Fasteners — Electroplated coating systems

This document specifies requirements for steel fasteners with electroplated coatings and coating systems. The requirements related to dimensional properties also apply to fasteners made of copper or copper alloys. It also specifies requirements and gives recommendations to minimize the risk of hydrogen embrittlement, see 4.4 and Annex B. It mainly applies to fasteners with zinc and zinc alloy coating systems (zinc, zinc-nickel, zinc-iron) and cadmium, primarily intended for corrosion protection and other functional properties: — with or without conversion coating, — with or without sealant, — with or without top coat, — with or without lubricant (integral lubricant and/or subsequently added lubricant). Specifications for other electroplated coatings and coating systems (tin, tin-zinc, copper-tin, copper-silver, copper, silver, copper-zinc, nickel, nickel-chromium, copper-nickel, copper-nickel-chromium) are included in this document only for dimensional requirements related to fasteners with ISO metric threads. The requirements of this document for electroplated fasteners take precedence over other documents dealing with electroplating. This document applies to steel bolts, screws, studs and nuts with ISO metric thread, to other threaded fasteners and to non-threaded fasteners such as washers, pins, clips and rivets. NOTE Electroplating is also applied to stainless steel fasteners, e.g. for the purpose of lubrication in order to avoid galling. Information for design and assembly of coated fasteners is given in Annex A. This document does not specify requirements for properties such as weldability or paintability.

Fixations — Systèmes de revêtements électrolytiques

Le présent document spécifie les exigences pour les fixations en acier avec revêtements et systèmes de revêtements électrolytiques. Les exigences relatives aux caractéristiques dimensionnelles s'appliquent également aux fixations en cuivre ou en alliages de cuivre. Il spécifie également les exigences et donne des recommandations afin de minimiser le risque de fragilisation par l'hydrogène; voir 4.4 et l'Annexe B. Il s'applique principalement aux fixations avec revêtement de zinc et d'alliage de zinc (zinc, zinc-nickel, zinc-fer) et de cadmium ainsi qu’aux systèmes de revêtements, essentiellement destinés à la protection contre la corrosion et à l'obtention d'autres caractéristiques fonctionnelles: — avec ou sans couche de conversion; — avec ou sans finition «sealer»; — avec ou sans finition «top coat»; — avec ou sans lubrifiant (lubrifiant intégré et/ou lubrifiant additionnel). Les spécifications concernant d'autres revêtements et systèmes de revêtements électrolytiques (étain, étain-zinc, cuivre-étain, cuivre-argent, cuivre, argent, cuivre-zinc, nickel, nickel-chrome, cuivre-nickel, cuivre-nickel-chrome) sont incluses dans le présent document uniquement pour les exigences dimensionnelles relatives aux fixations à filetage métrique ISO. Les exigences du présent document pour les fixations avec revêtement électrolytique priment sur celles des autres documents traitant de revêtement électrolytique. Le présent document s'applique aux fixations en acier, vis, goujons, tiges filetées et écrous à filetage métrique ISO, et autres fixations filetées et non filetées telles que les rondelles, les goupilles, les clips et les rivets. NOTE Le revêtement électrolytique est également appliqué aux fixations en acier inoxydable, par exemple pour assurer la lubrification afin d'éviter le grippage. Des informations sur la conception et l'assemblage des fixations revêtues sont données à l'Annexe A. Le présent document ne spécifie pas d'exigence pour les caractéristiques telles que la soudabilité ou l'aptitude à la peinture.

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02-Jun-2022
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Completion Date
04-Jan-2022
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ISO 4042:2022 - Fasteners — Electroplated coating systems Released:6/3/2022
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4042
Fourth edition
2022-06
Fasteners — Electroplated coating
systems
Fixations — Systèmes de revêtements électrolytiques
Reference number
ISO 4042:2022(E)
© ISO 2022
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ISO 4042:2022(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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ISO 4042:2022(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction .............................................................................................................................................................................................................................. vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ..................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions .................................................................................................................................................................................... 2

4 General characteristics of the coating .......................................................................................................................................... 2

4.1 Coating metals or alloys and main purposes .............................................................................................................. 2

4.2 Build-up of basic electroplated coating systems ...................................................................................................... 3

4.3 Coating systems and coating processes ........................................................................................................................... 4

4.4 Internal hydrogen embrittlement ......................................................................................................................................... 4

4.4.1 General ........................................................................................................................................................................................ 4

