機械鍍的質(zhì)量檢驗和質(zhì)量控制要求

宋玉 潘文凱

所謂機械鍍是對鍍膜技術(shù)的一種革新的新型涂鍍工藝，此種鍍膜工藝不會出現(xiàn)氫脆性，并且厚度均勻、孔隙出現(xiàn)率低，同時形成的鍍層的耐腐蝕性能突出，成本低于電鍍工藝，整過程使得工藝操作較為簡單容易實現(xiàn)?，F(xiàn)階段，機械鍍工藝技術(shù)在國內(nèi)的生產(chǎn)與實際運用中已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，并且已經(jīng)形成了初步的規(guī)模，且具備很好的發(fā)展勢頭。一般來說，由于促進劑的配方在結(jié)構(gòu)特征和操作中心體現(xiàn)出的鍍層質(zhì)量方面存在的差異，使得整個機械鍍技術(shù)也出現(xiàn)了不同。對整個機械鍍層的質(zhì)量進行有效的判斷和識別，能夠確保機械鍍工藝技術(shù)的生產(chǎn)應(yīng)用和質(zhì)量檢測認知水平在用戶心中得到更加廣泛的提升。

一、機械鍍的鍍層檢測和控制

（一）機械鍍的鍍層的質(zhì)量控制要求

電力工程中使用的緊固件，因為該零件需要在戶外露天環(huán)境下進行使用，所以對零件表面的金屬鍍層要求比較高，其鍍層的鋅需要到達350g/m，或者鍍層的厚度要到達50μm以上，這樣才可能滿足用戶對緊固零件使用年限的要求，通常的要求是電力緊固件確?？梢赃_到在十到三十年的實踐過程中都不會發(fā)生某種程度上的銹蝕。在國外的電力設(shè)施的緊固零件質(zhì)量處理標準中，也需要達到相同的鍍層質(zhì)量標準，在對特殊的環(huán)境下的構(gòu)件鍍層還有更加嚴格的要求。比如，在美國整個輸電系統(tǒng)的鐵塔的鍍鋅螺栓使用標準不僅僅提出了在螺栓防腐的電鍍層上提出了明確的含鋅要求，還確定了整個鍍層的厚度，通常要保障整個鍍層的含鋅量最少要高于5.02g/d㎡，同時鍍鋅層的任一處的含鋅量也要高于.569g/d㎡，同時達到約65mm的厚度。在我國相關(guān)零件鍍層的技術(shù)標準也明確提出要求螺栓的鍍鋅量最低為380g/m，此標準折合成厚度的要求約為54.285μm。在鍍層方面盡心明確的要求，能夠保障整個機械鍍的防腐能力。

（二）檢測和質(zhì)量控制

一般在鍍層厚度的檢測上采用的工具主要是金屬相鍍層顯微剖面或者磁性測厚儀等。整個鍍層以及相關(guān)零部件的結(jié)合力檢測則主要是參照具體的技術(shù)標準來進行認證。除此之外，在結(jié)合整個機械鍍的生產(chǎn)技術(shù)狀況，通常建議依照機械鍍在加工過程中所體現(xiàn)出來的特征來進行整個質(zhì)量的檢測。在每次進行批量生產(chǎn)鍍膜的過程中，先對零件的整體鍍膜的韌性進行目視的檢查，核心在于檢查是否有出現(xiàn)鍍層因撞擊而脫落的現(xiàn)象出現(xiàn)在鍍層表面的零件凸刃位置，同時確保抽查的次數(shù)大于鍍層的常規(guī)硫酸銅試驗標準的4次，這一點對于戶外電力用螺栓鍍層的防腐蝕性能的保證至關(guān)重要，應(yīng)該予以重視。

