熱擴(kuò)散滲鋅標(biāo)準(zhǔn)
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粉末滲鋅
鐵制品的鋅擴(kuò)散涂層
詳細(xì)規(guī)范
本歐洲標(biāo)準(zhǔn)由歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(Committee for European Normalization—CEN)于2003年2月20日批準(zhǔn)。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)成員國(guó)要求必須遵守歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)/歐洲電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN/CENELEC)的內(nèi)部管理規(guī)則，其中規(guī)定了在不進(jìn)行任何修改的前提下將本標(biāo)準(zhǔn)作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
在向歐洲標(biāo)準(zhǔn)化管理中心或任何歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)成員申請(qǐng)后，可以獲得與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的最新資料列表和參考文獻(xiàn)目錄。
本歐洲標(biāo)準(zhǔn)具有三種官方版本(英語、法語、德語)。在歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)成員認(rèn)可并向歐洲標(biāo)準(zhǔn)化管理中心通報(bào)后，其它任何語言的翻譯版本具有與原官方版本同樣的地位。
歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)成員由奧地利、比利時(shí)、捷克共和國(guó)、丹麥、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、希臘、匈牙利、冰島、愛爾蘭、意大利、盧森堡、馬耳他、荷蘭、挪威、葡萄牙、斯洛伐克、西班牙、瑞士、瑞典和英國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)成員組成。
前言
本文件 EN 13811：2003由歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)中“金屬和其它無機(jī)涂層”專業(yè)委員會(huì)第262技術(shù)組預(yù)備，其秘書處設(shè)在英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)。
在2003年10月以后，用相同內(nèi)容出版或認(rèn)可的本歐洲標(biāo)準(zhǔn)等效于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且與本標(biāo)準(zhǔn)有抵觸的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在2003年10月以后撤消。
附件A是標(biāo)準(zhǔn)化的。附件B和C是提供的有關(guān)基本信息。
本文件包括有關(guān)參考書目。
按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)/歐洲電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN/CENELEC)的內(nèi)部管理規(guī)則，下列國(guó)家的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)組織必須執(zhí)行本歐洲標(biāo)準(zhǔn)：奧地利、比利時(shí)、捷克共和國(guó)、丹麥、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、希臘、匈牙利、冰島、愛爾蘭、意大利、盧森堡、馬耳他、荷蘭、挪威、葡萄牙、斯洛伐克、西班牙、瑞士、瑞典和英國(guó)。
1、范圍
本歐洲標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說明了采用粉末滲鋅加工過程在鐵制品表面形成耐腐蝕、耐磨損的鋅涂層三種等級(jí)分類的最小厚度要求。
本標(biāo)準(zhǔn)也詳細(xì)說明了在粉末滲鋅加工過程中對(duì)所用鋅粉的最低要求。
本標(biāo)準(zhǔn)沒有詳細(xì)說明滲鋅加工前對(duì)基材表面狀態(tài)(磨光或粗糙)的任何要求。
