金属覆盖层钢铁上的锌-铁合金电镀层(T-CSEA 10—2019).pdf

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1、 ICS 25.220.40 A29 T/CSEA 中 国 表 面 工 程 协 会 团 体 标 准 T/CSEA 102019 金属覆盖层 钢铁上的锌-铁合金电镀层 Metallic coatings electroplated coatings of zinc-Iron alloys on iron or steel 2019-9-20 发布 2019-9-21 实施 中国表面工程协会 发 布（发布稿）T/CSEA 102019 I 前 言 请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准按照GB/T 1.1-2009起草。本标准附录A为资料性附录。本标准

2、由中国表面工程协会提出。本标准由中国表面工程协会标准化技术委员会归口。本标准起草单位：国营江南工业集团有限公司、重庆立道新材料科技有限公司、宏正（福建）化学品有限公司 本标准主要起草人：胡德意、刘军、叶金堆、谢欢、陈彬、贾飞飞、胡国辉、许自强、王海云、刘保、江山、阮滢滢、肖春艳 本标准为首次制定。T/CSEA 102019 1 金属覆盖层 钢铁上的锌-铁合金电镀层 1 范围 本标准规定了含铁量为0.2%1.0%(质量比)的锌-铁合金镀层的技术要求和试验方法。本标准适用于钢铁上的锌-铁合金电镀层。其它基体金属可参照使用。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文

3、件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 3138 金属镀覆和化学处理与有关过程术语 GB/T 4955 金属覆盖层 覆盖层厚度测量 阳极溶解库仑法 GB/T 4956 磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量 磁性法 GB/T 5267.1 紧固件 电镀层 GB/T 5270 金属基体上的金属覆盖层 电沉积层和化学沉积层 附着强度试验方法评述 GB/T 6461 金属基体上的金属和其它无机覆盖层 经腐蚀试验后试样和试件的评级 GB/T 6462 金属和氧化物覆盖层 厚度测量 显微镜法 GB/T 6463 金属和氧化物覆盖层 厚

4、度测量方法评述 GB/T 9793 金属及其他无机覆盖层 热喷涂 锌、铝及合金 GB/T 9799 金属及其他无机覆盖层 钢铁上经过处理理的锌电镀层 GB/T 9800 电镀锌和镉层的铬酸盐转化膜 GB/T 10125 人造气氛腐蚀试验 盐雾试验 GB/T 12334 金属及其他非有机覆盖层 关于厚度测量的定义和一般规则 GB/T 12609 电沉积金属覆盖层和有关精饰计数抽样检查程序 GB/T 12611 金属零（部）件镀覆前质量控制技术要求 GB/T 13911 金属镀覆和化学处理表示方法 GB/T 13912 金属覆盖层 钢铁制品热镀锌层 技术要求 GB/T 16921 金属覆盖层 厚度

5、测量 X射线光谱法 GB/T 19349 金属及其他无机覆盖层 为减少氢脆危险的钢铁预处理 GB/T 19350 金属及其他无机覆盖层 为减少氢脆危险的涂覆后钢铁的预处理 3 术语和定义 GB/T 3138、GB/T 12334、GB/T 13911确立的术语和定义适用于本标准。4 基体金属 电镀前零（部）件表面质量应符合GB/T 12611的要求。T/CSEA 102019 2 5 使用条件、标识、厚度系列 5.1 使用条件 使用条件按使用环境条件的严酷程度分为三类：1 良好相对湿度不大于70%，不暴露在大气中，无工业气体、燃料废气、介质蒸气及其它腐蚀性介质；2 一般相对湿度不大于95%，不

6、受阳光、雨、海水等直接侵害，但含有少量工业气体、燃料废气、和介质蒸气海雾一般大气条件；3 恶劣相对湿度大于95%，受风、砂、雨、雪、沿海海雾、工业气体、燃料废气及其腐蚀性介质直接影响，或者温湿度变化较大的环境。注：5.3表1给出了使用条件号和最小镀层厚度之间的关系指南。5.2 标识 按照GB/T 13911，标识一般包括以下内容：a）术语“电镀层”b）本标准的标准号 c）连字符 d）基体的化学符号Fe，后加钢或铁的标准牌号；e）斜线（/）f）降低应力热处理（SR）(参见GB/T13911)的标识(如需要进行降低应力的热处理时)，后加一斜线（/）；g）锌-铁合金镀层的化学符号Zn-Fe；h)锌铁

