目前，在機(jī)械產(chǎn)品上應(yīng)用螺紋件的防護(hù)覆蓋處理已有很大發(fā)展，但就應(yīng)用的廣度和數(shù)量而言并不理想，特別是汽車(chē)行業(yè)，仍以電鍍（鋅）為主。

當(dāng)螺紋件（螺栓、螺母）規(guī)定螺紋精度較高（6級(jí)或以上）時(shí)，鍍層尺寸對(duì)鍍后螺紋的配合性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生明顯的影響，此時(shí)，在螺紋件電鍍之前的螺紋預(yù)留容納鍍層的合適間隙以保證鍍后螺紋配合的可旋合性能，就十分必要了。

本文介紹、分析了有關(guān)問(wèn)題和一些基本的解決方法，其基本概念和方法對(duì)其他涂覆層涂覆前螺紋尺寸的確定也有參考價(jià)值。

標(biāo)準(zhǔn)螺紋配合的基本狀況

在現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用最廣的是普通螺紋，我國(guó)普通螺紋國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（源于ISO標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定了多種精度和多種不同配合。而作為緊固件使用的螺栓、螺母、螺釘?shù)嚷菁y件，最常用的或基本的精度為6級(jí)，最基本的配合采用6H/6g（見(jiàn)圖1）。

圖1 6H/6g 螺紋配合示意

這種選擇，可以理解為“最大程度地簡(jiǎn)化”。從全球?qū)嵺`看，是可行的，也是合理的。這種配合，對(duì)不作鍍覆處理的產(chǎn)品，也可直接使用。

以標(biāo)準(zhǔn)配合螺紋作為鍍覆前尺寸

1．薄鍍層——鍍覆與否均采用同一配合

當(dāng)產(chǎn)品僅需要做出足夠薄的鍍覆層時(shí)，則利用6H/6g配合已有的間隙（即標(biāo)準(zhǔn)所稱基本偏差）予以適當(dāng)?shù)腻兏?，鍍后的螺紋配合功能，或者說(shuō)互換性或可旋合性，是可以得到保證的，前提是鍍覆層厚度需控制在預(yù)定的范圍內(nèi)。

這是緊固件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、ISO標(biāo)準(zhǔn)以及很多國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)一致采取的處理辦法。

圖2 6H/6g 配合鍍后公差位置示意

以M10 6H/6g為例，其基本偏差（即中徑處最小間隙）為32μm，而理論的最小可容鍍覆層厚度則為8μm（對(duì)于長(zhǎng)度小于或等于5倍直徑的短規(guī)格）或6μm（對(duì)于長(zhǎng)規(guī)格）(見(jiàn)GB/T 5267表4 )。

值得注意的是，相對(duì)于螺紋公稱中徑（作為公差計(jì)算的零起點(diǎn)）而言，理論上6H級(jí)內(nèi)螺紋是沒(méi)有預(yù)留間隙的，但內(nèi)螺紋件（螺母）同樣需要進(jìn)行鍍覆。

實(shí)際上，由于電鍍工藝本身的特性，內(nèi)螺紋件鍍覆時(shí)在螺紋上可獲得的鍍層厚度，遠(yuǎn)小于其外表面可獲得厚度，加之內(nèi)螺紋件螺紋公差帶實(shí)際分布的特性（大多集中于公差帶中上部），厚度足夠薄的鍍覆后的內(nèi)螺紋件，其公差帶仍處于6H標(biāo)準(zhǔn)公差帶的概率極高，猶如已預(yù)留間隙一樣。

這是內(nèi)螺紋緊固件產(chǎn)品，在薄電鍍層條件下的一種特別的、經(jīng)實(shí)踐證實(shí)有效的處理方式。在GB/T 5267中，對(duì)此已有明確闡述（見(jiàn)GB/T 5267之5.1.2）。 

這些規(guī)定的要點(diǎn)是：1. 6H級(jí)螺紋可以作為較薄鍍層的鍍前尺寸，鍍后仍應(yīng)以6H級(jí)通端量規(guī)檢驗(yàn)合格；反之，如果6H級(jí)通端量規(guī)驗(yàn)收合格，即使批平均厚度大于最大批平均厚度也是可以允許的。外螺紋件則需利用標(biāo)準(zhǔn)配合給出的間隙（基本偏差）以容納鍍覆層（6H/6g配合鍍后公差位置示意見(jiàn)圖2）。