本標(biāo)準(zhǔn)不包括滲鋅加工后對(duì)工件的后處理或再涂裝處理。
2、標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)
本歐洲標(biāo)準(zhǔn)包括其它已公開出版的或最新出版的參考資料、規(guī)范，其中對(duì)所引用的標(biāo)準(zhǔn)參考文獻(xiàn)，在本標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行了詳細(xì)標(biāo)注。對(duì)已公開出版的參考文獻(xiàn)，如有再版或修正版則在本歐洲標(biāo)準(zhǔn)中只引用最新的修正版本。對(duì)最新出版的參考文獻(xiàn)，只引用最新版本(包括修正版本)。
EN 10204，金屬產(chǎn)品—檢測(cè)類型文件。
EN ISO 1460，金屬涂層—對(duì)鋼鐵材料的熱浸鍍鋅—單位面積質(zhì)量的重量檢測(cè)厚度方法(ISO 1460：1992)。
EN ISO 2178，在磁性基體上的非磁性涂層—厚度測(cè)量—磁性檢測(cè)厚度方法(ISO 2178：1982)。
EN ISO 3549，涂料用鋅粉顏料—規(guī)格和試驗(yàn)方法(ISO 3549：1995)。
3、術(shù)語和定義
在本歐洲標(biāo)準(zhǔn)中采用下列術(shù)語和定義。
3．1 粉末滲鋅
一種固態(tài)擴(kuò)散過程，具體指將工件包裹在鋅粉和一種惰性材料如沙子中，然后放在封閉容器中進(jìn)行加熱處理。
3．2 滲鋅涂層
由粉末滲鋅過程和隨后鈍化處理獲得的由鋅/鐵合金組成的涂層。
注釋：‘滲鋅涂層’在本標(biāo)準(zhǔn)中稱為‘涂層’。
3．3 涂層質(zhì)量
單位表面積上鋅/鐵合金的總質(zhì)量，表示為每平方米克，g/m2。
3．4 涂層厚度
鋅/鐵合金的總涂層厚度，表示為微米，m。
3．5 有效表面
工件上用涂層覆蓋的或?qū)⒏采w的部分，其中此處涂層能夠代表涂層的適用性和外觀的主要特性、并且此處涂層必須滿足全部本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求。
[ISO 2064：1996，3．1定義]
3．6 控制樣本
從一批產(chǎn)品中選擇出的用于進(jìn)行試驗(yàn)的幾個(gè)工件、或一組工件。
3．7 參考面積
需要進(jìn)行規(guī)定數(shù)目點(diǎn)單獨(dú)測(cè)量的一個(gè)特定面積。
[ISO 2064：1996，3．3定義]
3．8 局部涂層厚度
采用磁性或電磁試驗(yàn)在參考面積內(nèi)進(jìn)行數(shù)點(diǎn)測(cè)量后得到的涂層厚度的平均值。
3．9 局部涂層質(zhì)量
從一次重量檢測(cè)厚度試驗(yàn)中得到的涂層質(zhì)量值。
3．10 檢測(cè)批
具有相同類型和尺寸(包括同一批工件、或所送的同一類工件、或作為一組進(jìn)行滲鋅加工的相同工件)的一個(gè)或很多工件。
4、一般要求
4．1 鋅粉
依據(jù)EN ISO 3549的要求，在粉末滲鋅過程中所用鋅粉中金屬鋅的含量不應(yīng)小于94%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、總雜質(zhì)(除鋅氧化物外)的含量不超過2%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
4．2 用戶應(yīng)提供的信息
用戶應(yīng)依據(jù)附件A提供有關(guān)被加工產(chǎn)品信息。
5、取樣
厚度測(cè)量的控制樣本(3．6)應(yīng)從檢測(cè)批(3．10)中隨機(jī)選取進(jìn)行試驗(yàn)。依據(jù)表1所規(guī)定的數(shù)據(jù)確定控制樣本的最少工件數(shù)目。
另一種方法是依據(jù)ISO 2859-1和ISO 2859-3的取樣步驟選擇試驗(yàn)樣本。
在產(chǎn)品送出滲鋅加工廠前確定檢測(cè)接受標(biāo)準(zhǔn)，否則用戶應(yīng)在定貨時(shí)詳細(xì)說明檢測(cè)接受標(biāo)準(zhǔn)。
6、涂層要求
6．1 厚度
當(dāng)依據(jù)6．2．3進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，局部涂層厚度必須不小于表2所規(guī)定的數(shù)值。
注釋1：設(shè)計(jì)中選擇粉末滲鋅涂層的主要目的是，使得鐵制品具有優(yōu)異耐腐蝕和抗磨損特性。在給定環(huán)境下，滲鋅涂層的使用壽命近似與其厚度成比例。
注釋2：對(duì)腐蝕很嚴(yán)重環(huán)境，當(dāng)需要采用比本歐洲標(biāo)準(zhǔn)更厚的涂層、或需要一種特殊的具有長(zhǎng)效使用壽命的涂層時(shí)，其詳細(xì)要求必須由用戶和滲鋅生產(chǎn)廠雙方協(xié)商確定。
