鋅鉻涂層 - 技術(shù)條件 GB /T 18684 - 2002

鋅鉻涂層 - 技術(shù)條件

3 定義

下列定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
鋅鉻涂層 Zinc / Chromate coatings
將水基鋅鉻涂料浸涂、刷涂或噴涂于鋼鐵零件或構(gòu)件表面，經(jīng)烘烤形成的以鱗片狀鋅和鋅的鉻酸鹽為主要成分的無機(jī)防腐蝕涂層。

4 分級

根據(jù)鋅鉻涂層的涂敷量和涂層厚度將鋅鉻涂層分成表 1 所示四個級別。

表 1 鋅鉻涂層的分級

分級	涂敷量 / (mg/dm2)	涂層厚度 / μm	工藝
1	70	2	一涂一烘
2	160	4.6	二涂二烘
3	200	5.8	二涂二烘
4	300	8.6	三涂三烘
注：涂敷量是涂層的分級及技術(shù)要求的仲裁值，涂層厚度是參考值。表中所列的涂層厚度是根據(jù)涂層密度為 3.5 g/cm3 換算所得。由于涂層中存在是否加入鋁和加入鋁量的多少等因素使得涂層密度不盡相同，所以涂層厚度僅為參考值。當(dāng)被涂工件形狀復(fù)雜，表面積不宜確定時，涂敷量的檢測將會困難，此時可由供需雙方協(xié)商，參照涂層厚度對涂層進(jìn)行分級。

5 需方應(yīng)向供方提供的資料

a) 本標(biāo)準(zhǔn)號；
b) 待涂敷件要求的涂層等級；
c) 待涂敷工件的最終熱處理溫度。由于鋅鉻涂層是在 300℃ 左右的溫度下進(jìn)行烘烤，需方應(yīng)考慮該溫度是否影響涂敷工件的力學(xué)性能。
6 技術(shù)要求

6.1 外觀

鋅鉻涂層的基本色調(diào)應(yīng)呈銀灰色，經(jīng)改性也可以獲得其他顏色，如黑色等。鋅鉻涂層應(yīng)連續(xù)，無漏涂、氣泡、剝落、裂紋、麻點(diǎn)、夾雜物等缺陷。涂層應(yīng)基本均勻，無明顯的局部過厚現(xiàn)象。涂層不應(yīng)變色，但是允許有小黃色斑點(diǎn)存在。

6.2 涂敷量和涂層厚度

不同等級涂層的涂敷量或涂層厚度應(yīng)不低于表 1 要求。

6.3 附著強(qiáng)度

按 8.3 中方法對涂層進(jìn)行附著強(qiáng)度試驗(yàn)后，涂層不得剝落和露底。但是允許膠帶變色和沾著鋅、鋁粉粒。

6.4 耐鹽霧腐蝕性能

不同等級的涂層，經(jīng)鹽霧試驗(yàn)后，出現(xiàn)紅銹的時間不低于表 2 要求。
表 2 耐鹽霧腐蝕試驗(yàn)要求

涂層等級 1 2 3 4
出現(xiàn)紅銹時間 / h 120 240 480 1000

6.5 耐水性能

3 級和 4 級涂層按 8.5 規(guī)定的方法進(jìn)行耐水試驗(yàn)后，涂層不得從基體上剝落或露底。1 級和 2 級涂層不作耐水性能要求。
7 抽樣

7.1

同一批產(chǎn)品中，按每一種試驗(yàn)隨機(jī)抽取 3 個試樣，進(jìn)行試驗(yàn)。若其中任何一件試樣經(jīng)試驗(yàn)后不合格，則應(yīng)再隨機(jī)抽取三件試樣進(jìn)行相同的試驗(yàn)，若其中再有任何一件不合格，該批產(chǎn)品為不合格。

7.2

對于組合件或單件質(zhì)量超過 150 g 的零件或構(gòu)件，則切取該工件的一部分作為試樣進(jìn)行試驗(yàn)。為了避免切口處裸露的鋼鐵基體影響試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)采用涂料、蠟或膠條等保護(hù)切口。對于形狀復(fù)雜難以求出表面積的零件也可以采用同樣的方法制備試樣。
8 試驗(yàn)方法

