2024 紧固件表面处理 第5部分：热扩散渗锌层

GB/T5267.5—2024

目次

前言

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Ⅲ

引言

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Ⅳ

1

范围

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1

2

规范性引用文件

······················································································

1

3

术语和定义

···························································································

1

4

渗锌层体系和工艺

····················································································

2

5

耐腐蚀性和渗锌层等级

···············································································

3

6

尺寸要求和测量

······················································································

4

7

机械、物理性能和试验

···············································································

5

8

紧固件渗锌层体系标记

···············································································

6

9

订货信息

······························································································

6

10

储存条件

····························································································

6

附录A（资料性）

热扩散渗锌层等级推荐应用

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7

参考文献

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8

Ⅰ

GB/T5267.5—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

本文件是GB/T5267《紧固件表面处理》的第5部分。GB/T5267已经发布了以下部分：

—GB/T5267.1紧固件电镀层；

—GB/T5267.2紧固件非电解锌片涂层；

—GB/T5267.3紧固件热浸镀锌层；

—GB/T5267.4紧固件表面处理耐腐蚀不锈钢钝化处理；

—GB/T5267.5紧固件表面处理第5部分：热扩散渗锌层。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国机械工业联合会提出。

本文件由全国紧固件标准化技术委员会（SAC/TC85）归口。

本文件起草单位：中机生产力促进中心有限公司、上海高强度螺栓厂有限公司、定西高强度紧固件

股份有限公司、舟山市7412工厂、绍兴山耐高压紧固件有限公司、山东高强紧固件有限公司、中国电

力科学研究院有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、河北信德电力配件有限公司、苏州热工研究院有

