GBT 9799-2024 金属及其他无机覆盖层钢铁上经过处理的锌电镀层

GBT9799-2024金属及其他无机覆盖层钢铁上ICS25.220.40CCSA29中华人民共和国国家标准GB/T9799—2024代替GB/T9799—2011金属及其他无机覆盖层钢铁上经过处理的锌电镀层Metallicandotherinorganiccoatings—Electroplatedcoatingsofzincwithsupplementarytreatmentsonironorsteel(ISO2081:2018,MOD)2024-06-29发布2025-01-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T9799—2024Ⅰ前言 Ⅲ引言 Ⅳ1范围 12规范性引用文件 1 23.1术语和定义 23.2缩略语 23.3符号 24需方应向供方提供的资料 24.1必要资料 24.2附加资料 35标识 35.1通则 35.2标识规则 35.3基材的标识 45.4热处理要求的标识 46要求 46.1外观 46.2厚度 46.3三价铬转化膜和其他后处理 46.4锌电镀层和三价铬转化膜的结合强度 46.5加速腐蚀试验 56.6电镀前降低应力的热处理 56.7降低氢脆的热处理 67抽样 6附录A(规范性)铬酸盐转化膜和其他辅助处理的标识 7附录B(规范性)小工件上镀层平均厚度的测量 9参考文献 10GB/T9799—2024Ⅲ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。本文件代替GB/T9799—2011《金属及其他无机覆盖层钢铁上经过处理的锌电镀层》,与GB/T9799—2011相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:a)删除了部分缩略语(见2011版3.2);b)增加了GB/T6463厚度测量方法(见6.2);c)更改了中性盐雾耐蚀性更改表(见6.5,2011版6.5);d)增加了与GB/T3098.17有关的氢脆测试(见6.7);e)更改了后处理代号(见附录A,2011版附录A)。本文件修改采用ISO2081:2018《金属及其他无机覆盖层钢铁上经过处理的锌电镀层》。本文件与ISO2081:2018的技术差异及其原因如下:—用规范性引用的GB/T3138替换了ISO2080(见第3章);GB/T3098.17替换了ISO15330(见6.7);GB/T5270替换了ISO2819(见6.4);GB/T6461替换了ISO10289(见6.5);GB/T6462替换了ISO1463(见6.2);GB/T9791替换了ISO3613(见6.4);GB/T10125替换了ISO9227(见6.5.1);GB/T12334替换了ISO2064(见第3章);GB/T12609替换了ISO4519(见第7章);GB/T19349替换了ISO9587(见6.6);GB/T19350替换了ISO9588(见6.7);GB/T26107替换了ISO10587(见6.7),为了适应我国技术条件;—更改了三价铬转化膜的要求(见6.3),为了适应我国技术条件;—更改了电镀前除油的要求(见6.6),为了适应我国技术条件。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。本文件由全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会(SAC/TC57)归口。本文件起草单位:广东达志化学科技有限公司、中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司、广州鸿葳科技有限公司、中国南方电网超高压输电公司南宁局、广州超邦化工有限公司、江苏国强交通集团有限公司、安徽鼎旺环保材料有限公司、宏正(福建)化学品有限公司、湖北省标准化与质量研究院、湖北华中电力科技开发有限责任公司。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:—1997年首次发布为GB/T9799—1997,2011年第一次修订;—本次为第二次修订。GB/T9799—2024Ⅳ引言酸性氯化镀锌﹑碱性无氰镀锌、碱性氰化镀锌溶液电沉积均可获得锌电镀层,这种电镀层用于钢铁的防护和装饰。