表 1 從一批工件中選擇試樣時(shí)所規(guī)定的控制樣本數(shù)目
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一批工件的總數(shù)目 |
選擇控制樣本的規(guī)定數(shù)目 |
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1至3 |
全部 |
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4至500 |
3 |
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501至1200 |
5 |
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1201至3200 |
8 |
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3201至10000 |
13 |
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10000以上 |
20 |
表 2 涂層厚度等級(jí)分類的要求
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等級(jí)分類 |
最小局部涂層厚度 |
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15等級(jí) |
15 |
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30等級(jí) |
30 |
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45等級(jí) |
45 |
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注釋1：表2中所列的涂層厚度三種等級(jí)適合于大多數(shù)應(yīng)用情況。有關(guān)涂層厚度的選用指南見C．6。 注釋2：當(dāng)選擇較厚涂層如指定涂層厚度為等級(jí)45時(shí)，有可能需要對(duì)工件進(jìn)行特殊加工的前處理。對(duì)這種情況用戶應(yīng)向滲鋅加工商尋求咨詢。 注釋3：局部涂層厚度必須在依據(jù)6．2．2選擇的參考面積上進(jìn)行測(cè)量確定。 |
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6．2 試驗(yàn)方法
6．2．1 概述
依據(jù)磁性檢測(cè)厚度方法(EN ISO 2178)或重量檢測(cè)厚度方法(EN ISO 1460)確定局部涂層厚度。在一般情況下，磁性檢測(cè)厚度方法很適合于日常生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。
注釋：附件B提供了確定厚度的更多信息。
6．2．2 參考面積
對(duì)重量檢測(cè)厚度方法而言，為了盡可能在單位面積上獲得平均涂層厚度的代表性結(jié)果，參考面積的位置、數(shù)量和尺寸的選擇必須考慮具體工件的形狀和尺寸。
對(duì)于有效面積不小于1000mm2的工件，控制樣本中的每個(gè)工件上必須至少選擇一個(gè)參考面積?？刂茦颖镜臄?shù)量見表1規(guī)定。
對(duì)于有效面積小于1000mm2的工件，必須有足夠的幾個(gè)工件集合在一起可以提供至少1000mm2的一個(gè)單獨(dú)參考面積。因此，試驗(yàn)所用的工件總數(shù)量必須等于需要保證一個(gè)參考面積的工件數(shù)量再乘以一個(gè)控制樣本的工件總數(shù)量，依據(jù)表1規(guī)定確定控制樣本(當(dāng)小于表1的數(shù)據(jù)時(shí)，是滲鋅工件的總數(shù)量)。另一種方法是采用ISO 2859-1和ISO 2859-3給出的抽樣步驟選擇控制樣本。
6．2．3 磁性檢測(cè)厚度方法
參考面積必須包括在重量檢測(cè)厚度方法所選擇的測(cè)量面積中、并能代表該面積。
在每一個(gè)參考面積中必須進(jìn)行最少5次測(cè)量讀數(shù)。因?yàn)椴捎眠@種方法進(jìn)行每次測(cè)量的面積是很小的面積，每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)可能比局部涂層厚度值(表2示)更低，典型數(shù)值相差可達(dá)到15%。這不影響最后判定結(jié)果，因?yàn)橹灰笤谌康拿總€(gè)參考面積上的平均值不小于局部厚度最小值(表2示)。