限公司、盐城科奥机械有限公司、中广核风电有限公司、浙江烨凌实业有限公司、舟山市正山智能制造

科技股份有限公司、雁栖湖基础制造技术研究院（北京）有限公司、中车青岛四方机车车辆股份有限公

司、江苏中成紧固技术发展股份有限公司、重庆标准件工业有限责任公司、国智科技（河北）股份有限

公司、邯郸市兆运电力紧固件制造有限公司、山东鲁电线路器材有限公司、宁波世裕五金电器有限公

司、杭州华佳标准件有限公司、安徽宏源铁塔有限公司、上海达克罗涂复工业有限公司、宁波市镇海甬

鼎紧固件制造有限公司、株洲春华实业有限责任公司、浙江新盛达金属科技发展股份有限公司、中国第

一汽车股份有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、上海集优张力控制螺栓有限公司、奇瑞汽车股

份有限公司。

本文件由全国紧固件标准化技术委员会负责解释。

Ⅲ

GB/T5267.5—2024

引言

紧固件表面处理是紧固件生产中重要的环节，根据涂覆层功能可实现紧固件耐腐蚀性、装饰性和功

能性要求。螺纹紧固件在选择表面处理时，不仅要实现各种功能作用，同时还要满足螺纹旋合性要求。

GB/T5267旨在规范针对紧固件产品的电镀层、非电解锌片涂层、热浸镀锌层、不锈钢钝化和热扩散渗

锌层等不同表面处理的技术要求，为涂料供应商、涂镀层加工方、紧固件制造者、分销商和最终用户组

织生产、销售和产品质量验收检查提供标准依据，拟由5个部分构成：

—GB/T5267.1紧固件电镀层（ISO4042）；

—GB/T5267.2紧固件非电解锌片涂层(ISO10683)；

—GB/T5267.3紧固件热浸镀锌层(ISO10684)；

—GB/T5267.4紧固件表面处理耐腐蚀不锈钢钝化处理(ISO16048)；

—GB/T5267.5紧固件表面处理第5部分：热扩散渗锌层。

GB/T5267转化了4项独立的紧固件表面处理国际标准，鉴于热扩散渗锌表面处理方法在国内外已

得到广泛的应用，我国自主制定了热扩散渗锌表面处理标准。将不同的表面处理标准纳入GB/T5267系

列之中，方便使用。

采用热扩散渗锌工艺形成热扩散渗锌层，在紧固件产品表面形成锌﹘铁合金层，在复杂腐蚀环境下

（高盐、高热、高湿、强碱弱酸环境）对提高钢铁制产品的耐腐蚀性，保护产品的耐磨性、韧性等机械

性能、物理性能具有重要作用。

Ⅳ

GB/T5267.5—2024

紧固件表面处理

第5部分：热扩散渗锌层

1范围

本文件规定了钢制紧固件采用热扩散渗锌工艺形成热扩散渗锌层（以下简称“渗锌层”）的渗锌层

体系和工艺、耐腐蚀性和渗锌层等级、尺寸要求和测量、机械和物理性能及试验、紧固件渗锌层体系标

记、订货信息和储存条件。

本文件适用于M5～M72热扩散渗锌螺纹紧固件，其他钢制紧固件参照使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于