2. 較厚鍍層——采用標(biāo)準(zhǔn)配合如果產(chǎn)品的鍍覆層要求較厚（使用環(huán)境較為惡劣），那么，在螺紋標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，還可以選擇其他配合種類(lèi)（如6H/6f，6H/6e，6G/6e），以滿足不同鍍覆層厚度的需要（6H/6g，6H/6f，6H/6e配合的外螺紋可容納的理論鍍覆層示意見(jiàn)圖3）。

圖3 不同配合種類(lèi)可容鍍層示意

常用規(guī)格可容鍍層厚度見(jiàn)表1（GB/T 5267 表5的摘錄）。

表1 常用規(guī)格可容鍍層厚度

在采用標(biāo)準(zhǔn)配合時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，上述表1所指的最大鍍層厚度，實(shí)際上是指標(biāo)準(zhǔn)中（GB/T 5267表1）的鍍層厚度（即公稱鍍層厚度），也是最小局部鍍層厚度，也就是在考慮和計(jì)算鍍層與螺紋間隙的關(guān)系時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 5267表1）采用的是最小局部鍍層厚度，并未按理論關(guān)系采用螺紋側(cè)面上的最大鍍層厚度，這似乎令人有些費(fèi)解。

對(duì)此，需要從電鍍技術(shù)本身的特性和目前鍍層檢測(cè)技術(shù)的局限性來(lái)理解，由于電鍍層厚度分布的不均勻性，無(wú)論標(biāo)準(zhǔn)中的最小鍍層厚度或批平均厚度，都不是附著在螺紋側(cè)面上的、直接影響螺紋配合狀態(tài)的鍍層厚度。

目前經(jīng)濟(jì)可行、能確切檢測(cè)的鍍層厚度，其實(shí)僅有局部鍍層厚度，其檢測(cè)位置都只能在非螺紋部較寬敞的表面，而最小則是作為保證產(chǎn)品獲得必要防蝕性的條件。

也就是說(shuō)，這種被檢測(cè)出的厚度，與螺紋側(cè)面上的鍍層厚度（我們可稱其為覆蓋于螺紋上的有效厚度），是兩個(gè)不同的概念，二者之間只是存在一種難以確切計(jì)量的、大致的相關(guān)關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)采用的這種辦法，可以理解為主要是以“理論+實(shí)踐”確立的相關(guān)關(guān)系。

至于批平均厚度，則只是鍍層總量的平均水平，并不具體體現(xiàn)在某個(gè)表面上，是一種近乎虛擬的數(shù)值，更難以作為計(jì)算配合關(guān)系的依據(jù)。這樣，就可以明白，標(biāo)準(zhǔn)給出的基本偏差與最大鍍層厚度之間的關(guān)系，只是一種大致的或近似的關(guān)系，而不是一種確切的數(shù)學(xué)關(guān)系。

基于這種不確切的關(guān)系，為了保證鍍后的可旋合性，標(biāo)準(zhǔn)特別規(guī)定了“鍍后內(nèi)、外螺紋分別用6H/6h級(jí)螺紋通端量規(guī)進(jìn)行檢查”作為最終裁決依據(jù)，以彌補(bǔ)這個(gè)漏洞。

為了減少生產(chǎn)中質(zhì)量控制（線材尺寸、螺胚尺寸、量規(guī)等）的復(fù)雜性，選用標(biāo)準(zhǔn)螺紋配合作鍍覆前尺寸，無(wú)疑是一種合適、方便的選擇。

3．標(biāo)準(zhǔn)螺紋配合作為鍍覆前尺寸的具體選擇

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于螺紋精度及配合的確定，有兩種不同方式：一是規(guī)定成品（即鍍后）精度及鍍層厚度；另一種是規(guī)定鍍前精度及鍍層厚度。

對(duì)于前者，鍍前精度、配合需由制造商選擇；對(duì)于后者，鍍前精度、配合由設(shè)計(jì)者（或標(biāo)準(zhǔn)）選定。

表1（GB/T 5267 表5）給出了在一定螺紋規(guī)格、精度及配合種類(lèi)條件下，可供選擇的可容鍍層的厚度。而實(shí)際應(yīng)用中，往往是在已定螺紋規(guī)格、已定鍍層厚度條件下來(lái)選擇鍍前螺紋配合種類(lèi)的。即對(duì)于同一類(lèi)產(chǎn)品（如某種或若干種類(lèi)似的螺栓），為了保證同等的耐蝕性，也為了生產(chǎn)管理的需要，希望選擇盡可能單一厚度的鍍層。同時(shí)會(huì)選擇盡可能少（或單一）的鍍前螺紋配合種類(lèi)。