光亮锌电镀层应用普遍,其电镀工艺也被广泛使用。锌电镀层的防护性能与镀层厚度和工件暴露处的服役条件类型有关。例如,锌在工业环境暴露下的腐蚀速率通常高于乡村环境暴露下的腐蚀速率。因此,在规定电镀层的最小厚度时,宜考虑服役条件的类型。电镀锌后通常进行三价铬酸盐转化处理和其他后处理,这些处理可增强锌电镀层的抗蚀性能。基体金属的表面状态将影响锌电镀层的外观和使用性能。因此,利益相关方宜就基体金属的表面光洁度是否适合电镀达成协议。需方特别要求时,锌电镀层可以取消三价铬酸盐转化处理,或用其他转化处理代替。本文件给出了铬酸盐转化和所有其他辅助处理类型的代号。关于不含Cr(Ⅵ)的转化膜,请参照GB/T41950。GB/T41950适用于锌、锌铁和锌镍电镀等三价铬酸盐转化体系。金属和合金的标准牌号可从参考文献[12]~[16]中找到。GB/T9799—20241金属及其他无机覆盖层钢铁上经过处理的锌电镀层警告:本文件要求使用的一些物质和工艺,如果不采取合适的措施,会对健康产生危害。本文件没有讨论文件使用过程中涉及的任何危害健康、安全或环境的事项和法规。本文件使用者有责任建立合适可行的健康、安全和环境条例,并采取适当措施,使其符合国家相关法规的规定。遵从本文件不意味着免除法律义务。1范围本文件规定了钢铁上经过处理的锌电镀层的要求,包含需方向供方提供的资料和电镀前、后热处理的要求。本文件没有对电镀锌前基体金属的表面状态进行规定,但基体金属表面的缺陷会对外观和膜层性能产生不利影响。本文件适用于钢铁上经过处理的锌电镀层。本文件不适用于:—未加工成型的钢铁板材、带材和线材的锌电镀层;—密绕弹簧的锌电镀层;—非防护装饰性用途的锌电镀层。螺纹件上电镀层的厚度可通过螺纹等级或装配尺寸要求加以限定。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(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T3138金属及其他无机覆盖层表面处理术语(GB/T3138—2015,ISO2080:2008,IDT)GB/T3098.17紧固件机械性能检查氢脆用预载荷试验平行支撑面法(GB/T3098.17—2000,ISO15330:1999,IDT)GB/T5270金属基体上的金属覆盖层电沉积和化学沉积层附着强度试验方法评述(GB/T5270—2005,ISO2819:1980,IDT)GB/T6461金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级(GB/T6461—2002,ISO10289:1999,IDT)GB/T6462金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法(GB/T6462—2005,ISO1463:2003,IDT)GB/T9791锌、镉、铝-锌合金和锌-铝合金的铬酸盐转化膜试验方法(GB/T9791—2003,ISO3613:2000,MOD)GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验(GB/T10125—2021,ISO9227:2017,MOD)GB/T12334金属和其他非有机覆盖层关于厚度测量的定义和一般规则(GB/T12334—2001,ISO2064:1996,IDT)GB/T9799—20242GB/T12609电沉积金属覆盖层和相关精饰计数检验抽样程序(GB/T12609—2005,ISO4519:1980,IDT)GB/T19349金属和其他无机覆盖层为减少氢脆危险的钢铁预处理(GB/T19349—2012,ISO9587:2007,IDT)GB/T19350金属和其他无机覆盖层为减少氢脆危险的涂覆后钢铁的处理(GB/T19350—2012,ISO9588:2007,IDT)GB/T26107金属与其他无机覆盖层镀覆和未镀覆金属的外螺纹和螺杆的残余氢脆试验斜楔法(GB/T26107—2010,ISO10587:2000,IDT)ISO15724金属及其他无机覆盖层钢中扩散氢的电化学测量(Metallicandotherinorganiccoatings—Electrochemicalmeasurementofdiffusiblehydrogeninsteels—Barnacleelectrodemethod)3术语和定义、缩略语、符号3.1术语和定义GB/T3138和GB/T12334界定的术语和定义适用于本文件。