7、合金镀电镀层最小局部厚度，单位m，后加一斜线（/）；i）降低氢脆的热处理（ER）的标识（如需要进行氢脆的热处理时）后加一斜线（/）；j）适当时，标明铬酸盐转化膜的代号（详见GB/T 9800），后加一斜线（/）；k）适当时，标明其它辅助处理的代号（详见GB/T 9799A.3）；l）使用条件号。示例1：铁或钢上厚度为6 m的锌-铁合金电镀层（Zn-Fe6），镀层经彩虹色化学转化处理（C）使用条件良好，其标识为：电镀层T/CSEA 10-Fe/Zn-Fe6/C/1 示例2：铁或钢上厚度为18 m的锌-铁合金电镀层（Zn-Fe18）；工件镀前在200下消除应力，持续最短时间2 h；且为了降低氢脆，

8、镀后在200下热处理10 h，标识为ER（200）10，镀层经黑色化学转化处理（C），使用条件恶劣，其标识为：电镀层T/CSEA 10-Fe/SR（200）2Zn-Fe18/ER（200）10/D/3 注：1.锌-铁合金镀层转化膜一般只采用彩色（C）或黑色（D）钝化。2.采用非传统转化膜或替代膜应注明。3.标识中用斜线标明不同工艺步骤的数据范围，视工件要求某些工艺步骤要么不需要要么取消。5.3 锌-铁合金镀层不同使用条件的厚度系列 表1给出了在各种使用条件下锌-铁镀层经铬酸盐处理后的最小局部厚度。为了确保镀层的环境适用性，镀层的厚度要求取决于使用条件的严酷程度。当使用条件变得更严酷时，应增加锌

9、-铁合金镀层厚度以保证镀层耐蚀性并使镀层满足使用条件的要求。当要求很长使用寿命时，钢工件宜采用热镀锌（GB/T 13912）或喷镀锌（GB/T 9793）。T/CSEA 102019 3 当需方有特别要求时，可取消铬酸盐转化处理，或用其它转化处理代替铬酸盐转化处理。但除磷化膜外，所有类型的铬酸盐转化膜及非传统转化膜或替代膜应满足本标准的耐蚀性要求。表1 钢铁上电镀锌-铁合金层的使用条件与最小局部镀层厚度 使用条件号 标识 最小局部厚度，m 1 T/CSEA 10-Fe/Zn-Fe6/C/1 6 2 T/CSEA 10-Fe/Zn-Fe12/C/2 12 3 T/CSEA 10-Fe/Zn-Fe

10、18/C/3 18 1 T/CSEA 10-Fe/Zn-Fe6/D/1 6 2 T/CSEA 10-Fe/Zn-Fe12/D/2 12 3 T/CSEA 10-Fe/Zn-Fe18/D/3 18 6 钢的热处理 6.1 电镀前消除应力 6.1.1 为了减少氢脆危险（或镀前工件应力）的钢铁镀前热处理应符合 GB/T 19349 的规定。6.1.2 若适当提高处理温度以缩短处理时间应无不利影响。但一般加热温度至少低于回为温度50。6.1.3 表面淬火工件应在（130150）进行热处理，时间不少于 5 h，如果基体强度允许降低也可以在更高的温度下进行较短时间的热处理。6.1.4 喷丸或其它冷加工过程

11、之后消除应力，加热温度不应超过 220。6.2 电镀后消除氢脆 6.2.1 为了减少氢脆危险的镀覆后钢铁热处理应符合 GB/T 19350 的规定 6.2.2 镀覆后钢铁热处理应电镀后 4 h 之内和铬酸盐处理前进行。6.2.3 表面淬火工件应在（130150）进行热处理，时间不少于 8 h，如果基体强度允许降低也可以在更高的温度下进行较短时间的热处理。6.2.4 对特殊工件证明是有效的其它热处理温度和时间，应经需方认可，可以被规定和采用，但热处理温度不能超过工件基体材料的回火温度。7 镀层要求 7.1 外观 7.1.1 镀层表面色泽、特征及状况 镀层表面色泽、特征及状况见表2。表2 镀层表面