8.1 外觀

在自然散射光下，用肉眼進(jìn)行觀察。

8.2 涂敷量試驗(yàn)

8.2.1 溶解稱量法
質(zhì)量大于 50g 試樣，采用精度為 1 mg 的天平稱得原始質(zhì)量 W? (mg)。將試樣置入 70℃~80℃ 的 20%NaOH 水溶液中，浸泡 10 min，使鋅鉻涂層全部溶解。取出試樣，充分水洗后立即烘干，再稱取涂層溶解后試樣的質(zhì)量 W? (mg)。量取并計(jì)算出工件的表面積 S (dm2)，按下列公式計(jì)算出涂層的涂敷量 W s ( mg/dm2 )：
W s = （W? - W?）/ S
常用零件的涂層表面積計(jì)算方法參見附錄A。
注1：若試樣的質(zhì)量小于 50 g，則應(yīng)累積若干件試樣以達(dá)到 50 g 以上的質(zhì)量后，再進(jìn)行涂敷量試驗(yàn)。
注2：鋅鉻涂層浸入 NaOH 溶液中溶解 10 min 后，涂層若沒有完全溶解，則應(yīng)延長浸泡時間，直到涂層完全溶解為止。
8.2.2 金相顯微鏡法
按 GB/T 6462 要求，采用金相顯微鏡法檢測涂層的厚度。

8.3 附著強(qiáng)度試驗(yàn)

  采用膠帶試驗(yàn)方法檢測鋅鉻涂層與基體的附著強(qiáng)度，膠帶試驗(yàn)按 GB/T 5270 - 1985 第 1.4 要求進(jìn)行。

8.4 鹽霧試驗(yàn)

鹽霧試驗(yàn)按 GB/T 10125 - 1997 第 3.2.1 要求進(jìn)行。

8.5 耐水試驗(yàn)

將試樣浸入 40℃±1℃的去離子水中，連續(xù)浸泡 240 h，將試樣取出后在室溫下干燥，再按 8.3 的要求進(jìn)行附著強(qiáng)度試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)達(dá)到 6.3 的要求。附著強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)在試樣從去離子水中取出后的 2 h 之內(nèi)進(jìn)行。

8.6 濕熱試驗(yàn)

  濕熱試驗(yàn)在濕熱試驗(yàn)箱中進(jìn)行，濕熱試驗(yàn)箱應(yīng)能調(diào)整和控制溫度和濕度。
  將濕熱試驗(yàn)箱溫度設(shè)定為 40℃ ± 2℃ , 相對濕度為 95 % ± 3 %，將樣品垂直懸掛于濕熱試驗(yàn)箱中，樣品不應(yīng)相互接觸。當(dāng)濕熱試驗(yàn)箱達(dá)到設(shè)定的溫度和濕度時，開始計(jì)算試驗(yàn)時間。連續(xù)試驗(yàn) 48 h 檢查一次，檢查樣品是否出現(xiàn)紅銹。兩次檢查后，每隔 72 h 檢查一次。每次檢查后，樣品應(yīng)變換位置。240 h 檢查最后一次。
附錄 A 涂層表面積計(jì)算方法

A. 1 墊圈螺栓（桿）螺母

A.1.1 平墊片
S = [ 1.57(d? + d? ) (d? - d? + 2h )] × 1 / 10 000 （dm2）
A.1.2 彈簧墊片
S = [ 1.57(D + d ) (D - d + 2h )] × 1 / 10 000 （dm2）
A.1.3 六角螺栓
S = [ 1.73( a2 + 2 am ) - 1.57d2 + m (5.56 d - 3.67 p )] × 1 / 10 000 （dm2）
A.1.4 六角螺母
S = [ 1.73( a2 + 2 am ) - 1.57d2 + m (5.56 d - 3.67 p )] × 1 / 10 000 （dm2）