在這個(gè)前提下，顯然只好按該配合中最小可容鍍層來(lái)反選螺紋配合種類(lèi)了。以表1所列規(guī)格為例，6f可容最大鍍層厚度在8—12μm之間，若產(chǎn)品耐蝕需要鍍層厚度為8μm，那么無(wú)疑可選用6f級(jí)配合，對(duì)于其他大部分可容納更厚鍍層的尺寸規(guī)格，也統(tǒng)統(tǒng)僅鍍8μm。若所需鍍層為10μm，即須選用6e級(jí)配合。

顯然，對(duì)于大部分尺寸規(guī)格而言，會(huì)存在一個(gè)間隙過(guò)大的問(wèn)題。反之，如果需要鍍層10μm的仍選用6f級(jí)，對(duì)大部尺寸規(guī)格是合適的，而對(duì)部分長(zhǎng)規(guī)格可能間隙不足。這是按照標(biāo)準(zhǔn)推薦數(shù)據(jù)在紙面演算而得出的結(jié)論。

不過(guò)，如果注意到標(biāo)準(zhǔn)給出的最大鍍層厚度與基本偏差間的關(guān)系，基本還是以“基本偏差應(yīng)大于4倍螺紋側(cè)面上的鍍層厚度”這一理論性關(guān)系為基礎(chǔ)的，只不過(guò)標(biāo)準(zhǔn)是采用可以（在產(chǎn)品可測(cè)表面上）測(cè)量的鍍層厚度來(lái)替代螺紋側(cè)面上的鍍層厚度的。

而實(shí)際上，螺紋上得到的鍍層有效厚度會(huì)比標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 5267 表1）所稱的鍍層厚度（即最小局部厚度）更薄更不均勻，且其關(guān)系也并不十分確定。

因此有理由認(rèn)為，表1（GB/T 5267 表5）給出的選用規(guī)范是可以據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)靈活運(yùn)用的。比如，10μm鍍層選用6f級(jí)，對(duì)其中螺紋直徑為M6—M12的長(zhǎng)規(guī)格部分是否會(huì)存在間隙不足的問(wèn)題，就不必絕對(duì)化地看待。而且所謂長(zhǎng)規(guī)格中偏短與偏長(zhǎng)的規(guī)格，其鍍后狀態(tài)也不會(huì)相同。

無(wú)論如何，最終還須按“鍍后以6h通端量規(guī)合格”作為最終裁決。即應(yīng)以通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證作為選擇的最終依據(jù)。在我國(guó)汽車(chē)行業(yè)已應(yīng)用多年的《汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè)》，正是按這種方式處理的。即鍍前6f，鍍層8μm，對(duì)部分長(zhǎng)規(guī)格，并未另選配合，就是超越規(guī)范的。

總之，為了簡(jiǎn)化鍍前螺紋配合及鍍層厚度的種類(lèi)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)推薦的選擇規(guī)范必要時(shí)可適當(dāng)變通，并最終通過(guò)實(shí)際驗(yàn)證加以確定。

4．以標(biāo)準(zhǔn)螺紋配合作為鍍覆前尺寸的局限性

不難看出，采用標(biāo)準(zhǔn)螺紋精度作為鍍前尺寸，存在一定局限性。

其主要表現(xiàn)為：

1） 在鍍覆層厚度有特別要求的情況下不合適。如要求9μm、13μm、22μm等，若按標(biāo)準(zhǔn)給出的鍍層厚度則不能滿足需要。

2） 鍍層厚度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時(shí)，如大于30μm，標(biāo)準(zhǔn)配合將難以適應(yīng)。為此將不得不采用非標(biāo)準(zhǔn)的鍍前尺寸。

5．非標(biāo)準(zhǔn)鍍前螺紋尺寸的確定

GB/T 5267標(biāo)準(zhǔn)附錄E，給出了一種非標(biāo)準(zhǔn)鍍前螺紋的確定方法，其要點(diǎn)是：給出了鍍層厚度對(duì)應(yīng)的總間隙，以此為依據(jù)，確定非標(biāo)準(zhǔn)螺紋的基本偏差，再確定螺紋公差（平移螺紋公差帶或壓縮螺紋公差），其基本依據(jù)是所推薦的總間隙。

從附錄的表中可以看出，這一推薦數(shù)值是以“總間隙應(yīng)大于4倍鍍層厚度”這一理論為主要依據(jù)的，同時(shí)納入了源于“電鍍層分布不勻”這一因素的經(jīng)驗(yàn)修正值，而略微放大了總間隙數(shù)值。