如果在一個(gè)控制樣本中的局部涂層厚度不滿足6.1的規(guī)定，則必須從該批工件中再選擇2倍原來控制樣本數(shù)量的工件進(jìn)行檢測(cè)(或如果工件數(shù)目小于所要求數(shù)量，則選擇全部的滲鋅工件)。如果所選擇的2倍控制樣本的厚度檢測(cè)結(jié)果滿足6．1的規(guī)定，則認(rèn)為該批工件是合格的。如果2倍控制樣本的厚度檢測(cè)結(jié)果仍不滿足6．1的規(guī)定，則判定該批工件不合格。如果判定該批工件是不合格的，單獨(dú)的工件可以提交重新進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。
當(dāng)必須選擇5個(gè)以上工件才能組合成至少1000mm2的一個(gè)參考面積時(shí)，如果每個(gè)工件上存在適當(dāng)?shù)挠行П砻妫瑒t必須對(duì)每個(gè)工件進(jìn)行一次磁性測(cè)量。如果工件上不存在那樣的有效表面，則應(yīng)采用EN ISO 1460所給出的重量檢測(cè)厚度的方法。如果在參考面積內(nèi)進(jìn)行了足夠數(shù)量的測(cè)量，則對(duì)相同涂層厚度磁性檢測(cè)厚度方法比重量檢測(cè)厚度的方法更為有效。
6．2．4 重量檢測(cè)厚度的方法
必須依據(jù)EN ISO 1460確定單位面積上滲鋅涂層的質(zhì)量，并且涂層的名義密度用單位立方厘米.克表示(g/cm3)。在有爭(zhēng)議的情況下，該方法應(yīng)是仲裁方法。
7、合格證明書
當(dāng)需要時(shí)，滲鋅加工商應(yīng)提供依據(jù)本歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求確定的合格證明書(見EN 10204)。
附件 A
(標(biāo)準(zhǔn)化的)
用戶需要給滲鋅生產(chǎn)廠商提供的信息
A．1 主要信息
用戶應(yīng)提供下列信息和全部的相關(guān)文件：
a)、本歐洲標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，即：EN 13811：200X；
b)、涂層等級(jí)分類，或所要求的最小涂層厚度(見表2)。
A．2 附加信息
對(duì)某些特殊目的可能需要提供下列信息，如果需要，用戶必須給出詳細(xì)規(guī)定：
a)、有效表面的識(shí)別與確定，例如，采用繪圖或在樣品上用適當(dāng)標(biāo)號(hào)的方式標(biāo)明；
b)、螺紋間隙，取決于所規(guī)定的涂層厚度等級(jí)分類，應(yīng)在產(chǎn)品圖形上注明，或在訂貨單上注明；
c)、加熱到500oC時(shí)，對(duì)母材冶金性能可能產(chǎn)生的任何影響；
d)、任何特殊的預(yù)處理要求；
e)、任何后處理、或需要在滲鋅涂層上再涂裝的要求(見C.7)；
f)、對(duì)檢測(cè)的任何要求；
g)、依據(jù)EN 10204規(guī)定的合格證明書是否需要。
附件 B
(有關(guān)信息)
涂層厚度的確定
B．1 概述
磁性檢測(cè)厚度方法是確定涂層厚度的最一般無損方法。除此以外的破壞性檢測(cè)方法有：重量檢測(cè)厚度方法—確定單位面積上的質(zhì)量再換算為厚度；和金相顯微鏡截面檢測(cè)厚度方法。
當(dāng)采用EN ISO 2178的磁性檢測(cè)厚度方法時(shí)，必須仔細(xì)考慮所檢測(cè)的局部和平均厚度的關(guān)系、以及檢測(cè)結(jié)果與EN ISO 1460的重量檢測(cè)厚度方法結(jié)果的比較。
B．2 金相顯微鏡截面檢測(cè)厚度方法
由于金相顯微鏡截面檢測(cè)厚度方法(EN ISO 1463)是破壞性的、并只與單個(gè)工件有關(guān)，另外也不適合日常加工過程質(zhì)量控制使用，所以不推薦采用該方法進(jìn)行厚度檢測(cè)。
B．3 從單位面積質(zhì)量計(jì)算厚度方法(參考方法)
EN ISO 1460的重量檢測(cè)厚度方法提供了一種用涂層單位面積質(zhì)量表示涂層厚度方法：厚度具體表示為單位平方米/克(g/m2)。用該結(jié)果除以涂層的名義密度7.2(g/cm3)可以轉(zhuǎn)換為用微米表示的厚度。涂層厚度和涂層質(zhì)量的等效數(shù)據(jù)如表B．1所示。
表B．1 等效涂層厚度和質(zhì)量
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涂層等級(jí)分類 |
最小局部涂層厚度 |
最小局部涂層質(zhì)量 |
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15等級(jí) |
15 |
108 |
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30等級(jí) |
30 |
216 |
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45等級(jí) |