12、色泽、特征及状况 表面色泽 表面特征 表面状况 不钝化时呈米黄色、银白色、灰白色并带浅蓝色调；彩色钝化后为呈金黄色、彩虹色等；黑色钝化深黑色、灰黑色。光亮、半光亮、无光。结晶细致、均匀、光滑、平整。T/CSEA 102019 4 7.1.2 镀层表面缺陷 7.1.2.1 镀层表面缺陷见表 3。表3 镀层表面缺陷 允许的缺陷 不允许的缺陷 a)零件表面状态不同，同一零件上有不同的光泽和颜色；b）在不影响装配和产品性能的情况下，零件边缘、棱角处等有轻微的粗糙和堆积；c)轻微的水迹或钝化液流痕；d)焊缝处发暗、发黑，及镀层轻微起泡；e)不可避免的挂、夹具接触痕或不露底的擦伤；f)除氢后钝化处理，彩色

13、钝化膜色泽变暗、变深或局部微蓝色；g)低电流区镀层发暗、发灰，高电流区镀层颜色变深。a)局部无镀层（工艺规定除外）；b）镀层发黑、粗糙、烧焦；c）起皮、起泡、裂纹、麻点；d）条纹状、海绵状和树枝状的镀层；e）未洗净的钝化液痕；f）手指痕；g）露底的机械损伤。7.1.2.2 除另有规定外，直径或宽度不大于 10 mm 的盲孔或槽、缝，其深度不小于直径或宽度时，允许无镀层；小于一倍时，镀层厚度不作要求。直径或宽度不大于 10 mm 的直通孔或槽、缝，其深度不小于直径或宽度两倍时，允许无镀层；小于两倍时，镀层厚度不作要求。7.1.2.3 对于直径 20 mm 的钢球接触不到的零件表面，镀层厚度不作要

14、求。7.1.2.4 因基体本身或加工造成如划痕、气孔、夹渣、轧制痕迹、锈蚀等缺陷，除采取允许的方法能消除外，不应视为镀层本身缺陷。但通过肉眼可见的基材起泡、裂缝或超容差的机械损伤以及热处理引起的缺陷，都应视为缺陷。7.2 镀层厚度 在主要表面上凡能被直径为20的球接触的部分，均应达到分级号（表1）规定最小局部厚度值，若需方有要求，则主要表面的其它部分也应达到最小局部厚度。注：螺纹件的镀层厚度会受到螺纹等级及配合尺寸要求的限制。GB5267.1规定了标准螺纹最大镀层厚度 7.3 附着强度 镀层与基体材料应结合牢固，无起皮、无起泡、无脱落等现象 7.4 耐蚀性 镀层在规定时间、周期内，且连续喷雾时

15、间不小于规定的条件下，镀层主要表面应无白色、无灰黑色或无黑色腐蚀产物；或基体不出现腐蚀；或按产品图样规定的试验周期数，按GB/T 6461评级达到规定的保护等级。7.5 镀层成份 镀层为含铁0.2%1.0%（质量分数），余量为锌。7.6 转化膜的应用 转化膜,特别是铬酸盐转化膜能提高锌-铁合金镀层耐蚀性,只有当需方有明确要求时,才能省去铬酸盐转化膜,或用其它转化膜代替。电镀锌-铁合金镀层能形成转化膜类型详见GB/T 9800，锌-铁合金镀层上的转化膜一般为彩色、黑色钝化。T/CSEA 102019 5 8 试验方法 8.1 外观 在干净、清洁，温度为(1532)，相对湿度不大于70%，天然散射

16、光或无反射光的白色透射光下进行，光的照度不低于300 Lx（相当于零件放在40 W日光灯下，距离500 mm的光照度）的室内，用目视法检查。8.2 镀层厚度 按以下任意一种方法进行试验：a)X射线法：按GB/T 16921的规定执行；b)磁性法：按GB/T 4956的规定执行；c)库仑法：按GB/T 4955的规定执行；（本方法为局部厚度小于8 m的镀层厚度测量的仲裁方法）d)显微镜法：按GB/T 6462的规定执行；(本方法为局部厚度大于8 m的镀层厚度测量的仲裁法)e)其它方法：按GB/T 6463推荐的有关方法执行。8.3 附着强度 按GB/T 5270规定的方法执行。8.4 耐蚀性 按

