機械鍍工藝與鍍層質量特點及其控制

tags:    時間:2014-03-07 14:24:36
機械鍍工藝與鍍層質量特點及其控制簡介
目前,機械鍍工藝技術在國內的生產應用已初具規模,主要表現在:出口零部件有,電力用緊固零件、五金,建築類制釘、射釘、環鏈、衝壓件,鑽尾釘及相關機械產品使用的高強鋼彈性零件和緊固件;國內應用方……
機械鍍工藝與鍍層質量特點及其控制正文

目前,機械鍍工藝技術在國內的生產應用已初具規模,主要表現在:出口零部件有,電力用緊固零件、五金,建築類制釘、射釘、環鏈、衝壓件,鑽尾釘及相關機械產品使用的高強鋼彈性零件和緊固件;國內應用方面主要有,高速公路用緊固螺栓、電力用緊固零部件,及機械產品高強鋼緊固零件等。

工業技術應用的市場化過程,同時也對其本身提出了相應的技術標準及技術升級要求。國內機械鍍生產廠及國內外採購商,都在開始關注機械鍍產品的鍍層技術標準和檢測驗收。在國內,機械鍍鋅工藝技術的應用,目前,主要有三個類型機械鍍促進劑(引發劑)技術配方和相關工藝技術操作在生產上應用,在鍍層技術質量上,因不同促進劑配方結構特點及操作要領就反映出不同的鍍層優劣情況。針對這種情況,本文根據相關機械鍍技術標準,列舉不同零部件產品的機械鍍鍍層,提出檢測判別方法來評估鍍層的優劣情況,使相關用戶,對機械鍍工藝技術的生產應用與質量檢測提高到一定的認知水平。
1.戶外用電力、高速公路螺栓機械鍍鋅重防腐厚鍍層的檢測與控制 因為是戶外使用,所以都重點要求零件表面鍍層的含鋅量達到350克/平米,或鍍層厚度為50微米以上;也有更高要求的,目的是要滿足戶外使用的緊固件達到10-30年以上不生紅銹(1)。如,美國輸電鐵塔鍍鋅螺栓標準ASTM-A394-93除要求電力螺栓防腐通常可採用鍍層含鋅量350克/平米的熱鍍鋅或機械鍍鋅外,對特定環境的機械鍍鋅的鍍層厚度也專門提出了鍍層最小平均含鋅量為1.65盎司/平方?眨?.02克/平方分米或71.7微米鍍層厚度)以及任意點處鍍層的最小含鋅量為1.05 盎司/平方?眨?.569克/平方分米或65.27微米鍍層厚度)我國的《電力金具通用技術條件》GB 2314-1997技術標準也明確提出螺栓的鍍鋅含量最低為380克/平方米 (約54.285微米鋅鍍層厚度)這些鍍層含鋅量的要求,都是基於鋅鍍層是電化學陽極保護鍍層來確定的,鍍層的含鋅量多少,是與防腐蝕年限成正比的。鍍層厚度檢測可採用磁性測厚儀或金相鍍層顯微剖面來檢測。 對鍍層與基體的結合力,可按相關技術標準或常規的鍍層結合力檢測標準來檢測。

另外,對機械鍍的生產工藝技術優劣水平考核時,可根據機械鍍形成鍍層的特點,在批量生產時,每次滾筒生產零件倒出后,對整體零件鍍層韌性目視檢察時,不應存在鍍層表面在零件的凸刃處產生鍍層被衝擊脫落現象,並且抽檢要求達到鍍層的常規硫酸銅試驗四次以上;鍍層結合力及韌性檢察為:用鋼製榔頭凸刃處衝擊零件表面鍍層時,可允許被衝擊鍍層從局部脫落鍍層碎渣,但鍍層脫掉后,底部不可露裸底層銅色或鐵基體。 這兩個檢察要點將體現該機械鍍工藝技術水平的優劣。

由於機械沉積鍍層的生產廠操作技術方式各異,同時要抽檢考核機械鍍鍍層的密度結構,這是按澳大利亞AS-3566.2-2002技術標準對鍍層進行金相顯微剖面製備,然後按標準結構密度圖形對比,並按密度圖形確定的8級標準來考核比較確認。鍍層密度8級的金相剖面顯微鍍層觀察時,鍍層的空洞就很微小和量少,這一點對戶外重防腐鋅鍍層來講尤為重要。對鍍層的外觀檢查,除考核表面光亮度(機械鍍鍍層特性表面為光滑

 

的半光亮鍍層、不如電鍍層全光亮,但鍍層表面光滑、光亮優於熱浸鍍鋅)外,還要檢查鍍層表面是否有遊離金屬(鋅)粉存在。

考核方法是,鍍后零件鍍層擦拭皮膚時,檢查皮膚表面不應掛有黑灰色鋅粉。上述幾個考核點在生產上都能穩定達到時,就說明其厚鍍層的機械鍍工藝技術生產已達到優良應用的技術水平。並在其環保及清潔生產工藝對比認同時,對於戶外緊固件重防腐鋅鍍層技術領域,取代污染嚴重的手工操作熱浸鍍鋅工藝,將具備可比競爭性。