鍍層結(jié)合力及韌性的檢測可以通過利用鋼制的榔頭或器件對凸刃出進行擊打，以此來檢測整個機械鍍層的整體結(jié)合力。在檢測過程中，這種方法能夠允許鍍層出現(xiàn)碎渣和脫落的情況，但是必須要保障整個機械鍍層的基體金屬不能夠在脫落之后呈現(xiàn)出來，在這兩項檢測方法的綜合運用下，整個機械鍍的生產(chǎn)工藝水平就能夠很好地體現(xiàn)出來。受到機械鍍生產(chǎn)操作方式各不相同因素的影響，抽檢對象與考核項目也各色各樣，甚至不少還需要對機械鍍層的緊密度開展相關(guān)標準性的檢測。在試驗中，參照一些西方的相應(yīng)技術(shù)標準對整個機械鍍層進行金屬相位顯微剖面的制備，在對比標準的機械鍍層結(jié)構(gòu)圖像之后，參照相應(yīng)的密度圖形明確的8級標準對整個機械鍍層的質(zhì)量進行確定和考查。應(yīng)用這種檢測方法的時候，建議對鍍層的孔洞的微小型進行檢查和保證，對于戶外電力用螺栓的防腐性能高低來說這一點是不可或缺的。鍍層的外觀檢測不僅要確保它的表面光亮度，同時還得檢查鍍層表面是否存在游離的合金粉末。檢查方法是擦拭已加工完成后的零件，通過觀察擦拭物表面是否出現(xiàn)黑灰色鋅粉和變色的情況，來判定其工藝的質(zhì)量。

在滿足上文提及的幾個檢測項目的零件機械鍍的質(zhì)量檢測方式和過程之外，在一定程度上就可以滿足其對實際生產(chǎn)的需要了。

二、鍍鋅零件質(zhì)量的檢驗

（一）外觀

鍍鋅零件在外觀上應(yīng)清潔、光亮且沒有明顯的鍍層缺陷，譬如孔隙、起泡、粗糙抑或是局部無鍍層。借助于目視檢驗的辦法，不管是在沒有反射的透射光線還是天然的散射光線下，整個機械鍍鋅層都能夠呈現(xiàn)出略帶淺藍光澤的銀白色；對于鈍化的鍍鋅層而言，在這些管線的照射下，應(yīng)該呈現(xiàn)出紫色、綠色和黃色；酸性鈍化的鍍層在基本上都是草綠色；氧化的則為藍黑色；磷化的則是具有晶體結(jié)構(gòu)的均勻淺灰色。

（二）厚度

一般來講，只要是零件表面可以被直徑為20mm的球接觸的部分都是能夠借助于超聲波測厚儀以及顯微鏡等各種工具來測量鍍鋅層的厚度。在槽、孔以及縫的表面，整個鍍鋅層的深度應(yīng)該小于等于直徑的地方，不做鍍層厚度的規(guī)定；對于深度大于直徑的地方，則允許不進行鍍鋅；若對孔、槽、縫的內(nèi)表面鍍層厚度有特殊要求，應(yīng)有技術(shù)文件規(guī)定。

（三）附著強度

根據(jù)我國的相關(guān)規(guī)定，在機械鍍技術(shù)應(yīng)用上，鍍層的附著強度通?？梢栽诘吞间撋蟻磉M行檢測。主要是通過下面的三種方法進行的：

1．劃痕法。這種方法通常是在整個鍍鋅層的表面劃傷4～6條間距為1mm左右的平行線，鋼針劃線的深度應(yīng)該達到基體金屬。然后再劃上4～6條與之垂直的平行線。整個劃線應(yīng)該在一個方向上，并且在劃線過程中，交叉處不能夠出現(xiàn)鍍層脫落和起皮的情況，之后在用放大鏡進行3～5倍的觀察。

2．摩擦拋光試驗。摩擦拋光試驗具體就是在整個鍍鋅零部件的尺寸和形狀都允許的情況下面，在面積不到6平方厘米的鍍層表面采用一根頂端被加工成半球形、直徑約為6mm的平滑鋼條進行長15秒鐘的摩擦，開始拋光處理。施加的壓力應(yīng)該在不削去整個覆蓋層的前提下，進行覆蓋層的拋光。這個時候，如果鍍層的結(jié)合能力不好、機械性能較差，整個覆蓋層就可能從基體金屬上直接剝離。

3．拉力試驗。對具有鍍鋅層的拉力試件進行拉伸，直至斷裂，端口周圍的覆蓋層就會出現(xiàn)很明顯的裂縫，但是整個覆蓋層則不會從基體金屬上直接剝離。

（四）耐腐蝕性試驗

在進行耐腐蝕性實驗時，通常都是采用的中性鹽霧的方法。整個實驗環(huán)境通常是在溫度控制在（36±1）℃的鹽霧試驗箱內(nèi)，對不接觸、不遮擋的樣件連續(xù)噴霧，氯化鈉溶液濃度為5％，pH值為6.5～7.5，鹽霧沉降量為80平方厘米面積內(nèi)每小時1～2mL。試驗結(jié)果應(yīng)達國家機械工業(yè)局發(fā)布的《鋼鐵制件機械鍍鋅》標準規(guī)定時間要求。

