螺栓表面產生黑斑的 原因分析

目前市場上標準件主要有碳素結構鋼、合金結構鋼、不銹鋼和銅4種材料。地腳螺絲對于光圓地腳螺栓而言，埋深一般為其直徑的25倍，然后做一個120mm左右長的90度彎鉤。而螺栓類緊固件是用量最大的 一類產品，對于螺栓、螺母等精制緊固件螺紋，標準推薦采用6H/6g的 配合，螺栓、螺母常采用碳素結構鋼、合金結構鋼制造，而高等級的 緊固件必須經過熱處理工序，但發現部分經過熱處理調質的 產品，表面殘留黑色斑點影響外觀質量和表面處理，經分析為清洗液導致。

分別從熱處理前清洗液溫度、濃度、清洗時間因素入手，進行跟蹤。地腳螺絲對于光圓地腳螺栓而言，埋深一般為其直徑的25倍，然后做一個120mm左右長的90度彎鉤。表1的 1～4號試驗結果表明，熱處理前清洗液溫度會影響螺栓的 清洗效果；熱處理前清洗液濃度為0.10%時，清洗液的 最優溫度應該是高于60℃。表1的 5～7號試驗結果表明，熱處理前清洗液濃度為1.0%時，清洗液的 溫度50～70℃清洗都滿足表面質量的 要求；此時，清洗液溫度可以適當降低至50℃。

結果表明，熱處理淬火后的 清洗液是螺栓淬火產生黑色斑點的 主要原因，熱處理淬火后的 清洗液使用周期達1個月，會使螺栓表面產生較難以去除的 斑點，造成余熱發黑發紅等缺陷。

用直讀光譜儀對螺栓表面黑斑進行成分分析，證實在黑斑處有O、S、和Cl元素的 存在，而沒有黑斑正常狀態下的 螺栓觀察不到O、S、和Cl元素，這就說明黑斑處是在熱處理爐內某一過程表面被氧化所致。尤其是，螺栓從油槽出來進入清洗槽內進行清洗，清洗的 目的 是洗凈螺栓表面沾掛的 淬火油，以保證緊固件表面干凈無油污。由于清洗槽內自來水更換周期長，并且一直維持在50～70℃，快速淬火油的 部分添加劑也是水溶性的 ，這就導致清洗槽里的 水發生系列化學反應變質。

試驗所用水基清洗劑，一般其成分如下：陰離子表面活性劑、三元羧酸、有機胺、絡合劑、分散劑、助洗劑、穩定劑等，最佳使用溫度60～70℃。螺栓清洗最佳工藝效果就是保證；① 使螺栓表面達到一定的 清潔度；② 螺栓在裝爐前一周內不能生銹。

經化驗分析變質的 清洗液中存在如下反應：

Fe+CI = Fe+CI-

Fe+CI-+H2O = FeOH-+H++CI-

FeOH-+H+ = Fe2-+H2O

2H2S+2e = H2+2HS-

變質的 清洗液清洗能力下降，螺栓表面淬火油清洗不徹底導致回火爐油煙大，危害人體健康。變質的 清洗液具有強腐蝕性，殘留在螺栓表面的 清洗液致使螺栓產生黑斑，表面清理時有時噴砂或噴丸也仍難以去除，影響外觀質量和表面處理。

淬火后在徹底換過水的 清洗槽清洗后沒有出現過黑斑。地腳螺絲對于光圓地腳螺栓而言，埋深一般為其直徑的25倍，然后做一個120mm左右長的90度彎鉤。一個月后黑斑再次出現。徹底清理清洗槽后重新換水配置清洗液，生產出來的 螺栓黑斑再次消失。總之，螺栓表面黑斑是由于淬火后變質的 清洗液腐蝕產生的 螺栓表面質量缺陷。這種局部缺陷影響外觀質量，危害更大的 是影響產品使用壽命，是造成部分螺栓點蝕的 重要因素。