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加长螺丝 热处理和不做热处理 镀锌效果会有差别吗

发布时间:2020-01-16 18:44 浏览:

是的,加长螺丝经过热处理和不做热处理,其镀锌效果会有非常明显的差别。

这种差别主要体现在镀锌层的外观、均匀性、厚度、附着力以及镀锌后螺丝的机械性能上。下面我们详细分解一下:

核心原因:钢材表面状态和内部结构的改变

热处理的本质是改变钢材的内部晶体结构(如回火索氏体、马氏体等)和表面化学成分(特别是脱碳层)。这些变化会直接影响钢材在电镀或热镀锌过程中的电化学反应。


1. 热处理对镀锌效果的具体影响

A. 对 热浸镀锌 的影响(最常见的热镀锌方式)

热浸镀锌是将螺丝浸入约450°C的熔融锌液中,发生铁-锌反应形成镀层。

  1. 表面洁净度与活化能:

    • 脱碳层: 这是最关键的影响。钢材表面的碳元素在高温下被烧损,导致表面层成为纯铁或低碳铁。这层物质非常软,且与内部基体结构不同。

    • 影响: 在热浸镀锌时,脱碳层会异常剧烈地与锌液反应,导致锌铁合金层(Γ、δ、ζ相)过度生长。结果是:

    • 镀层外观灰暗、粗糙、无光泽,不如未热处理螺丝的镀层明亮、光滑。

    • 镀层厚度显著增加且不均匀,可能导致螺纹精度下降,甚至通规通不过。

    • 镀层脆性增加,在安装受力时更容易剥落。

    • 未热处理螺丝: 表面通常是轧制或拉拔后的状态,可能含有氧化皮、油污等。在进入锌锅前,必须经过严格的酸洗、助镀等前处理,否则镀层会不匀或脱落。

    • 热处理后螺丝: 热处理(尤其是淬火)过程会在表面形成一层氧化皮和脱碳层

  2. 氢脆风险:

    • 热处理后的高强度螺丝(如8.8级及以上)对氢脆非常敏感。热浸镀锌前的酸洗步骤会向钢中引入氢原子。

    • 对于热处理过的高强螺丝,镀后必须进行去氢热处理,以消除氢脆风险。而未热处理的低强度螺丝氢脆风险很低。

B. 对 电镀锌 的影响

电镀锌是在常温下通过电解反应在螺丝表面沉积锌层。

  1. 镀层均匀性与外观:

    • 未热处理螺丝: 表面组织均匀,电流密度分布相对均匀,容易获得结晶细致、光亮、均匀的镀锌层。

    • 热处理后螺丝: 表面的脱碳层和内部不同的金相组织会导致电化学活性不一致。脱碳层区域可能更容易沉积锌,导致镀层厚度不均,外观可能出现“云纹”或暗斑。

  2. 基体硬度与镀层附着力:

    • 高强度热处理螺丝(如12.9级): 基体非常硬且脆。如果电镀工艺控制不当(如电流密度过高、前处理不良),镀层的内应力可能诱发氢致开裂 或直接降低疲劳强度。镀层与这种高硬度基体的结合力本身也是一个挑战。

    • 未热处理或低碳钢螺丝: 基体较软,镀层附着力通常更好,工艺窗口更宽。


2. 总结对比表

特性不做热处理(通常为4.8级、低碳钢)经过热处理(通常为8.8级及以上)
镀锌工艺热浸镀锌 和 电镀锌 都适用主要适用于热浸镀锌(电镀高强螺丝需极其谨慎)
镀前表面相对均匀,可能有轧制氧化皮有氧化皮和脱碳层,表面状态复杂
热浸镀锌层外观明亮、光滑、连续灰暗、粗糙、无光泽
热浸镀锌层厚度相对较薄、均匀较厚且不均匀,易超差
镀层附着力较好因脱碳层存在,附着力可能较差,易剥落
氢脆风险非常高必须进行镀后去氢处理
对螺丝机械性能影响基本无影响(热浸镀锌高温可能轻微软化)镀前热处理已定性能,但需严防氢脆

结论与建议

  1. 目的决定工艺: 选择是否热处理,首要考虑的是螺丝所需的机械性能等级(如强度、硬度)。如果需要高强度(如8.8级及以上),热处理是必不可少的。

  2. 热处理后的镀锌挑战: 如果高强螺丝必须镀锌,就必须接受其镀层外观不如低强度螺丝的事实,并且必须采用严格的工艺控制,特别是镀后去氢处理,这是安全性的关键。

  3. 外观优先的选择: 如果应用场景对螺丝的防腐性和外观要求高,但对机械强度要求不高(如家具、装饰件),那么使用未热处理的低碳钢螺丝进行镀锌,可以获得更佳的外观效果和更稳定的质量。

  4. 沟通是关键: 在向螺丝供应商采购时,必须明确告知:

    • 螺丝的性能等级(如4.8级、8.8级)。

    • 表面处理要求(如电镀蓝白锌、热浸镀锌)。

    • 应用场景(特别是是否有抗氢脆要求)。


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