目前防治钢铁紧固件腐蚀最常用的方法是什么？

目前，防止钢制紧固件腐蚀最常用的方法是金属涂层防腐法，主要有热镀锌、电镀锌、机械镀锌等，但热镀锌、电镀锌等工艺-镀锌存在能耗高、污染严重等缺点。 机械镀锌作为一种无害的表面处理技术，具有高效、环保的优点，在工业中得到越来越多的应用。

今天螺丝先生就简单谈谈热镀锌和机械镀锌的区别，供大家参考。

1.热镀锌

热镀锌是将经过预处理的待镀件浸入锌槽中进行高温冶金反应，形成镀锌层的表面处理工艺。 热镀锌已经使用了近180年，实践证明它仍然是目前最先进的方法。 可靠的防腐技术。

热镀锌层始于锌浴与铁基体的界面处，止于基体材料表面的锌液。 镀层最终的组织结构和理化性能与锌浴熔液密切相关。 开始形成层，铁基表面的电镀盐膜蒸发，铁基暴露； 熔融的锌瞬间润湿、扩散、覆盖铁基体表面，同时Fe、Zn发生相互扩散，进一步生成γ、δ、δ​​合金。 相层的生长； 当镀件离开锌槽时，熔融锌与铁基继续相互作用，熔融锌附着在镀件表面，之后熔融锌结晶凝固。 因此，镀件表面的镀层包括紧邻铁基体的锌铁合金层和表面的锌凝固层。

适当选择温度和时间参数可以控制镀层中合金相层的结构特征和厚度； 然而，紧固件表面涂层厚度的控制并不容易，尤其是螺纹紧固件的螺纹部分。 涂层厚度的控制是有一定难度的。 如果控制不正确，螺纹紧固件就会因涂层质量缺陷而报废。

紧固件热浸镀锌工艺：

消除应力→表面清理→干燥→溶剂处理（辅助电镀）→热浸镀锌→离心冷却→螺母特殊技术要求→后处理。

高强度螺纹紧固件的电镀温度一般在440～560℃之间。 热镀锌的3个步骤如下：

①制品表面被锌液溶解，铁基表面被锌液溶解，形成锌铁合金相。

②合金层中的锌离子进一步向基体扩散，形成锌铁混溶层； 铁在被锌液溶解的过程中形成锌铁合金，并继续向周围扩散。

③在锌铁合金层表面包裹一层锌层。 锌层在室温下冷却并结晶形成涂层。

螺栓表面具有外螺纹或内螺纹（与各类螺母相配），螺纹零件具有狭缝尺寸特性。 基于上述热镀锌机理和螺纹紧固件的形状要求，螺栓的热镀锌工艺和涂层质量的目标是在不堵塞螺纹的情况下控制涂层厚度尽可能薄。

早期，人们采用喷砂工艺来控制螺纹的涂层厚度。 利用热浸镀件与喷砂液瞬间反应产生的气体，将基体表面未凝固的液态锌喷砂去除，保证螺纹镀层薄。 爆轰过程产生大量氨氮超标的白烟，严重污染大气，影响作业环境。 通过改进工艺，人们采用离心旋压去除螺栓浸镀后表面残留的锌，以满足螺纹件镀层厚度的要求。 目前，螺栓的热镀锌工艺已日趋完善和稳定。 涂层厚度和耐腐蚀性能完全满足各类机械设备的防腐要求。 但机器设施在实际生产和安装中还存在以下问题：

1、螺栓螺纹内残留少量锌瘤，影响安装。

热镀锌后，螺栓的螺纹部分残留有锌结核。 当锌结核尺寸稍大时，会严重影响螺栓、螺母的配合。 出厂前，螺母已攻回或部分螺栓已攻回。 紧固件是配套的。 螺栓在施工现场拧紧。 零件通常易于拆卸和重新组装； 当锌旋钮尺寸较小，手工组装成套有困难时，如配合不顺畅、配合不到位（螺母没有旋到底）时，常采用工装夹具出厂前组装成套。 此时，不可能不可避免地施加一定程度的预紧载荷； 螺栓紧固件虽可组装成套供应，但施工现场出现拆卸难、重装难、紧固不够等问题，影响机械设备设施的安装。 建造。

2、对连接强度的影响

螺栓表面涂层的厚度和均匀性可以通过离心抛掷来控制。 但配套螺母为内螺纹。 用离心抛掷很难去除螺母螺纹中的残留锌。 仍易造成残留锌或锌瘤堵塞螺纹； 最常用的是坚果增大。 镀后加工余量和攻丝的方法保证了热镀锌螺母和螺栓的配合。 虽然这样保证了紧固件的配合，但在力学性能测试时，经常会出现拉伸过程中的拉脱，影响安装后的连接强度。

3、对高强螺栓力学性能的影响

热镀锌工艺不会明显降低螺栓的金相组织和硬度； 最好采用标准规定的合金钢材料，但热镀锌工艺不当会影响螺栓的冲击韧性。 另外，镀锌过程中的酸洗会导致10.9级高强度螺栓基体中氢含量增加，增加氢脆风险。 研究表明，高强度螺栓（8.8级及以上）螺纹零件热镀锌后其机械性能受到一定程度的损害。 由上可见，虽然高强度螺栓的热镀锌工艺已成熟并广泛应用，但当镀锌工艺不当或涂层质量控制不良时，会导致螺栓表面的镀锌层脱落。不会配合螺纹紧固件、机械设备的安装和紧固。 坚固的实力也会产生一定的影响。

热镀锌层的外观检查一般采用目视检查，目视距离不能超过1m。 观察涂层应连续、光滑、厚度均匀、结合牢固。 有效表面不应有明显的镀层缺陷，如漏镀（缺层）、起泡、沉积物（锌粉）、锌瘤、锌渣、毛刺等。

