢脆。

5、粘附性：

以坚实的刀尖和相当大的压力切下或撬下。如果在刀尖前面，镀层以片状或皮状剥落，

以致露出了基体金属，应认为粘附性不够。

（二）、热浸镀锌

1、热浸镀锌介绍：热浸镀锌是将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中，使

钢构件表面附着锌层，锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65um，对厚板不小于86um。从而起

到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长，据日本镀锌协会10年间的大气暴露试验

结果，86微米厚的热度锌层在重工业、海岸、郊外和城市地带的耐用年限分别为13、50、1

04、30年。热浸锌的首道工序是酸洗除锈，然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀

留下隐患。

2、热浸锌紧固件的特征总结如下：

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（1）、关于镀层厚度与单位面积重量。热镀锌紧固件一般以镀层厚度作为主要指标。某

些情况需要以单位面积重量作为基础，则以100um镀层厚度-700g/m2为准。

（2）、螺栓、螺母测量点的最小镀层厚度为40um。

（3）、公差。螺栓螺纹在热镀锌之前必须位于公差等级8级（粗级）或6级（中级）之

内，镀后不允许超出螺栓螺纹的零线。

（4）、关于螺纹加工。螺栓螺纹在热浸锌后，不允许再次修整。螺母螺纹不作镀锌处理，

而是使用热镀锌毛坯进行切削。

（5）、配套供应。可按供需双方协议使螺母容纳螺栓螺纹的偏差，即使用加大螺母螺纹

尺寸的方法。

（6）、除螺纹外的其它尺寸公差。热镀锌以前的产品尺寸可按相关标准要求（包括公差）

制造，但必须注意，不能允许由于热镀锌而影响零件的装配性能。

（三）、达克罗

1、达克罗介绍：达克罗是DACROMET译音和缩写，简称达克罗、达克锈、迪克龙。国内

命名为锌铬涂层，是一种以锌粉、铝粉、铬酸和去离子水为主要成分的新型的防腐涂料。

2、达克罗的优点：达克罗是一种新型的表面处理技术，与传统的电镀工艺相比，达克

罗是一种“绿色电镀”。其优势有以下几点：

（1）、超强的耐蚀性能：达克罗膜层的厚度一般为4-12μm，但其防锈效果却是传统电

镀锌、热镀锌或涂料涂覆法的7-10倍以上。采用达克罗工艺处理的标准件、管接件经耐盐

雾试验1200h以上未出现红锈。

（2）、无氢脆性：达克罗的处理工艺决定了达克罗没有氢脆现象，所以达克罗非常适

合受力件的涂覆。

（3）、高耐热性：达克罗可以耐高温腐蚀，耐热温度可达300℃以上。而传统的镀锌工

艺，温度达到100℃时就已经起皮报废了。

（4）、结合力及再涂性能好：达克罗涂层与金属基体有良好的结合力，而且与其他附

加涂层有强烈的粘着性，处理后的零件易于喷涂着色，与有机涂层的结合力甚至超过了磷

化膜。

（5）、良好的渗透性：由于静电屏蔽效应，工件的深孔、狭缝，管件的内壁等部位难

以电镀上锌，因此工件的上述部位无法采用电镀的方法进行保护。达克罗则可以进入工件

的这些部位形成达克罗涂层。

（6）、无污染和公害：达克罗在生产加工及工件涂覆的整个过程中，不会产生对环境

有污染的废水废气，不用三废治理，降低了处理成本。

3达克罗的缺点：

（1）、达克罗中含有对环境和人体有害的铬离子，尤其是六价铬离子具有致癌作用。

（2）、达克罗的烧结温度较高、时间较长，能耗大。

（3）、达克罗的表面硬度不高、耐磨性不好，而且达克罗涂层的制品不适合与铜、镁、

镍和不锈钢的零部件接触与连接，因为它们会产生接触性腐蚀，影响制品表面质量及防腐

性能。

（4）、达克罗涂层的表面颜色单一，只有银白色和银灰色，不适合汽车发展个性化的

需要。不过，可以通过后处理或复合涂层获得不同的颜色，以提高载重汽车零部件的装饰

性和匹配性。

（5）、达克罗涂层的导电性能不是太好，因此不宜用于导电连接的零件，如电器的接

地螺栓等。

（四）、ROHS

1、概念：

(1)、RoHS：危害物质限制使用，Restriction Of Hazardous Substances 的英文缩写。

(2)、英文Green Partner 的缩写，意为绿色伙伴。

2、有害物质对环境之影响：

A. 地球气候(温度的上升/恶劣)；

B. 生态平衡(珍稀动植物的灭绝)；

C. 大气臭氧层的破坏(SO2物质)等等。

3、主要限制对象： Cd 镉、Pb铅、Hg 汞、Cr 6+ 六价铬、PBB 多溴联苯、PBDE 多