45 |
324 |
附件 C
(有關(guān)信息)
基本知識(shí)
C．1 粉末滲鋅過程
粉末滲鋅是一種固態(tài)擴(kuò)散過程，具體指將工件包裹在鋅粉和一種惰性材料如沙子中、并放在封閉容器中進(jìn)行加熱處理。該過程通常在加熱溫度為320oC到500oC范圍內(nèi)和緩慢旋轉(zhuǎn)的密封容器中進(jìn)行。形成的鋅/鐵合金涂層隨后進(jìn)行磷化或鉻酸鈍化處理，最后獲得一種潔凈的鈍化表面。涂層緊密地沿著基材的外形輪廓、并且在任意外型工件(包括復(fù)雜、不規(guī)則形狀工件)上都可以形成均勻涂層。
C．2 基本材料
純粹的碳鋼、低合金鋼、燒結(jié)材料、可鍛灰鐵和鑄鐵都適合于粉末滲鋅。該過程沒有氫脆。然而，當(dāng)預(yù)清洗高拉伸強(qiáng)度材料(b=1000N/mm2以上)時(shí)，不應(yīng)采用陰極清洗方法。推薦采用不影響母材性能的預(yù)處理方法，如陽極、機(jī)械或任何其它處理方法。
必須注意帶有軟釬焊或樹脂連接接頭的工件不適合粉末滲鋅處理，因?yàn)闈B鋅過程對(duì)接頭性能有明顯影響。其它任何類似的連接接頭，必須在滲鋅處理后再進(jìn)行連接。
C．3 構(gòu)件外觀
粉末滲鋅涂層具有一種無光澤、灰色外觀，由于工件之間的相互接觸，涂層表面可能會(huì)表現(xiàn)出某些劃痕。由于涂層具有很高的硬度，那樣的劃痕一般很淺、并且對(duì)耐腐蝕性沒有影響。
C．4 附著強(qiáng)度
目前沒有適當(dāng)?shù)臍W洲或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)用于檢測(cè)加工產(chǎn)品上粉末滲鋅涂層的附著強(qiáng)度。粉末滲鋅涂層和基本金屬之間的附著強(qiáng)度一般不需要進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定，因?yàn)楦鶕?jù)滲鋅基本原理，粉末滲鋅涂層具有很高的附著強(qiáng)度，這是粉末滲鋅過程的重要特征。在工件正常使用中，滲鋅涂層工件能夠承受與涂層厚度和性能相當(dāng)?shù)母鞣N磨損與劃傷，涂層不會(huì)產(chǎn)生剝離和片狀剝落。
C．5 后處理
在滲鋅和鈍化涂層上可進(jìn)行涂油、涂漆、涂料、特殊潤(rùn)滑劑、封閉劑或有機(jī)涂層等處理，進(jìn)一步提高涂層耐腐蝕性、裝飾性或調(diào)整涂層的摩擦系數(shù)。
C．6 涂層厚度
了使得鐵制品同時(shí)具有優(yōu)異耐腐蝕和抗磨損特性，在設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇粉末滲鋅涂層。對(duì)給定的大氣環(huán)境，滲鋅涂層的使用壽命近似與涂層厚度成比例。
必須說明等級(jí)15涂層適用于正常的室內(nèi)和室外環(huán)境；等級(jí)30涂層應(yīng)用于更嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境，或需要更長(zhǎng)時(shí)間使用壽命的情況；等級(jí)45涂層應(yīng)用于最嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境：即工業(yè)或海洋環(huán)境。
在不同腐蝕等級(jí)環(huán)境下，對(duì)所用鋅涂層產(chǎn)品的涂層厚度要求見EN ISO 14713:1999中表1給出的指導(dǎo)性規(guī)定。
當(dāng)對(duì)所要求的涂層厚度存在疑問時(shí)，用戶應(yīng)向滲鋅加工商尋求咨詢。
對(duì)特殊的應(yīng)用，可以要求比本標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的涂層厚度更厚的涂層。當(dāng)規(guī)定需要更厚的涂層時(shí)，需要對(duì)工件進(jìn)行特殊的預(yù)處理。見6．1中注釋2。
C．7 對(duì)螺紋緊固件的附加間隙要求
為適應(yīng)滲鋅處理的螺紋緊固件，必須規(guī)定螺紋附加間隙要求。這種附加間隙可以包括在內(nèi)螺紋、或外螺紋中。
用戶必須與滲鋅加工商討論確定對(duì)螺紋附加間隙的具體要求。
參考標(biāo)準(zhǔn)目錄
[1] ISO 2859-1，Sampling procedures for inspection by attributes—Part 1: Sampling schemes indexed by acceptance quality limit (AQL) for lot-by-lot inspection.
[2] ISO 2859-1，Sampling procedures for inspection by attributes—Part 3: Skip-lot sampling procedures.