紧固件涂覆固体润滑膜工艺及质量检验

II型III型1疲劳寿命（载荷4450N）≥450min——ASTMD2625程序A2承载能力（Falex试验机）/N≥11120——ASTMD2625程序B3附着力，级≤1≤1HB7056.34外观灰色，致密，无裂纹、划痕、针孔、气泡、鼓包、流痕、凹坑、粗颗粒及分离等。黑灰色，无裂纹、划痕、针孔、鼓包、流痕、凹坑、外来物及成份分离。黑灰色，无裂纹、划痕、针孔、气泡、流痕、凹坑、外来物及成份分离。HB7056.15厚度（μm）3～20HB7056.26固体质量分数（%）≥40≥40≥40GB/T17257柔韧性（mm）≤1≤1≤1GB/T17318耐冲击性（cm）≤50≤50≤50GB/T17329成份组成二硫化钼、有机粘结剂及固化剂等组成石墨、磷酸盐或硅酸盐及无机粘结剂、填料等组成磷酸盐或硅酸盐无机粘结剂、高温润滑剂等组成10耐液体性（室温，2h）能耐磷酸脂、RP-3煤油、10或12号液压油、4109润滑油，洗涤汽油，通用润滑脂、喷气燃料、硅油、防冰液、清洗剂等HB7056.412铝腐蚀（49℃,相对湿度95%,500h）不腐蚀——ASTMD264913亚硫酸一盐雾试验（喷2h～干22h,4周期）不腐蚀——FED-STD-79114工作温度（°C）-54～260-54～550-54～76015热稳定性260±8℃，4h不脱皮、开裂、起泡、附着力合格550±8℃,4h不脱皮、开裂、起泡、附着力合格760±8℃,4h不脱皮、开裂、起泡、附着力合格ASTMD251116盐雾试验（35℃,5%NaCl溶液，钢试片磷化，连续喷雾，96h）不腐蚀——ASTMB11717固化温度（℃，）及时间（min）200±15℃×2h300±15℃×2h300±15℃×2hGB/T17284工艺4.1工艺流程验收→预处理→涂覆→预干燥→固化→检验→入库4.2主要工序说明4.2.1验收按GB/T12611要求验收。4.2.2预处理1）钛合金紧固件可采取氨柔、氟硼化、磷化或按HB/Z347阳极化等处理，处理后的产品应在24h内完成固体润滑膜涂覆工艺；2）耐锈钢及高温合金紧固件可釆取酸洗、喷砂或喷丸后按HB/Z83钝化处理，处理后的产品需在12h内完成固体润滑膜涂覆工艺；3）钢铁紧固件可采取磷化、氧化及电镀，除电镀锌、镉层需磷化后处理外，其它无需后，在12h内完成固体润滑膜涂覆工艺；4）铝及铝合金釆用化学氧化、磷化或按HB/Z233或HB/Z118阳极化封闭处理，在24h内完成固体润滑膜涂覆；5）标准、技术文件、产品要求及客户需求规定的，按规定24h内完成固体润滑膜涂覆。4.2.3涂覆4.2.3.1涂覆前的准备a）装挂涂固体膜工装选用材料耐温不低于250℃（优选材料为奥氏体不锈钢），工装设计应满足固体膜涂层均匀，无屏蔽，无不碰伤、划伤零件，涂层堆积等要求；b）环境条件涂覆环境条件：温度：12℃～35℃、空气相对湿度不大于70%的条件下进行。应记录环境温度及相对湿度。c）稀释剂的配制涂覆固体润滑膜应釆用相对应的专用稀释剂进行稀释或按说明书要求配制。d）润滑剂的稀释根据零件对涂层厚度的要求，先将固体膜润滑剂进行稀释，稀释比例根据厚度要求。4.2.3.2涂覆涂覆有喷涂、浸涂及刷涂等涂覆方法，根据零件结构不同可选择合适的涂覆方法，一般外螺纹紧固件选用喷涂、内螺纹紧固件选用浸涂。