但是，如前所述，鍍層厚度并不等于螺紋側(cè)面上的有效鍍層厚度，它與螺紋預(yù)留間隙之間的關(guān)系只是大致的相關(guān)關(guān)系而已，因此，按此確定的鍍前尺寸，同采用標(biāo)準(zhǔn)配合一樣，并不能作為最終決定，仍需以實(shí)際驗(yàn)證來(lái)確認(rèn)和修正。

至于確定公差帶（平移或壓縮），只是一個(gè)經(jīng)濟(jì)性與管理的問(wèn)題，基本不涉及電鍍后的螺紋可符合性，企業(yè)可根據(jù)各自的情況確定。

無(wú)論是選用標(biāo)準(zhǔn)配合或確定新的非標(biāo)準(zhǔn)配合，為了既保證產(chǎn)品的抗蝕性能又希望產(chǎn)品螺紋部強(qiáng)度的犧牲達(dá)最小，顯然應(yīng)遵循“既可以容納所需鍍層，但又不希望間隙過(guò)大”的原則。

這里介紹另一種確定非標(biāo)準(zhǔn)鍍前螺紋尺寸的方法，其本質(zhì)是“以鍍層在螺紋上的實(shí)際覆蓋狀況為依據(jù)，預(yù)留螺紋間隙應(yīng)大于4倍有效鍍層厚度”。

其具體做法是：

1）對(duì)代表性產(chǎn)品（如多種集中度較高的直徑、長(zhǎng)度），鍍覆應(yīng)達(dá)到最小鍍層厚度，即按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定部位檢驗(yàn)最小局部厚度并符合要求。

2）抽樣檢測(cè)螺紋側(cè)面的有效厚度。用中徑測(cè)量工具（螺紋千分尺或指針式螺紋中徑表）檢測(cè)鍍后及退去鍍層后同一產(chǎn)品、同一部位的螺紋中徑尺寸，二者的尺寸差即為應(yīng)預(yù)留的最小間隙，其1/4即為測(cè)得的有效鍍層厚度。

3）準(zhǔn)確性取決于抽樣的代表性、檢測(cè)準(zhǔn)確性以及足夠的抽樣數(shù)等。

4）運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)分析，從樣本數(shù)據(jù)推斷母體數(shù)據(jù)，判定有效鍍層厚度，從而初步確定新的基本偏差。

5）按照標(biāo)準(zhǔn)鍍后符合h級(jí)通端量規(guī)的要求，進(jìn)行必要批次、數(shù)量的實(shí)際驗(yàn)證，以最終確定新的基本偏差。這一方法，在現(xiàn)行螺紋標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)尚未廣泛供應(yīng)時(shí)期，曾被某專業(yè)緊固件企業(yè)長(zhǎng)期采用并取得良好效果。

結(jié) 語(yǔ)

1. 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)給出的選擇規(guī)范，由于鍍層厚度與螺紋上的有效鍍層厚度之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的模糊性，因而不宜將其作為不可逾越或不可修正的規(guī)范。

2. 標(biāo)準(zhǔn)給出的“鍍后以h 級(jí)通端量規(guī)檢測(cè)”的終判原則，為接近既保證產(chǎn)品的抗蝕性能又希望產(chǎn)品強(qiáng)度的犧牲達(dá)最小的目標(biāo)，以及運(yùn)用規(guī)范做出必要的調(diào)整或修正提供了依據(jù)。無(wú)論采用標(biāo)準(zhǔn)配合或非標(biāo)準(zhǔn)配合作為鍍前尺寸，這個(gè)原則都具有重要意義。

3. 如果能建立鍍層厚度與螺紋上的有效鍍層厚度之間的更為準(zhǔn)確的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這對(duì)更合理地選擇鍍前標(biāo)準(zhǔn)配合或確定非標(biāo)準(zhǔn)配合將產(chǎn)生重要影響。

基于現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，對(duì)螺紋上的有效鍍層厚度以及鍍層厚度（即標(biāo)準(zhǔn)所指檢測(cè)表面）進(jìn)行足夠數(shù)量的準(zhǔn)確測(cè)試以進(jìn)一步了解二者間的關(guān)系，就技術(shù)而論，應(yīng)無(wú)不可克服的困難。

4. 雖本文論述的是電鍍條件下的情況，但其基本概念和方法對(duì)其他涂覆層涂覆前螺紋尺寸的確定也有一定參考價(jià)值。