A.2 復(fù)雜形狀工件

A.2.1 分解成簡單形狀計(jì)算
將復(fù)雜形狀工件的表面分解成若干個簡單形狀的表面，該復(fù)雜形狀工件的表面積等于若干個簡單形狀的表面積之和。例：
S = S? + S? + S? + S? + S? + S? + S?
注：S 為復(fù)雜形狀工件的表面積。S?，S?，S?，S?，S?，S? 和 S? 分別為圖中 ①、②、③、④、⑤、⑥ 和 ⑦ 等七個簡單表面的表面積。
A.2.2 用坐標(biāo)紙仿形計(jì)算

取一張面積為 X ( dm2 ) 的坐標(biāo)紙做標(biāo)準(zhǔn)紙，并稱量其質(zhì)量為 b（g）。另外取一張坐標(biāo)紙對被涂工件表面進(jìn)行仿形。稱量仿形紙的質(zhì)量為 a (g)。按下式計(jì)算出仿形紙的面積即為被涂工件的表面積 S（dm2）:
S = a / b * X
附錄 B 鋅鉻涂層的應(yīng)用與限制

B.1 鋅鉻涂層的應(yīng)用

鋅鉻涂層是一種高耐蝕涂層，生產(chǎn)過程對環(huán)境基本無污染。鋅鉻涂層與電鍍鋅、電鍍鎘、熱浸鋅相比，其優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用如下。
B.1.1 耐腐蝕性能更好
鋅鉻涂層的耐腐蝕性能優(yōu)于電鍍鋅、電鍍鎘、熱浸鋅，可用于防蝕要求較高或在較嚴(yán)重的腐蝕條件下（如海洋性大氣，工業(yè)大氣，濕熱氣氛等）使用的緊固件。彈性零件和其他鋼鐵、鋁及其合金零件和構(gòu)件。
B.1.2 能適用于多種零件
鋅鉻涂層可以用于鋼、鑄鐵、鋁及其合金、鐵基粉末冶金等多種材料的表面保護(hù)。
B.1.3 耐熱性能良好
鋅鉻涂層的耐熱性能優(yōu)于電鍍鋅、電鍍鎘、熱浸鍍鋅，在較高的溫度（≤300℃）下仍具有良好的耐腐蝕性能，可用于有一定耐熱要求的工件。
B.1.4 不會產(chǎn)生氫脆
抗拉強(qiáng)度 R m ≥ 1000 N/mm2 的高強(qiáng)度鋼鐵工件涂敷鋅鉻涂層時不會產(chǎn)生氫脆。采用鋅鉻涂層代替電鍍鋅、電鍍鎘用于這類工件的表面保護(hù)可以避免氫脆造成的危害。另外為了避免氫脆，前處理也應(yīng)采用溶劑除油、機(jī)械除銹等不會產(chǎn)生氫脆的工藝。
B.1.5 良好的深涂性能
由于靜電屏蔽效應(yīng)，工件的深孔、狹縫，管件的內(nèi)壁等部位難以電鍍上鋅、鎘等，因此工件的上述部位無法采用電鍍的方法進(jìn)行保護(hù)。鋅鉻涂層則可以浸入工件的這些部位形成鋅鉻涂層，因此鋅鉻涂層很適用于這類工件。
B.1.6 良好的可涂裝性能
鋅鉻涂層的涂裝性能良好，不僅可以豐富工件的外觀色彩，而且可以進(jìn)一步提高耐腐蝕性能。
B.1.7 于鋁及其合金不會產(chǎn)生電偶腐蝕
鋅鉻涂層與鋁及其合金不會產(chǎn)生電偶腐蝕，可用于與鋁及其合金接觸的鋼鐵工件的表面保護(hù)。
B.1.8 對環(huán)境不產(chǎn)生污染
鋅鉻涂層的生產(chǎn)過程中，基本不排放有毒有害的廢水廢氣，因此不會產(chǎn)生環(huán)境污染。

B.2 限制

鋅鉻涂層的導(dǎo)電性能不好，因此不宜用于導(dǎo)電連接的零件，如電器的接地螺栓等。