固体膜润滑剂的配制应釆用对应专用稀释剂进行配制。涂料配好后，调匀搅拌5min～l0min,再用孔径不大于120目铜网过滤备用。涂覆前及涂覆过程中，涂液保持搅拌状态，使之均匀，避免固体沉淀。4.2.3.2.1喷涂a）涂料技术参数，见表4-1。表4-1喷涂技术参数表序号名称参数1稀释率40%～80%2喷涂粘度，（涂-4杯，20℃）13S～20S3喷涂距离150mm～250mm4喷枪口径l.0mm～1.3mm5喷涂压力0.2MPa～0.4MPab）喷涂釆用“十”字法，喷涂次数按涂层厚度确定，喷好一面后固化10min～20min,再喷涂另一面；c）喷涂时手法要均匀、平整，步调一致，不允许漏喷。4.2.3.2.2刷涂用漆刷、排笔及棉签等工具将配制稀释好的涂料蘸着均匀涂覆在零件表面，刷涂不易控制厚度，适用于复杂零件的内腔及局部涂覆。4.2.3.2.3浸涂将待涂零件置于钢（或铜）丝网筐中，浸入搅拌涂液中，浸涂时上下、左右晃动，然后取出零件抖动10～20s,又重新浸涂，一般浸涂2～3次。对于大件或少量零件可用钢丝或工装装挂浸涂。浸涂结束后可用手工或机械方式旋转零件，除去余液。4.2.4预干燥4.2.4.1自然干燥法将喷涂、刷涂、浸涂固体膜后的零件放在室温下自然干燥，时间30min～60min。4.2.4.2滚筒干燥机干燥法a）操作将浸涂后的零件放入滚筒干燥机中，将压缩空气通入滚动的干燥机内，压缩空气压力为0.2MPa～0.3MPa,滚筒转速为3r/min～5r/min,滚动干燥至涂层表面略呈表干为止。b）放置将已表干的零件从滚筒中倒出放在金属网盘上，并用金属小镊子轻轻地摊开，不允许零件相互堆积和擦伤表面涂层。4.2.4.3电热吹风机干燥法将浸涂了固体润滑膜剂的零件抖动除去余液后，倒在钢丝网盘上，用小摄子摊开，然后用电热吹风机吹风至表干。4.2.5固化将预干燥好的I型、II型、Ⅲ型固体膜润滑涂层。放入不高于60℃干燥箱中。分别以不大于4℃/min的速度内升至200±15℃、300±15℃及300±15℃保温2h，随后在空气中冷却到室温后取出。注：固化时温度，时间等记录都应保存.5质量要求5.1外观均匀光滑，无裂纹、划痕、针孔、气泡、鼓包、流痕、凹坑、外来物、粗颗粒及成分分离呈灰色、驼灰色及黑色等。5.2厚度按6.2条测量涂层厚度。紧固件所有工作面的涂层厚度应在3μm～20μm之间。且满足相应的螺纹标准（T、Z合格等）要求。零件锐边的涂层厚度可以不满足最小涂层厚度的要求，但应完全覆盖。紧固件头部除去工作面外的剩余面、减轻孔、内六方扳手孔及防松孔内表面等处不做涂覆要求，但允许有涂层。5.2.1内螺纹组件除非零件图纸或产品规范中另有规定，否则对于内螺纹紧固件（如螺母、嵌件），所有类型的固化膜应在螺纹区域显示完全覆盖，除目视检查外,无需进行厚度验证。带涂层的内螺纹应允许在相应的配合螺栓上至少自由旋转四分之三圈。5.2.2外螺纹部件除非零件图纸或产品规范中另有规定，对于外螺纹紧固件(如螺栓、螺柱)，所有类型的固化膜应显示完全覆盖，螺纹区域除目视检査外，无需进行厚度验证。带涂层的外螺纹应允许在相应的配合螺母或环规上至少自由旋转四分之三圈。5.3附着力将涂固体润滑膜后试件按6.3条做完结合力试验后，撕去胶带之后，不应露出赤裸的金属基体。附着在胶带上的均匀粉末材料沉淀应认为是可以接受的。