溴二苯醚

有害物质

SONY要求

Xie Yue要求

Cd镉

﹤5 ppm

﹤50 ppm

限

Pb铅

﹤90 ppm

﹤200 ppm

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Hg 汞

﹤5 ppm

﹤200 ppm

Cr 6+ 六价铬

﹤5 ppm

﹤200 ppm

PBB 多溴联苯

﹤100 ppm

﹤1000 ppm

制

对

象

PBDE 多溴二苯醚

﹤100 ppm

﹤1000 ppm

【备注：体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数，即ppm】

二、紧固件的热处理

(一)、金属热处理概念：是将金属材料（其中包括黑色金属材料和有色金属材料及其

加工后的工件）在固态范围内，通过一定的加热，保温和冷却，使金属或合金的内部组织

发生变化，从而获得预期的性能（如力学性能、加工性能、物理和化学性能）、组织和结

构的工艺过程的总称。

（二）金属热处理常见概念

1、退火

（1）、概念：把钢加热到适当温度，保温一定的时间，然后缓慢冷却，以获得接近平

衡状态的组织的热处理方法。

（2）、目的：

a、降低硬度，以利于切削加工；

b、提高钢的塑性和韧性，以便于冷变形加工；

c、改善或消除钢在铸造、轧制、锻造和焊接等过程中所造成的各种组织缺陷；

d、细化晶粒，改善钢中碳化物的形态及分布，为最终热处理做好组织准备；

e、消除内应力，以减少变形和防止开裂。

2、淬火

（1）、概念：将钢加热到临界温度（Ac3或Ac1）以上，保温一定时间使之奥氏体化后，

以大于临界冷却速度的冷速进行冷却，以得到高硬度的马氏体或下贝氏体的热处理工艺方

法。

（2）、目的：

a、提高工件的硬度和耐磨性；

b、提高工件的综合力学性能或使工件获得较高的弹性；

c、获得特殊的物理化学性能（磁性、耐蚀性、耐热性等）。

3、回火

（1）、概念：将工件加热到钢的A1以下某一温度，保温一段时间，然后进行冷却（一

般冷至室温）的热处理工艺。

（2）、目的：

a、使工件获得所要求的力学性能；

b、减少或消除残余应力；

c、稳定工件的组织和尺寸。

（3）、分类：

a、低温回火（150~250℃），如渗碳和碳氮共渗件，低合金超高强度钢等；

b、中温回火（300~450℃），如各种弹簧钢等；

c、高温回火（500~650℃），如螺栓、轴等。

4、正火

（1）、概念：将钢加热到Ac3或Acm以上适当温度，保温一定时间，使奥氏体均匀化，然

后出炉空冷或以其它适当的冷却方式冷却的热处理工艺。

（2）、目的：

a、碳含量小于0.5%的钢件常用正火代替退火，这样既节约能源，又提高生产效率；

b、力学性能要求不高的零件，可用正火作为最终处理；

c、对于过共析钢若有网状碳化物存在，必须进行正火处理，消除网状碳化物，再进行

球化退火；

d、消除切削加工后的硬化现象和去除内应力；

e、细化晶粒，均匀组织。

5、渗碳

(1)、渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表

面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分

仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

(2)、渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25％)。渗碳后﹐钢件

表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐

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磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。

(3)、按含碳介质的不同﹐渗碳可分为固体渗碳﹑液体渗碳﹑气体渗碳和碳氮共渗。

6、调质:

调质即淬火和高温回火的综合热处理工艺。调质件大都在比较大的动载荷作用下工作，

它们承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用，有的表面还具有摩擦，要求有一定的

耐磨性等等。总之，零件处在各种复合应力下工作。这类零件主要为各种机器和机构的结

构件，如轴类、连杆、螺栓、齿轮等，在机床、汽车和拖拉机等制造工业中用得很普遍。

尤其是对于重型机器制造中的大型部件，调质处理用得更多．因此，调质处理在热处理中

占有很重要的位置。