本文件。

GB/T1237紧固件标记方法

GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱

GB/T3098.2紧固件机械性能螺母

GB/T3099.3紧固件术语表面处理

GB/T4956磁性基体上非磁性覆盖层覆盖层厚度测量磁性法

GB/T6462金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法

GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验

GB/T13825金属覆盖层黑色金属材料热镀锌层单位面积质量称量法

GB/T16823.3紧固件扭矩-夹紧力试验

GB/T39310紧固件检查文件类型

3术语和定义

GB/T3099.3界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

热扩散渗锌工艺zincthermaldiffusionprocess

将零件和渗锌混合物（3.3）置于密闭容器中加热，锌、铁原子相互扩散而在零件表面形成热扩散渗

锌层（3.2）的表面处理工艺。

3.2

热扩散渗锌层zincthermaldiffusioncoating

由锌、铁原子在基体表面相互扩散形成的锌﹘铁合金层。

3.3

渗锌混合物sherardizingmixture

主要由锌粉组成，可带有其他工艺支持性成分。

1

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3.4

热扩散渗锌层质量massofthezincdiffusioncoating

单位表面面积锌﹘铁合金的总质量。

3.5

热扩散渗锌层厚度thicknessofthezincdiffusioncoating

在工件外表面，含锌铁合金层的锌扩散层总厚度。

4渗锌层体系和工艺

4.1渗锌层体系

在加热条件下，锌粉与基体金属碰撞，锌与铁发生相互扩散，形成与基体紧密结合的锌铁合金层，

对形成的渗锌层表面进行钝化或磷化后形成基本渗锌层体系。该渗锌层能紧贴甚至渗透基体材料的轮

廓，即使形状复杂的零件也能实现均匀覆盖。由于表面合金层含有一定量的铁，渗锌层具有高耐磨性和

高硬度。可在锌粉中加入铝等其他金属元素或进行进一步的后处理提升其耐腐蚀性。

图1给出了基本渗锌层体系，也可根据预期的附加功能特性选择相应的附加处理，如附加润滑、附

加封闭或表面涂层等。

图1渗锌层体系

4.2热扩散渗锌工艺

4.2.1清洗和前处理

在渗锌前，零件表面应无油污、锈蚀、氧化皮等。应采用适宜的方法去污、除油、除锈，以确保渗

锌后形成良好的外观和适用性的渗锌层。

4.2.2热扩散渗锌

将钢制紧固件与渗锌混合物置于密闭容器中加热。

渗锌过程可在320℃～500℃温度范围内进行，以通过热扩散形成锌铁合金层。渗锌温度不应影响

紧固件的机械性能和物理性能，渗锌过程应在低于其回火温度范围内进行。

渗锌后，紧固件应缓慢冷却至室温。

4.2.3钝化或磷化处理

紧固件渗锌后应进行不含重金属元素的钝化处理或磷化处理，以最大限度减少在表面形成锈迹。

2

GB/T5267.5—2024

4.2.4附加处理

如需要，可在钝化或磷化后的渗锌层上进行附加处理，如封闭、润滑或表面涂层，以进一步增强耐

腐蚀性能或调节表面摩擦系数或改变渗锌层表面颜色。

4.2.5减少氢脆的措施

热扩散渗锌不会引发氢脆，对高强度材料进行清洗和前处理时，不应采用电解清洗的方法，应采用

不会对基体金属产生影响的方法，如机械清理等。

宜使用碱性溶剂或其他适宜的方法清洗后进行机械清理的前处理工艺，降低内部氢脆（IHE）

风险。

当采用酸洗时，可采用带有适当缓蚀剂的酸和最短的清洗周期以使内部氢脆风险最小化。硬度高于

330HV或者性能等级10.9级及以上的紧固件不宜采用酸洗清洗，如需采用，清洗和渗锌之间的时间间

隔宜在24h以上。

5耐腐蚀性和渗锌层等级

5.1概述

采用不同的渗锌剂和热扩散渗锌工艺，可形成不同的渗层，如锌铁合金渗层，以达到更强的耐腐蚀

能力。其中锌铁合金渗层是牺牲层，起到阴极保护的作用；钝化或磷化后的多元合金复合层是屏障层，

受到刮擦后形成多元合金氧化层，起到壁垒屏障作用。

外部暴露环境下的腐蚀类别见GB/T19292.1，渗锌层暴露于特殊气氛环境下的性能表现及指导见

GB/T19355.1。

如果没有合适的干/湿循环，渗锌层不能形成氧化层。在缺乏氧化层的情况下，金属锌受到的持续

侵蚀会降低渗锌层的预估使用寿命，见GB/T19355.1。中性盐雾试验只能作为生产过程中的控制手

段，以相互比较的方式用于过程控制。

5.2中性盐雾试验

中性盐雾试验应在钝化或磷化处理24h后，在包装或装配前，对紧固件单独进行。

按GB/T10125的规定进行中性盐雾试验来评定渗锌层质量。当试件出现1个～2个点状暗褐色腐蚀

点时，不应立即停止盐雾试验，而应继续观察是否由点状腐蚀发展成片状腐蚀。因为中性盐雾试验会加

速造成渗锌过程中游离到机体表面铁离子的点状锈蚀，已发现这种点状色斑与基体钢材的腐蚀是不相关

的，不应与基体腐蚀混淆，这种变色对渗锌层性能和渗锌件的使用无害。