对不符合目视检查要求的紧固件应进行修复或重新镀层并重新检验。 根据：

GB/T 5267.3-2008《紧固件热浸镀锌层》、GB/T19355.1-2016《镀锌层钢结构腐蚀防护指南和建议（第2部分）热浸镀锌》、

GB/T 13912-2002《金属覆盖钢件热镀锌层技术要求和试验方法》，

GB/T22028-2008《内螺纹镀锌层热镀锌螺纹》，

执行GB/T22029-2008《热镀锌外螺纹容纳镀锌层》标准。

标准 ASTM A780 推荐了三种修复热浸锌层损坏的方法：

采用低熔点锌基合金粉末或棒材进行热熔修复；

使用富锌底漆进行涂抹和修补；

使用热喷锌修复。

根据工程经验，建议海洋工程紧固件热镀锌损伤最好采用热喷锌修复。 如果热喷锌不可行，建议使用富锌底漆涂层来修复热浸锌层的损坏。 富锌底漆推荐采用无机硅酸锌底漆。 通常采用锌粉含量（质量分数）不低于80%的富锌底漆。 一些对机械设备质量要求较高的项目也采用锌粉含量（质量分数）85%的锌粉。 %、90%富锌漆修复。 热镀锌层修补涂层的厚度一般为50～60μm或与热镀锌层相同。

设计热镀锌高强螺栓时，需要充分考虑尺寸稳定性，消除残余应力，减少搭接面，保证封闭结构中排气顺畅。 紧固件热镀锌前适当的预处理是保证镀锌层质量的关键环节。 热镀锌层的质量验收应重点关注外观和镀锌量/厚度，对镀层缺陷应及时修复。

2.机械镀锌

机械镀锌是在常温常压下，利用物理、化学吸附沉积和机械碰撞，在工件表面形成镀层的工艺过程。 该方法可用于在钢件上形成Zn、Al、Cu、Zn-Al。 、Zn-Ti、Zn-Sn等金属镀层对钢基体起到良好的保护作用。 从近20年来的应用情况来看，机械镀锌已从单一镀层发展到各种复合镀层，从小尺寸到特定零件，以及各种粉末冶金、铜、非合金结构钢紧固件等，并已表面处理技术变得更加成熟。

从工艺原理分析，机械镀锌是在室温下的液体介质中，依靠锌粉的冲击载荷、团聚和吸附作用在钢材表面沉积一层； 其成层过程没有热镀锌过程的界面反应和影响。 铁、锌原子扩散，因此与热镀锌相比，具有镀层潜在氢脆较小、镀层厚度易于控制、工艺过程中易于实现清洁生产等诸多优点。 经过20多年的发展，机械镀锌在紧固件领域显示出独特的优势。 螺栓紧固件机械镀锌是近年来发展起来并大规模应用的工艺。

机械镀锌工艺本身决定了螺纹、沟槽的镀层厚度比平面要薄。 螺母电镀后无需攻丝。 M12以上的螺栓甚至不需要预留公差。 电镀后不会影响配合和机械性能。 。 但工艺过程中选择的锌粉粒度、电镀过程中的送料强度、送料间隔等直接影响镀层的密度、平整度和外观，从而影响镀层的质量。

据统计，目前我国机械镀锌螺栓紧固件按镀层厚度大致分为两类——低锌层和高锌层。 所谓低锌层一般是指镀层厚度在20μm或25μm以下，所谓高锌层一般是指镀层厚度。 厚度大于40μm。

随着市场竞争的不断加剧，高锌层机械镀锌螺栓紧固件产量较低，部分低锌层机械镀锌螺栓紧固件存在镀层厚度不均匀、镀层疏松、外观粗糙、表面发暗等现象。对于这些问题是：

(1)市场需求量大。 目前螺栓紧固件机械镀锌较热镀锌具有技术优势，且供大于求；

（二）恶意价格竞争，盲目降低成本；

（三）无标准可依，无质量标准可约束。

与热镀锌相比，高强度螺栓机械镀锌工艺占据了更大的市场规模和制造量。 但机械镀锌涂层产品质量良莠不齐，缺乏技术规范指导，市场混乱，产品涂层质量标准和指标标准化研究亟待统一。

由于近年来机械镀锌工艺的快速发展，涂层结构理论的研究远远落后于工艺应用的研究，特别是对涂层中金属颗粒结合机理的研究成果更是少之又少。 适合机械镀锌的零件尺寸有限，盲孔、深槽等形状复杂的工件不适合机械镀锌。 应用开发过程中需要解决的问题有很多：

（1）对镀层金属铅金属的沉积机理、活化机理、作用等进行深入的理论研究，指导工业生产，以提高较厚镀层的结合强度，提高镀层的光亮度，改进钝化颜色以满足更多需求。

(2)研究机械镀锌层的合金化，增加镀层金属的种类，探索其他金属对镀层性能的影响。

(3)在机械镀锌的原理基础上，加入超声波振动，利用超声波的高频特性，反复冲击金属粉末，获得更致密的镀层，提高其耐腐蚀性能。 同时利用超声波在液体中的传播特性，实现复杂形状紧固件的镀覆，扩大了机械镀覆的适用范围。

三、螺丝王的经验与总结

通过以上对高强度紧固件热镀锌和机械镀锌的区别以及存在的质量问题的分析，螺丝君进行了研究和解决。 对提高产品表面处理质量、提高产品的防腐性能和稳定性具有现实意义。 因为高强度紧固件的防腐不会停止，一定会随着时代的发展而不断发展。