关于涂层

涂层就像紧固件的皮肤一样，是一种超级耐用的外壳，可以对包裹其中的钢材起到保护作用。但是，涂层的种类和目的千差万别，Bolted杂志将为您提供选择参考。

如果你手里正拿着一个钢制紧固件，实际上你几乎不会直接触及到真正的钢材。在你的手指与钢材间会有几微米厚的涂层，用来提高紧固件的性能。它可以防止腐蚀、减少摩擦，也有助于美化外观，如镀铬车轮螺栓。

来自瑞典涂层协会的Lars Askengren提到：“镀锌是最简便，成本最低的防腐涂层。镀锌涂层在很多情况下可以提供足够的保护。”

当单纯镀锌涂层无法满足要求时，锌合金是一种替代方案。如果需求更高，还可以考虑锌片。锌片涂层有很多优势，如更好的防腐效果并且避免氢脆的风险。

涂层的另一个目的是润滑材料。适当的摩擦力有利于气动工具的精确预紧。可以选择诸如聚四氟乙烯之类的摩擦系数低的物质配合涂层一起使用来控制摩擦力。出于相同的目的，打蜡也是一种涂层选择。

如今讲求可持续发展，注重更加环保的技术也是涂层领域的发展趋势。

“最重要的是减少对六价铬的使用。自2000年起，欧盟就对六价铬在汽车、电子产品领域的应用做出了严格的限制。”来自瑞典国家冶金研究院的Ingegerd Annegren如是说。

“六价铬已广泛应用于涂层最外表。尤其对于螺钉而言，它们大量地被使用造成了螺钉之间的相互接触并且损伤涂层。六价铬可以通过行程不同的表面化合物来防止涂层的接触损伤，但这也对环境产生了不利影响。而作为替代方案，科学家正在研究纳米添加剂是否能提供类似的自我修复功能。”Ingegerd Annegren指出。

目前已有取代六价铬的方案，只是成本都比较高。其他涂层因为使用化学物品或消耗能量而或多或少影响了环境。但是洛帝牢集团工程师Csaba Madru认为，在很多情况下，这些涂层方案已经降低了对环境的总体破坏程度。

Csaba Madru指出：“处理腐蚀损害会增加公司的成本，因为需要生产、运输和存储替换件，因此也会造成环境污染。因此只有能延长金属使用寿命的涂层才能彻底解决环境污染的问题。”

多功能意味着节约成本，该领域的一个趋势是越来越多的客户需要多功能的涂层方案。相关企业也越来越意识到这种趋势，并且加大对诸如自润滑螺钉的研发和生产投入，因为这省去了一些中间环节并且实现了更有效的组装。

Csaba Madru提到：“越来越多的公司开始关注总成本。他们发现购买成本的小幅上涨能换来‘生命周期成本’的大大降低。”

施加涂层时，对紧固件本身的着色处理也变得越发普遍。有时这是出于美观的考虑，但通常已经习惯用颜色来区分不同的组件。

防腐是一项很复杂的工艺，因为它取决于所处的环境条件。针对某些环境条件的耐腐材料可能在其他环境中完全不合适并且迅速发生腐蚀。碳钢和低合金钢材在潮湿环境中会发生腐蚀，但在强酸条件下则具有高度的耐腐蚀性。尽管铝材对于其他酸性或碱性环境不具有耐腐蚀性，但可以完美地抵御硝酸的腐蚀。

因此，防腐措施的选择取决于所处的具体环境：周围环境中存在哪些酸、碱、盐和有机化合物等？因此在选择涂层时必须多咨询相关领域的专家。

盐雾测试

标准的盐雾测试用于衡量不同的防腐措施的有效性。下图显示的是在出现明显的白斑（氧化锌）和红斑（氧化铁）之前，材料可以承受盐溶液的喷射时间。

不同类型的防腐措施的近似值（开始出现红锈的时间）

商业论点

• 高质量的涂层可以降低零件更换、维修和因腐蚀造成的成本损失。
• 高质量的涂层可实现自润滑和颜色编码，从而提高工作效率。
• 高质量的涂层会降低对环境的影响（使用寿命更长，需要更换和运输的零件减少，部件回收的可能性更大）。
• 高质量的涂层减少了对高安全性要求的结构的防腐检测需求。

事实：方法

钝化

通过形成腐蚀产物薄层，如金属表面的氧化物，可以降低发生腐蚀的速度。这就是钝化，通常作为锌或锌合金的后续涂层。

热浸镀锌，热浸工艺

通过将材料浸入熔融的金属中（对于纯锌而言，高于420℃）来形成涂层。通常情况下，这要比电镀锌的防腐效果更好。

铬化

铬化，即使用六价铬作为后续涂层，由于六价铬的污染性，钝化法更受青睐。

电镀锌，电解

电镀锌的过程需要将材料浸入到含有金属离子的溶液中并连接电源，从而在材料表面形成薄的涂层。该方法的缺点是高强度的钢材可能会发生氢脆现象（结构强度降低），不过这种现象可以通过后续的相关工艺进行修复。

磷化

磷化过程会有铁或磷酸锌薄层沉积在材料表面。磷酸盐涂层可以提供一定的防腐保护，同时又允许表面的上漆或润滑等后续处理。未经任何处理或经过镀锌处理的钢材都可以使用磷化的防腐措施。

锌片

将材料浸入还有金属薄片的溶液中，加入处理可使薄片融化并包裹在材料的表面。出于几个原因，薄片涂层正变得越来越普遍：它能提供有效的防腐保护，并且可以和诸如润滑剂之类的混合物一同使用，不会对环境产生危害。

聚四氟乙烯

将塑料PTFE与金属腐蚀防护剂同时使用，以使紧固件具有所需的摩擦力。除了优良的摩擦性能外，PTFE还是一种耐久的塑料，不老化，不容易被紫外线破坏，并且具有很高的耐热性和耐化学性。

Xylan

Xylan是一个品牌名称，是一个含氟聚合物涂料家族，包括PTFE。Xylan®提供润滑、耐磨、耐热和耐腐蚀的性能。涂层可以上色以适应不同的应用场景。

事实：化合物

锌

锌的惰性不如铁，因而在锌铁混合物中，锌最先与水发生反应产生腐蚀。即使将铁直接暴露在腐蚀环境中，也能得到锌层的保护。相对而言，锌更加环保，且价格合理。尽管被当做牺牲层，但实际的腐蚀情况会非常缓慢。所有这些特性的结合，使得锌在防腐措施中占据重要地位。锌有纯净与合金两种使用方式，它可以通过电镀、热浸和薄片工艺进行覆盖。

锌合金

与其他金属的混合可以通过各种方式增强锌涂层的特性。

锌铁合金中，铁的含量只有1％到1.5％，但这足以使该材料发生钝化。

锌镍合金中通常含有12%的镍，与纯锌相比，锌镍合金具有很多优势。它能耐更高的温度，并且在与其他材料（如铝和压制木材）接触时可以发挥更好的作用。

锌铝合金以薄片的形式存在，是高强度钢材的常用涂层。针对非常严苛的应用环境，如海上和汽车工业。