符合GB/T10125规定的中性盐雾试验（NSS）可用于初步评估耐腐蚀性，但不能准确测试渗锌层

钢制紧固件的耐腐蚀性。

在评估耐腐蚀性时，不应关注夹具与紧固件的接触点。

5.3渗锌层等级

渗锌层厚度应均匀，根据制件不同的使用环境和配合要求，将渗锌层分为4个等级（见附录A），

钝化或磷化处理后采用中性盐雾试验考核耐腐蚀性，在试验时间内不应出现片状红锈。每个等级渗锌层

厚度和盐雾试验时间应符合表1的规定。

3

GB/T5267.5—2024

表1渗锌层等级

渗锌层等级渗锌层平均厚度/μm盐雾试验时间/h

15级15120

30级30720

45级45

≥1440

60级60

6尺寸要求和测量

6.1通则

相匹配的螺栓和螺母均应进行渗锌。为容纳渗锌层厚度，通常采用在渗锌前对螺母加大攻丝尺寸的

方式，使预留间隙尺寸达到表2的要求。外螺纹加工按相应产品标准所规定的公差，不预留间隙。渗锌

后，可使用相匹配的螺栓和/或螺母进行可装配性检查。

6.2螺纹间隙

为适应渗锌处理，螺纹紧固件渗锌前外螺纹和内螺纹之间宜留有足够的间隙，表2给出了推荐间隙。

表2渗锌前外螺纹和内螺纹的推荐间隙

渗锌层等级渗锌层平均厚度/μm普通螺纹的间隙/μm

15级15200

30级30320

45级45440

60级60560

6.3渗锌层厚度

6.3.1局部厚度

局部平均厚度不应小于表1中的要求，应选用标准规定的方法之一进行测量，紧固件渗锌层厚度的

测量部位见图2和图3。

标引序号说明：

1─局部渗锌层厚度测量部位。

图2螺纹紧固件局部渗锌层厚度的测量部位

4

GB/T5267.5—2024

标引序号说明：

1─局部渗锌层厚度测量部位。

图3无螺纹紧固件或其他紧固件局部渗锌层厚度的测量部位

6.3.2厚度测量方法

6.3.2.1显微镜法

显微镜法测量渗锌层厚度应按GB/T6462的规定进行。

如有争议，应使用本方法作为仲裁方法。

6.3.2.2磁性法

磁性法测量渗锌层厚度应按GB/T4956的规定进行。至少取5个测量点，在因几何形状限制不能测

量5个点的情况下，可用5个试件测量厚度。当使用磁性法进行厚度测量时，需注意局部厚度和平均厚

度之间的关系。

常规检查可使用本方法。

6.3.2.3单位面积称重法

采用单位面积称重法测量渗锌层厚度应按GB/T13825的规定测得渗锌层质量，按1g/m2渗锌层平

均质量对应0.14μm层厚，将渗锌层质量近似换算成渗锌层厚度。

注：热扩散渗锌层的形成机理为锌铁相互扩散，部分锌扩散进入到基体金属中，同时有部分铁扩散至涂层形成以锌

为主的锌-铁合金层，通过单位面积称重法计算得到的渗锌层厚度仅供参考，通常比显微镜法及磁性法测得的

厚度低。

7机械、物理性能和试验

7.1一般要求

渗锌紧固件的外观、机械性能、附着力和扭矩﹘夹紧力关系应符合7.2～7.5的要求。如需进行其他

相关试验或测量，应由供需双方协议。

7.2外观

经目测渗锌层表面应平整、均匀，但允许有轻微擦伤或划痕。渗锌层呈灰色或银灰色，经钝化、磷

化等处理后的渗锌紧固件因工艺不同呈现不同的色泽。渗锌件不应有漏渗点及黑斑等不良情况。螺纹牙

底中不应存在严重积锌，螺纹不应存在磕碰，以免影响螺纹配合精度。

7.3机械和物理性能

渗锌工艺不应对紧固件机械性能和物理性能产生影响。

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GB/T5267.5—2024

经渗锌处理后的紧固件机械和物理性能应满足GB/T3098.1、GB/T3098.2或其他相关国家标准或

供需双方协议的要求。

7.4附着力

渗锌层是由锌原子、铁原子在基体表面相互扩散形成的锌﹘铁合金层，具有良好的附着力。

将宽25mm、附着力为（7±1）N的胶带，用手压紧在渗锌零件表面，随后沿垂直表面方向迅速拉

开。渗锌层不应从基体金属上脱落，但允许有少量的渗锌材料粘贴在胶带上。

7.5扭矩-夹紧力关系

含自润滑和/或附加润滑的渗锌普通螺纹螺栓和螺母可规定扭矩﹘夹紧力关系，具体要求应由供需双

方协议。试验方法应按GB/T16823.3或其他相关技术规范进行。

8紧固件渗锌层体系标记

应按GB/T1237规定的紧固件标记方法增加渗锌层标记。

示例1：热扩散渗锌紧固件，镀层厚度45μm，表面钝化，不带润滑层的标记：

[紧固件标记]﹘GB/T5267.5/TDCZn/45级

示例2：热扩散渗锌紧固件，镀层厚度45μm，表面钝化，带润滑层（L）的标记：

[紧固件标记]﹘GB/T5267.5/TDCZn/45级/L

9订货信息

按本文件订购热扩散渗锌紧固件时，给出以下信息：

a）本文件编号（GB/T5267.5）；

b）渗锌层厚度或渗锌层等级；

c）与热扩散渗锌工艺相关的紧固件特性，例如：基体材料、表面状态、硬度、抗拉强度和/或性能

等级，以及加热（最高温度可能达500℃）对基体材料可能造成的影响，相关工件是否已经过

热处理；

d）普通螺纹紧固件热扩散渗锌前螺纹间隙；

e）任何特殊的预处理要求；

f）任何后处理要求；

g）检验要求；

h）如有，扭矩﹘夹紧力要求和供需双方协议的试验方法（例如GB/T16823.3）；

i）如有，试验报告按GB/T39310的规定执行。

10储存条件

产品应存放于干燥环境下，宜置于封