2 各類零部件的機械鍍鍍層檢測
2.1 高強鋼零部件的機械鍍鋅

這類零件的鍍層厚度一般為:5-50微米鍍層厚度範圍,產品有射釘、彈簧零件、緊固件、衝壓件等,應用機械鍍鋅主要是防止鍍鋅過程對這類淬火鋼基體產生滲氫並造成對零件基體氫脆危害。機械鍍鍍層沉積過程不通電,沒有電化學陰極析氫現象,所以對淬火鋼基體不產生氫脆危害,這就是機械鍍工業應用的價值。

對這類零件的鍍層質量的檢測同樣按上述“1”敘述的各項要求進行檢測外,需要時,還要對鍍層進行必要的后處理鉻鈍化;對於鈍化的檢測要求,按美國ASTM-B695-00技術標準《鋼鐵上機械沉積鋅鍍層 標準規範》通用72小時鹽霧試驗不產生白色鏽蝕物為鍍層鈍化合格。但鍍層的鈍化正常合格與機械鍍鋅的工藝操作要點、促進劑配方結構有著相互的依賴關係。也就是鍍層表面光滑、光亮,不掛遊離鋅粉,並鍍層金相顯微剖面按AS-3566.2-2002技術標準顯微檢測達到鍍層結構密度8級,達到這些項目的技術要求,鍍層后處理鈍化質量就有了技術保證。

另外,若機械鍍工藝操作技術要點不完善,在零件的尖刃部位,通過10倍放大鏡檢查時,將見到露裸鐵基體現象產生。所以,機械鍍的工藝生產技術操作控制仍是重要的,對不同形狀的零件要作相應技術操作調整來適應;這也適合生產中時有發生的鍍層衝擊脫落現象的技術處理。

2.2 鑽尾釘的機械鍍混合鋅錫粉鍍層

國內各型號的鑽尾釘機械鍍混合鋅錫粉鍍層,是按澳大利亞AS-3566.2-2002技術標準執行生產的,機械鍍層檢測項目有:鍍層厚度25微米和45微米級別;金相剖面顯微密度8級要求;鍍層結合力;鍍層鈍化72小時不產生白銹;鍍層含錫量20%和25%技術等級要求;鍍后鍍層表面浸塗料加溫固化。這些檢測項目合格后,鍍層鹽霧試驗可通過1000小時以上。

機械鍍混合鋅錫粉鍍層的戶外使用壽命與鍍層正確充足的含錫量及鍍層金相顯微密度標準8級重要相關,這就要求工藝技術操作與沉積用促進劑及相關應用原料適合穩定,並可通過技術要求的各項檢測指標。

3.相關機械鍍技術標準參考

用戶根據產品技術要求,採用相關機械鍍鍍層時,行之有效的方法應是對鍍后產品進行任意產品數量抽檢,並以此對產品鍍層質量和技術工藝的優劣作出正確判斷。只有按相關的技術標準項目反覆檢測合格,才能確定產品鍍層質量通過和符合對應的技術標準。

各類相關應用的機械鍍技術標準題目如下(2):

(1)鋼鐵製件機械鍍鋅:JB/T 8928-1999年。

(2)機械鍍鋅通用技術標準:ASTM B695-00;《鋼鐵上鋅機械沉積層標準規範》。

 

(3)輸電鐵塔鍍鋅螺栓標準:ASTM A394-93。

(4)鋼結構連接用高強螺栓標準:ASTM A325M-97。

(5)公路護欄用波形梁標準: AASHTO M180-89。

(6)國家公路與運輸管理協會,行業通用機械鍍鋅標準:AASHTO -M298-92。

(7)木材基體材料用制釘標準:ASTM F 547-77(Reapproved 1995)。

(8)美軍應用機械鍍標準:MIL-C-81562B。

(9)通用汽車公司機械鍍鋅企業標準:GM 4345M, GM4344M, GM4346M。

(10)福特汽車公司機械鍍鋅企業標準: ESF-MIP67-A ,ESF-MIP68-A。

(11)克來斯勒汽車公司機械鍍鋅企業標準:PS-8956, PS1536, PS4850 。

(12)澳大利亞鑽尾釘機械鍍防腐標準:AS-3566.2-2002

機械鍍的工藝優勢,在於適應相關的機械零部件的防腐蝕;鍍層沒有氫脆危害,可常溫生產操作,可調整鍍層金屬粉種類來提高防腐能力,工藝生產對環境污染少,屬於清潔生產工藝。

 

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