3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。ER:降低氢脆的热处理(hydrogenembrittlementreliefheattreatment)SR:降低应力的热处理(stressreliefheattreatment)T2:有机封闭剂(organicsealant)3.3符号下列符号适用于本文件。Fe:铁的化学符号。Zn:锌的化学符号。4需方应向供方提供的资料4.1必要资料按本文件订购电镀件时,需方应在合同或订购合同中,或在工程图纸上书面提供以下资料:a)本文件编号GB/T9799及镀层标识(见第5章);b)指定的主要表面,例如,用图纸标注或提供有适当标记的样品;c)基体金属的性质、表面状态和精饰种类(当这些因素可能影响电镀层的适用性和/或外观时)(见第1章);d)表面上允许出现无法克服的缺陷(挂具痕)的位置(见6.1);e)精饰类型,例如,光亮的、暗的或其他精饰,最好同时提供经认可的精饰样品(见6.1);f)铬酸盐转化膜和其他辅助处理的类型(见6.3和附录A);需方有特殊要求时,应取消铬酸盐转化膜,也可在铬酸盐转化膜上进行非传统转化膜和/或其他辅助处理,或类似油漆的涂覆处理;g)厚度和结合强度试验的要求(见6.2、6.4和附录B);h)工件的抗张强度及电镀前和/或电镀后热处理的要求(见6.6和6.7);i)抽样方法、接受水平或其他检验要求(采用不同于GB/T12609中规定的检验方法时)(见第7章);GB/T9799—20243j)加速腐蚀试验(见6.5)和评级(见6.5.2)的要求。4.2附加资料需方应向供方提供以下附加资料:a)待镀工件预处理的特殊要求或限制(见参考文献[10]和[11]);b)其他要求,如特殊形状的工件的试验和评级的区域。5标识5.1通则标识应出现在工程图、订购单、合同或详细的产品说明中。标识按照以下顺序明确指出基体材料、降低应力的要求、底镀层的类型和厚度(有底镀层时)、锌电镀层的厚度、镀后热处理要求、转化膜的类型和/或辅助处理(见参考文献[17]和[18])。5.2标识规则标识应包括以下内容:b)本文件编号,即GB/T9799;c)连字符;d)基材的化学符号Fe,后加铁或钢的标准牌号;e)斜线(/);f)降低应力的热处理(SR)的标识(如需进行降低应力的热处理时),后加一斜线(/);g)锌的化学符号Zn;h)表示锌电镀层最小厚度的数字,以微米计,后加一斜线(/);i)降低氢脆的热处理(ER)的标识(如需进行降低氢脆的热处理时),后加一斜线(/);j)适当时,标明铬酸盐转化膜的代号(见附录A),后加一斜线;k)适当时,标明其他辅助处理的代号(见附录A)。标识中应用斜线来区隔不同工艺步骤的数据范围。如果使用光亮铬酸盐转化膜之外的辅助处理,那么膜厚为25μm的锌电镀层的标识应为:Fe/Zn25/A/Y其中:A—表示光亮转化膜;Y—表示在表A.2中给出的其他辅助处理膜层代号中的一个。基材金属的化学符号后宜标注特殊合金的标准牌号,例如,可在符号<>中标出特殊合金的UNS编号,或等同的国家或地方编号。例如,Fe<G43400>是一种高强度钢的UNS牌号(见参考文献[12])。以下为标识实例:示例1:铁或钢(Fe)厚度为12μm的锌电镀层,镀层经光亮化学转化处理(A)其标识为:电镀层GB/T9799-Fe/Zn12/A示例2:同示例1,但工件在镀前进行降低应力的热处理,200℃下持续时间最短为4h,标识为SR(200)≥4,为降低氢脆,镀后(钝化前)在190℃下热处理8h,标识为ER(190)8,镀层经过光亮化学转化处理(A),并用有机封闭剂进行封闭(T2),其标识为:电镀层GB/T9799-Fe/SR(200)≥4/Zn12/ER(190)8/A/T2GB/T9799—202445.3基材的标识基材应用其化学符号表示,如果是合金,则应标明主要成分,例如:a)Fe标识铁或钢;b)Zn标识锌合金;c)Al标识铝及铝合金。5.4热处理要求的标识热处理要求应标识如下:a)字母SR表示电镀前消除应力的热处理,字母ER表示电镀后降低氢脆敏感性的热处理;b)在圆括号中标明最低温度,用摄氏度(℃)计;c)热处理持续时间,用小时(h)计。例如:SR(210)1表示在消除应力的热处理为:210℃下处理1h。