17、GB/T 10125的规定执行。其中性盐雾试验推荐的最短时间按表4进行。（如有特殊要求，应按照图纸或相关技术文件规定执行）表4 基体和镀层腐蚀中性盐雾试验时间 使用条件号 镀层厚度 m 钝化膜外观 基体腐蚀，h 镀层腐蚀，h 1 6 彩色 456 168 2 12 彩色 528 192 3 18 彩色 696 192 1 6 黑色 696 264 2 12 黑色 720 288 3 18 黑色 792 288 8.5 镀层成分 锌-铁镀层成分采用化学分析法（见附录A）、原子吸收光谱法或X射线荧光法等。9 抽样 从检查批中抽取符合GB/T 12609中规定样品量的随机样品。检查样本中的试件是否符

18、合本标准中的第8章的要求，并且确定检查批是否符合GB/T 12609抽样方案规则中的每一要求。T/CSEA 102019 6 10 交货准备 10.1 包装 内包装为中性包装纸,外包装为周转盒或箱。包装时不应赤手直接接触镀件。10.2 运输 镀覆后零件应装箱运输,搬运过程中应轻拿轻放。应避免碰伤、划伤、沾污或受潮。雨、雪天严禁运送零件，确需运送的，应采取防护措施。10.3 贮存 镀覆后零件应在专用库房保存,库房应布置合理、条件良好,清洁干燥,温度为（1030），相对湿度不大于70%。不应在阴雨天、雾天或刮风开天窗。应对库存的金属零件进行定期检查。T/CSEA 102019 7 A A 附 录

19、A（规范性附录）镀层锌-铁成分测定 A.1 镀层试样的制备 A.1.1 在大约100 mm80 mm0.5 mm奥氏体不锈钢上镀(2030)m锌-铁合金镀层，该镀层应能容易地刮下和剥离下来。一般取三个试样。A.1.2 将剥离下来的镀层，用研钵研成粉末，放在干燥器中待用。A.2 铁的测定 A.2.1 方法提要 试样用盐酸、双氧水溶解，铁以Fe3+形态存在于溶液中。在pH值13的酸性条件下与磺基水杨酸生成稳定的紫红色配合物（11），在550 nm波长处测量吸光度。A.2.2 试剂和材料 实验室用水应符合GB/T 6682-1992中三级水的规格。A.2.2.1 盐酸溶液（1+1）。A.2.2.2

20、盐酸溶液(pH=2.0)：1L水中加浓盐酸0.84 mL，并用酸度计校正。A.2.2.3 双氧水（30%）。A.2.2.4 磺基水杨酸溶液(100 g/L)。A.2.2.5 Fe3+标准溶液（0.5 mg/mL）：称取4.3170 g硫酸铁铵NH4Fe(SO4)212H2O置于200 mL烧杯中,加入50 mL水，3 mL H2SO4溶液（1+1），2 mL双氧水（30%）溶解，移入1000 mL容量瓶中，稀释至刻度，用重铬酸钾容量法标定。A.2.3 分析步骤 A.2.3.1 试样溶液的制备 称取研细均匀试样0.5000 g，置于50 mL容量量瓶中，加入5 mL盐酸溶液（1+1）溶解，加入2

21、 mL双氧水（30%），加热蒸发至近干，冷却，稀释至刻度，混匀，备用。A.2.3.2 工作曲线的绘制 分别吸取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00 Ml Fe3+标准溶液（0.5 mg/mL）置于5个50 mL容量瓶中，各加入1 mL双氧水（30%），2 mL磺基水杨酸溶液(100 g/L)，用盐酸溶液（pH值2.0）稀释至刻度，摇匀。30 min后在波长550 nm处，以加Fe3+标准溶液为零的溶液作参比，用2 cm比色皿，依次测量各溶液的吸光度。以吸光度为纵座标，对应铁含量为横座标，绘制工作曲线。T/CSEA 102019 8 A.2.3.3 测定 吸取10.00 mL试样溶液(A.2.3.1)置于50 mL容量瓶中，加入1 mL双氧水(30%)，2 mL磺基水杨酸溶液(100 g/L)，用盐酸溶液(pH值2.0)稀释至刻度，摇匀。30 min后在波长550 nm处与制定工作曲线共用同一参比溶液，用2 cm比色皿测定溶液的吸光度，从工作曲线上查出相应的铁量（mg）。A.2.4 分析结果的表述 按式（1）计算铁的含量：Fe(%)=100100010505.0m 式中：m由工作曲线查得的铁量，mg。A.2.5 允许差 取平行测定结果的算术平均值为最终测定结果，平行测定结果的绝对差值应不大于0.02%。_