5.4耐流体性将固体润滑涂层后试件按6.4条浸泡后，涂层应不会变软，脱皮，起泡，破裂或剥落。结合力应满足5.3条要求。5.5耐热性将固体润滑涂层后的耐蚀钢试件按6.5条在空气中加热，冷却后，其涂层不应有气泡或裂纹。结合力应满足5.3条要求。5.6磨损试验5.6.1耐久寿命Ⅰ型固体润滑剂在1000Ibf（4450N）载荷（直读压力表上为750Ibf（3336N）载荷）下的平均Falex耐久寿命应为450分钟。当按照6.6.1条进行试验时，单个试验不得少于390分钟。5.6.2承载能力I型固体润滑剂的平均Falex承载能力应不小于2500Ibf(11120N)表压。当按照6.6.2条进行试验时，单个试验不得小于22501bf（10000N）。5.7腐蚀试验5.7.1耐铝腐蚀性-湿热试验在阳极化铝板上进行加热和在规定的湿度环境条件下，固体膜试片应不会有白色沉淀物、锈迹生成等腐蚀现象。5.7.2盐雾试验涂覆后，每块板上的润滑膜的锈斑应不大于3个。按规定，在5%盐雾溶液试验箱暴露96小时之后，任意一个斑点的直径应不大于1.0mm。6检验方法6.1外观应在天然散射光线或无反射光的白色透射光下进行目视检验。光照度应不低于3001ux（即相当于在40W日光灯下距离500mm处的照度），必要时可用3～5倍的放大镜检查。6.2厚度鉴定检验按GJB715.6中显微镜法测定厚度。质量一致性检验允许使用GJB715.6中显微镜法或精度不低于2μm的千分尺测量试件涂层厚度。取样位置分别选在光杆部份、螺纹部份和头下圆角。分尺（表）测量镀前、后零件的厚度，测量应在同一位置，且尽可能选择零件尺寸精度较高位置。6.3附着力任意抽取已阳极化铝合金涂覆固体润滑涂层测试板5件，然后分别在其试板上顺长度方向贴上宽度为12mm的胶粘带（可选用3M公司250号胶粘带或熊猫牌胶粘带或其它胶带），粘贴时用1Kg重的滚轮（图6-1）往返滚压一次，使其均匀自然贴紧。然后捏住胶粘带的一端，快速揭起从垂直的方向将胶带猛力撕去，检查试件是否符合5.3要求，也可以在涂覆的产品上直接使用。图6-1滚轮（表面包覆硬橡皮）6.4耐流体性将己涂好的5件铝合金测试片浸入65℃的磷酸脂里30天，或分别浸入在常温RP-3煤油、磷酸酯、10或12号液压油、4109润消油、洗涤汽油或通用润滑脂（特221或7014）等介质中24h后取出。涂层不应产生气泡、剥落和产生裂纹等，附着力≤1级。6.5耐热性将涂覆固体膜的测试板分别加热至260±15℃（Ⅰ型固体膜润滑剂）、550±15℃（Ⅱ型固体膜润滑剂），760±15℃（Ⅲ型固体膜润滑剂），且保温4h。然后空气中冷却，按5.3条要求进行结合力试验。用大约4～6倍的放大镜检査。在交接而上不应有涂层与基体分离现象。6.6磨损试验6.6.1耐疲劳寿命取2套Falex标准小轴试件和4个Falex标准V形块试件进行磷化处理，磷化膜厚度不大于0.01mm,在小轴圆周表面和V形块上表面涂固体膜，厚度为0.003mm～0.020mm,每一根小轴和二块V形块为一组试件.按Falex摩擦磨损试验机试验程序，逐渐加载至4450N（l000lbf））,连续运转至失效为止，记录运转的时间•以四组试验的平均值为耐耐疲劳寿命（持久性）。6.6.2承载能力取2套Falex标准小轴试件和4个Falex标准V形块试件进行磷化处理，磷化膜厚度不大于0.01mm.