6要求6.1外观本文件没有规定镀前基材的状态、光洁度或粗糙度,但是电镀层的外观取决于基材的表面状态(参见参考文献[10]和[11]中表面的准备)。电镀件的主要表面上不应有明显可见的镀层缺陷,如起泡、孔隙、粗糙、裂纹或局部无镀层,但因基体金属缺陷引起的不可避免的镀层缺陷除外。工件上接触痕是无法避免的,其部位应由利益各方协商(见4.1)。工件应清洁、无损伤。除非需方另有规定,锌电镀层外观应是光亮。必要时,应由需方提供或确认能表明镀层外观要求的样品[见4.1的e)]。6.2厚度标识中标明的镀层厚度应为最小局部厚度。除非需方另有规定,最小局部厚度应在主要表面上任何能被直径为20mm的球接触的部位进行测量(见4.1和4.2)。GB/T6462、GB/T4955、GB/T4956、GB/T11378、GB/T16921和GB/T20018规定的方法适用于测量钢铁上多种镀锌层厚度。当厚度测量有争议时,镀层主要表面的面积大于100mm2,应按照GB/T6462规定的方法测量。镀层主要表面的面积小于100mm2,应按附录B中规定的方法测量镀层平均厚度,镀层平均厚度的最小值可视为镀层的最小局部厚度。采用GB/T4955规定的方法测量厚度之前,应使用一种软质磨料,如氧化铝研磨膏,除去铬酸盐转化膜、其他转化涂层或有机涂层。转化膜较厚时,测量结果略有偏低。镀层粗糙或无光泽时,显微镜法(见GB/T6462)和轮廓测量法(见GB/T11378)测得的结果可能不准确,磁性法测量时,单位面积上质量相同的镀层上,粗糙或无光泽比光滑镀层测得的厚度值偏大。6.3三价铬转化膜和其他后处理当需方特别要求时,可取消三价铬转化处理,或用其他转化处理代替三价铬转化,如无铬或磷酸盐转化[见4.1的f)]。三价铬转化和所有其他辅助处理的代号应符合附录A的规定。6.4锌电镀层和三价铬转化膜的结合强度按照GB/T5270规定的摩擦抛光进行试验时,锌电镀层应持续附着于基底金属。铬酸盐转化膜应GB/T9799—20245按照GB/T9791的相关规定进行结合强度试验。除厚度测试试验外,所有试验都应在铬酸盐转化处理24h后进行。6.5加速腐蚀试验6.5.1中性盐雾试验应按照GB/T10125规定的中性盐雾试验(NSS),试验持续表1中规定时间后,用肉眼或矫正视力观察,试验表面应无白锈和红锈。轻微染色不应成为拒收的理由。表1中部分镀层标识给出了在各种使用条件下锌电镀层经铬酸盐处理后的最小局部厚度。为确保耐蚀性,镀层的厚度要求取决于使用条件的严苛程度。例如,镀层标识Fe/Zn5仅适用于干燥的室内环境。当使用条件变得更苛刻时,应增加锌电镀层的厚度以保证镀层的耐蚀性并使锌镀层满足使用条件的要求。当要求更长使用寿命时,例如钢结构件,能根据GB/T13912进行热浸镀锌来获得更厚的锌镀层。人工大气腐蚀试验的持续时间和结果与电镀件的实际使用寿命关系可能不大,因此,所获得的结果不能作为工件在使用条件中的耐蚀性的直观体现。表1基体金属腐蚀(红锈)开始前锌+三价铬酸盐转化膜的中性盐雾耐蚀性转化膜类型电镀类型最短测试时间/h无锌镀层腐蚀(白锈)无基体金属腐蚀(红锈)与锌镀层厚度的关系5μm8μm12μm标准透明转化膜滚镀8487296挂镀167296120彩色钝化转化膜滚镀72144216288挂镀120192264336彩色钝化转化膜和封闭滚镀96240336384挂镀1202883604086.5.2腐蚀评级中性盐雾试验后,样品应按照GB/T6461的相关规定进行评级。可接受的等级应由需方规定。6.6电镀前降低应力的热处理当需方有规定时,最大抗拉强度大于或等于1000MPa以及机加工、研磨、锻造或冷成形过程中产生了张应力的钢件,在清洁和金属沉积前应进行降低应力的热处理。热处理的工艺和等级应按需方的规定进行,或需方应根据GB/T19349规定合适的工艺和等级。当电镀前消除应力或电镀后降低氢脆的热处理有规定时(见6.7),热处理工艺的时间和温度应按5.2、5.3和5.4的规定标注在标识中。有氧化皮或污垢的钢件在电镀前应进行清洁。对于高强度钢(抗拉强度大于或等于1000MPa),为避免在清洗过程中产生氢脆,应采用化学碱性除油或阳极电解除油或机械除油(见参考文献[10])。GB/T9799—202466.7降低氢脆的热处理最大抗拉强度大于或等于1000MPa的钢件以及表面强化过的工件,应进行降低氢脆的热处理。热处理的工艺和等级应按GB/T19350进行或按需方的规定进行。