關于機械鍍鍍層的質量檢驗與控制

　　機械鍍也成滾鍍，其工藝是利用了物理和化學原理的結合，將金屬粉末冷鍍在零件的表面。此種工藝的優勢明顯，得到了廣泛的應用。本文從電力工程用戶外緊固件的機械鍍為例，對闡述了機械鍍的質量檢驗和質量控制要求，并利用其他零件的檢測指標對機械鍍的質量檢測和控制進行了補充。

　　《建設機械技術與管理》(月刊)創刊于1988年，由建設部長沙建設機械研究院主辦。是我國工程建設機械行業的綜合性技術刊物和建設部優秀期刊。

　　一、機械鍍概述

　　所謂的機械鍍是在上個世紀的中期由美國人發明的一種新型的涂鍍工藝。機械鍍的工藝原理是在常規的技術條件下，利用物理和化學的吸附沉淀、機械碰撞使得金屬粉末涂鍍在零件的表面上。金屬粉末的組成由鋅、鋅鋁、鋅錫或者其他有色金屬的合金。比較典型的機械鍍工藝就是將經過鍍前處理后的零件投入到具有一定轉速的滾筒中，然后加入水和沖擊介質通常為玻璃丸，利用滾筒的轉動相稱一個具有機械作用效果的流態環境。根據設計的厚度加入金屬合金粉和輔助藥劑，在這種化學和機械碰撞的綜合作用下完成鍍膜的過程。

　　此種鍍膜工藝是將沖擊料、表面處理劑、鍍膜促進劑、合金粉、零件一同放入到滾筒中，在其作用下產生動能，將金屬粉末以冷壓的形式涂鍍在零件的表面，整過程使得工藝操作較為簡單容易實現，是對鍍膜技術的一種革新。機械鍍的優勢是，鍍膜不會出現氫脆性，厚度均勻、鍍層緊密、孔隙出現率低，形成的鍍層耐腐蝕性能突出，但是外觀的觀感與電鍍法相比稍差，成本則低于電鍍工藝。適應采用機械鍍的合金包括了軟性金屬中的：鋅、錫、鋁、銅等;適應的零件包括體積較小的螺絲、螺帽、墊片、彈簧等等。同時對零件的形狀有一定的限定，因為工藝在滾動中進行，因此過于尖銳的零件不適合在此種工藝下進行鍍膜。

　　二、機械鍍的鍍層檢測和控制

　　機械度的工藝在應用中主要是針對小型的機構緊固件，如螺絲、螺帽等。下面就電力用戶外螺栓的機械鍍檢測和質量控制做一簡要介紹：

　　1、檢測零件要求

　　在電力工程中使用的緊固件，因為該零件需要在戶外進行使用，所以對零件的表面鍍層要求較高，需要到達350g/m²，或者鍍層的厚度到達50μm以上，這樣才能滿足用戶對緊固件使用年限的要求，通常電力緊固件需要在10-30年的使用中不能發生銹蝕。在國外的電力設施的緊固件處理標準中也需要達到同等的鍍層質量標準，同時對特殊的環境下的構件還有更加嚴格的要求。我國相關電力用五金零件的技術標準也要求電力要螺栓的鍍鋅量最低為380g/m²，此標準折合成厚度的要求為55μm。這些鍍金鍍層對鋅含量的要求都是基于鋅鍍層是陽極保護層的角度來規定的，鍍鋅層的鋅含量多少與防腐的年限成正比。

　　2、檢測和質量控制

　　通常對鍍層厚度的檢測是利用磁性測厚儀或者金屬相鍍層顯微剖面來進行測量。對鍍層和零件的結合力可以按照相關的技術指標或常規的鍍層檢測方式和標準來驗證其結合力。

　　對機械度的生產工藝技術進行評價的時候，可以根據機械鍍的工藝和形成鍍層的特點，在批量生產的過程中，每次進行鍍膜完成后，對先對零件的整體鍍膜情況進行目視的檢查，主要是檢視鍍層表面在零件的凸刃處出現鍍層因撞擊而脫落的現象，并且抽查要求達到鍍層常規的硫酸銅試驗標準4次以上，這一點對于電力用螺栓的鍍層性能的保證至關重要，應予以重視;鍍層結合力和韌性的檢測可以利用鋼制的榔頭或者器件對凸刃部位進行打擊，以此檢測其鍍層的結合力，此種檢測的允許產生脫落或者碎渣的情況，但是脫落后的底部不能直接呈現出集體。這兩種檢測就可以基本上反映機械鍍工藝所達到的水平。

　　由于機械鍍的生產方式各有差異，需要抽檢的和考核的項目也不相同，有的還需要對機械鍍的緊密度進行檢測。試驗中，按照一些西方的技術標準，對鍍層的金相顯微剖面制備，然后按照標準的結構密度圖像進行對比，并按照密度圖性的8級標準來進行考察和確認。鍍層密度8級的金屬相剖面顯微鍍層觀測的時候，鍍層的孔洞必須是相當微小的，這一點對電力用螺栓的防腐性能也是十分重要的。鍍層的外觀檢測，除了要控制其表面光亮度外，還需要對鍍層表面是否存在游離的合金粉末為檢查的標準。方法是將加工完成后的零件進行擦拭，通過觀察擦拭物表面十分出現變色的情況，以此判定其工藝的質量。

　　上述就是對電力戶外應緊固螺栓的機械鍍質量檢測方式和過程。通過這幾個檢測項目的零件就已經能夠滿足實際的生產需要了。

　　三、其他應用零件的機械鍍檢測

　　1、高強度鋼制零件

　　這一類的零件需要到達的標準是5-50μm的質量標準，產品包括了射釘、彈簧、沖壓件等等。采用機械鍍的合金通常為鋅，這時為了方式采用傳統的鍍膜工藝會產生對淬火鋼的氫滲透而導致氫脆現象。機械鍍因為沒有通電的過程，因此不存在電化學的反應，所以可以避免氫脆的現象的發生。此類零件的檢測除了應當按照前面所述的檢測方式進行常規檢測外，還應當按照美國通行的技術標準進行檢測，其方式是對零件進行72小時的鹽霧試驗，以零件不產生白色銹蝕為檢測合格的標準。鍍層的鈍化是否合理與機械鍍鋅的工藝要點、促進劑配比有著一定的依賴性關系。能夠達到前面的螺栓的鈍化質量也就通過了檢測。

　　2、機械鍍鋅錫鍍層檢測

　　此類鍍層主要出現在鉆尾釘上，國內的各種型號的鉆尾釘都是按照鋅錫鍍層工藝來生產的，其檢驗的標準是按照澳大利亞的相關技術標準來檢測的，其中包括了：鍍層厚度25μm和45μm級別;金相剖面顯微密度8級;鍍層結合力;鍍層鈍化72h不產生白銹;鍍層中錫的質量分數為20%和25%技術等級要求;鍍后鍍層表面浸涂料加溫固化。這些檢測項目合格后,鍍層鹽霧試驗可通過1000小時以上。

　　參考文獻：

　　[1]趙玉遂,等.高強度螺栓機械鍍鋅常見問題處理[J].山東工程學院學報,2009,(2).

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

　　[3]于先城.機械鍍鍍層的形貌及耐蝕性分析[J].金屬熱處理,2006,(8).

　　[4]趙增城.鋅鉻膜技術的研究及檢測和質量控制[J].機械工程,2002(6):35.