在小轴圆周表面和V形块上表面涂固体膜，厚度为0.003mm-0.020mm,每一根小轴和二块V形块为一组试件。在Falex试验机上按规定程序逐渐加载至失效为止，记录失效时的载荷。以四组试验的平均值为承载能力。6.7腐蚀试验6.7.1耐铝腐蚀性-湿热试验把涂有固体膜润滑剂的6块试片与无涂覆层相同材料的试片叠在一起，互成直角，用夹具夹紧，拧紧螺帽，见图6-2，螺母的拧紧力矩约为130N・cm带有试片的夹具在65±3℃预热2h,立即放入50±2C，95±3%相对湿度的潮湿箱内。防止凝结水滴在试件上。经500h后取出，检査有涂层和未涂层试片的重叠部位表面有无腐蚀。每次试验用三对相同材料的试片平行试验。试片材料为阳极化铝合金（LY12），允许用磷化钢片。三对试片中若有一对试片有腐蚀迹象。重新用三对试片进行试验。若仍有一对试片有腐蚀，则为不合格。图6-2试板安装6.7.2盐雰试验针对Ⅰ型固体膜润滑剂适用，取两块带有铝合金涂层或4个涂覆零件的测试板按GB/T10125要求连续暴露在盐雾试验96小时后，观察。7质量控制7.1试件分离试验当零件不满足规定试验的要求，可以使用随炉试样进行试验。7.2检验分类检验分为鉴定检验和质量一致性（验收）检验。7.2.1鉴定检验7.2.1.1有下列情况之一者，应进行鉴定检验a）新产品鉴定和老产品转厂生产：b）正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能；c）正式生产时，定期或积累一定产量后，应周期性进行检验：d）产品停止生产一年以上又恢复生产时；e）验收检验结果与上次检验结果有较大差异的；f）定货方认为有必有时；d）当涂料的配方、材料及涂覆工艺改变时。7.2.1.2鉴定检验项目、方法及数量鉴定检验项目、方法及数量，见表7-1。表7-1鉴定检验项目序号试验项目要求试验方法或检验方法试样数量（件）1外观5.1条6.1条100%检验2涂层厚度检验5.2条6.2条53附着力试验（胶带法）5.3条6.3条54耐流体性试验5.4条6.4条5（试件）5耐热性5.5条6.5条56磨损试验耐疲劳寿命★5.6.1条6.6.1条2套Falex标准小轴试件和4个Falex标准V形块试件承载能力★5.6.2条6.6.2条2套Falex标准小轴试件和4个Falex标准V形块试件7腐蚀试验耐铝腐蚀性-湿热试验5.7.1条6.7.1条6（试片）盐雾试验★5.7.2条6.7.2条≥5注：★标识仅适合于Ⅰ类固体润滑剂。7.2.2质量一致性（验收）检验7.2.2.1批的组成检验批（简称批）的组成：同-批次零件涂层类型相同、材料、尺寸和形状相同，涂覆条件相同。7.2.2.2加严检查如必要更加严格的检验，可以釆用全部或部份鉴定检验项目进行检验，样板数量与鉴定检验项目数量相同。7.2.2.3接收与拒收判据a）接收固体润滑涂层层已通过表7-1鉴定检验项目要求，且交付产品按表7-2检验项目验收合格，可接收，判为合格品：凡未达到表7-2要求，判为不合格品，不合格品拒收。验收检验项目可以根据客户需求增减。表7-2验收检验项目序号试验项目要求试验方法或检验方法检测数量（件）1外观5.1条6.1条100%2涂层厚度检验5.2条6.2条53结合力试验5.3条6.3条54盐雾试验★5.8.2条6.8.2条5注：★标识仅适合于Ⅰ类固体润滑剂