当电镀前消除应力或电镀后降低氢脆的热处理有规定时(见6.6),热处理工艺的时间和温度应标注在标识中,如5.4所示。除非需方另有规定,降低氢脆的热处理的实际效果应按如下方法测量:应按GB/T26107或GB/T3098.17对螺纹件进行残余氢脆试验;应按照ISO15724测量钢中相对的溶氢浓度。7抽样应按照GB/T12609规定数量的样本从检验批次随机抽取。检查样本中的工件应判断其是否符合本文件的要求,并应根据GB/T12609抽样程序将检验批分为合格批或不合格批。如果采用其他类型的抽样检验程序,则应随机抽取样本,并应对样本中的工件进行检查以判断其是否符合本文件的要求。GB/T9799—20247附录A(规范性)铬酸盐转化膜和其他辅助处理的标识A.1通则钝化液通常是酸性的,可能含有六价铬或三价铬,并添加可能改善膜层外观和硬度的其他盐。锌电镀层经过合适的溶液处理,能获得光亮的、漂白的、彩虹色的、橄榄绿的和黑色的膜层。白色膜也能通过在碱液或磷酸溶液中漂白彩虹膜来获得。表A.1列出了每类铬酸盐转化膜按GB/T9792测出的大致表面密度(单位面积的质量)。表A.1铬酸盐转化膜类型、外观和表面密度类型典型外观膜表面密度ρA/(g/m2)代号名称A光亮膜透明,透明至浅蓝色ρA≤0.5Ba漂白膜带轻微彩虹的白色ρA≤1.0C彩虹膜偏黄的彩虹色0.5<ρA<1.5Db不透明膜橄榄绿ρA>1.5Fb黑色膜黑色0.5≤ρA≤1.0注:此表中对铬酸盐涂层的描述不一定是指色漆和清漆附着的改善。所有的铬酸盐膜可能含有或不含六价铬离子。a此为两步骤工艺:生成黄色彩虹膜,随后是用于六价铬钝化剂的浸提/密封溶液或比用于产生透明沉积物的浓度更高的三价钝化剂(有时称为“重质”)。b只有使用六价铬时,才可能进行类型为D和F的涂层A.2封闭为了进一步提高耐蚀性,三价铬转化膜能进行封闭后处理。封闭是在铬酸盐膜上涂上有机或无机物。本方法也能增强三价铬转化膜在高温下的耐蚀性。封闭能通过在转化膜上浸或喷聚合物的水溶液来进行,也能通过在铬酸盐转化液中加入合适的有机物来进行。A.3非三价铬转化后处理如果需要非三价铬转化以外的后处理,应根据表A.2的代号来标识。GB/T9799—20248表A.2非三价铬转化后处理代号处理类型T1T2T3T4涂敷涂料、油漆、粉末涂层或类似材料有机或无机封闭剂有机染色涂动物油脂或油或其他润滑剂GB/T9799—20249附录B(规范性)小工件上镀层平均厚度的测量B.1材料警告:在通风橱中进行退镀操作。甲醛溶液有毒、可燃和有刺激性气味。应避免吸入蒸汽,避免接触皮肤和眼睛。注意:按本附录退镀的工件不应重复使用。溶液A和溶液B是合适的退镀液。B.1.1溶液A10mL甲醛(质量分数30%)溶于500mL盐酸(1.16g/mL<ρHCl<1.19g/mL),然后用500mL蒸馏水或去离子水稀释。B.1.2溶液B300g/L的硝酸铵(NH4NO3)溶液。B.2步骤对于主要表面积小于1cm2的工件,应取足够数量的工件,使镀层的质量不低于100mg。称量工件至毫克,然后使用退镀液在室温下退除锌电镀层。如果工件形状复杂,检测和评级表面应由需方规定[见4.2b)]。用流水漂洗工件,必要时用刷子刷除表面的疏松沉淀物,仔细干燥并称重,记下质量损失。最后通过公式(B.1)计算锌电镀层的厚度d。d…………(B.1)式中:Δm—失重,单位为毫克(mg);A—表面上进行检测的面积,单位为平方毫米(mm2);ρ—锌镀层的密度,单位为克每立方厘米(g/cm3),通常为7.1g/cm3。GB/T9799—202410[1]GB/T4955—2005金属覆盖层覆盖层厚度测量阳极溶解库仑法[2]GB/T4956—2003磁性基体上非磁性覆盖层覆盖层厚度测量磁性法[3]GB/T9792—2003金属材料上的转化膜单位面积膜质量的测定重量法[4]GB/T11378—2005金属覆盖层覆盖层厚度测量轮廓仪法[5]GB/T13912—2020金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法[6]GB/T16921—2005金属覆盖层覆盖层厚度测量X射线光谱方法[7]GB/T20018—2005金属与非金属覆盖层覆盖层厚度测量β射线背散射方法[8]GB/T34626.1—2017金属和其他无机覆盖层金属表面的清洗和准备第1部分:钢铁及其合金[9]GB/T34626.2—2017金属和其他无机覆盖层