（五）氫脆試驗

對抗拉強度為δb≥1372MPa的金屬重要件和關(guān)鍵件進行機械鍍鋅時，需要延遲整個破斷時間大于200小時。具體的試驗方法主要參考我國航空工業(yè)部所采用的具體的氫脆試驗方法來進行。

三、其他應(yīng)用零件的機械鍍質(zhì)量檢測和控制要求

（一）高強度鋼制零件

高強度鋼制零件的機械鍍層厚度一般的標準為5～50μm，主要零件包括彈簧、射釘以及沖壓件等。這些零件的鍍層金屬一般都是鋅。這些高輕度鋼制零件采用機械鍍鋅能夠很好地避免在零部件的使用過程中出現(xiàn)氫脆現(xiàn)象，同時還能夠防止在鍍鋅過程中由于滲氫而造成淬火鋼基體出現(xiàn)氫脆危害。此類零件除了應(yīng)當進行常規(guī)檢測外，還得切實按照在美國現(xiàn)行的技術(shù)標準要求規(guī)范開展對零件的72小時鹽霧試驗，要是零件沒有產(chǎn)生白色銹蝕，那么可以在一定程度上判斷為合格。此外，鍍層的鈍化、促進劑配比以及機械鍍鋅的工藝要點這三者之間存在不可分割的依賴關(guān)系。

（二）鉆尾釘

鉆尾釘主要是機械鍍鋅-錫合金鍍層的各種型號的鉆尾釘都是按照鋅錫鍍層的機械工藝來進行生產(chǎn)制造的，它的檢驗標準主要是澳大利亞AS-3566.2-2002技術(shù)標準，主要針對的是鍍層厚度為45μm和25μm級別的鉆尾釘。另外，金屬相位顯微剖面和鍍層中鋅錫的質(zhì)量分數(shù)也是整個檢測的重點對象，與此同時整個鉆尾釘?shù)腻儗訖z查還包括鍍層的整體結(jié)合力和鍍層表面材料的加溫固化等方面。在這些檢測對象都滿足技術(shù)要求和工藝標準后，鹽霧試驗進行的的時間長度能夠大于1000小時。由于合金鍍層的使用年限和整個機械鍍層中鋅錫的含量有重要的聯(lián)系，這就對生產(chǎn)工藝中的技術(shù)和原料使用有了明確的規(guī)定，按照具體的要求進行鍍層工作才能夠達到相應(yīng)的技術(shù)指標。

四、結(jié)語

總的來說，工程零件機械鍍的鍍層質(zhì)量和廠家的生產(chǎn)工藝技術(shù)和質(zhì)量檢測標準有著重要的聯(lián)系。目前，國內(nèi)在機械鍍層技術(shù)方面的檢測標準和質(zhì)量要求還不夠完善，缺乏一個更為明確的規(guī)定。有關(guān)部門應(yīng)該積極采取有效措施來完善國內(nèi)整個機械鍍層技術(shù)的規(guī)范，并出臺具體的技術(shù)細則和要求，進而可以在檢驗零件的機械鍍鍍層質(zhì)量手段上取得更為可喜的成績，以及評估其質(zhì)量的控制要求標準，作為整機廠控制配套件質(zhì)量、提高整機外觀質(zhì)量和嚴格控制其質(zhì)量提供強有力的手段。

參考文獻

[1]楊澎，王世華．機械鍍鍍層質(zhì)量檢驗與控制[J]．電鍍與精飾，2007，（1）．

[2]徐懷玉，陳衛(wèi)東，鄭永生．鍍鋅零件的質(zhì)量檢驗[J]．工程機械與維修，2009，（10）．

[3]于金城．機械鍍鍍層制備檢測及性能研究[J]．腐蝕科學(xué)與防護技術(shù)，2008，（3）．

[4]楊洋．關(guān)于機械鍍鍍層的質(zhì)量檢驗與控制[J]．大科技，2011，（6）．

（責(zé)任編輯：周加轉(zhuǎn)）