4.4.2 Fasteners with hardness up to 360 HV .......................................................................................................... 5

4.4.3 Fasteners with hardness above 360 HV and up to 390 HV .......................................................... 5

4.4.4 Fasteners with hardness above 390 HV ........................................................................................................ 5

4.4.5 Fasteners in accordance with ISO 898-1, ISO 898-2 and ISO 898-3 ...................................... 6

4.4.6 Case-hardened fasteners ................................... ........................................................................................................ .. 7

4.4.7 Work hardened fasteners and fasteners with threads rolled after heat

treatment .................................................................................................................................................................................. 8

4.4.8 Fasteners with bainitic structure ....................................................................................................................... 9

4.5 Baking ............................................................................................................................................................................................................. 9

5 Corrosion protection and testing .......................................................................................................................................................9

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 9

5.2 Neutral salt spray test (NSS) for zinc-based coating systems ................................................................... 10

5.3 Sulfur dioxide test (Kesternich test) ................................................................................................................................ 11

5.4 Bulk handling, automatic processes such as feeding and/or sorting, storage and

transport ...................................................................................................................................................................................................12

6 Dimensional requirements and testing ...................................................................................................................................12

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................12

6.2 Fasteners with ISO metric thread ......................................................................................................................................12

6.2.1 Coating thickness ............................................................................................................................................................12

6.2.2 Gaugeability and assemblability ....................................................................................................................... 13

6.3 Other fasteners .................................................................................................................................................................................... 13

6.4 Test methods for thickness determination ................................................................................................................ 14

7 Mechanical and physical properties and testing ...........................................................................................................16

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................ 16

7.2 Appearance ............................................................................................................................................................................................. 16

7.3 Corrosion resistance related to temperature .......................................................................................................... 16

7.4 Torque/clamp force relationship ......................................................................................................................................... 16

7.5 Determination of hexavalent chromium ...................................................................................................................... 16

8 Applicability of tests .....................................................................................................................................................................................17

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................ 17

8.2 Tests mandatory for each lot .................................................................................................................................................. 17

8.3 Tests for in-process control ........................................................................................................................................... ........... 17

8.4 Tests to be performed when specified by the purchaser............................................................................... 17

9 Designation system ........................................................................................................................................................................................17

9.1 General ........................................................................................................................................................................................................ 17

9.2 Designation of electroplated coating systems for the order ...................................................................... 18

9.3 Examples of designation of hexavalent chromium free electroplated coating

systems for fasteners ..................................................................................................................................................................... 20

9.4 Designation of fasteners with electroplated coating systems for labelling .................................. 21

iii
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---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 4042:2022(E)

10 Ordering requirements for electroplating ...........................................................................................................................21

11 Storage conditions ...........................................................................................................................................................................................22

Annex A (informative) Design and assembly aspects for joints with coated fasteners .............................23

Annex B (informative) Hydrogen embrittlement consideration ........................................................................................31

Annex C (informative) Corrosion protection related to zinc coatings with chromate

conversion coatings .......................................................................................................................................................................................36

Annex D (informative) Coating thickness and thread clearance for ISO metric threads .........................37

Annex E (informative) Coating systems tested in accordance with ISO 9227, NSS —

Evaluation of cabinet corrosivity for the neutral salt spray test ................................................................. 44

Annex F (informative) Obsolete designation codes for electroplated coating systems on

fasteners according to ISO 4042:1999 .......................................................................................................................................54

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................57

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---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 4042:2022(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to

the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see

www.iso.org/iso/foreword.html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 2, Fasteners, Subcommittee SC 14, Surface

coatings, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee

CEN/TC 185, Fasteners, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and

CEN (Vienna Agreement).

This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 4042:2018), which has been technically

revised. The main changes are as follows:

— in Clause 1, a statement has been added that the requirements of this document for electroplated

fasteners have precedence over other documents dealing with electroplating;

— all references to ISO 2081 and ISO 19598 have been removed because ISO 4042 is a self-containing

document for the purpose of fasteners;

— in 4.4, the measures to prevent internal hydrogen embrittlement for nuts, flat washers and case-

hardened screws have been completely revised;

— in 6.4, the reference areas for thickness determination have been more clearly specified;

— wording in the whole document has been improved to be more accurate, especially for complex

topics.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 4042:2022(E)
Introduction

ISO 4042:1999 was completely revised to take into account new developments related to hexavalent

chromium free passivations, application of sealants and top coats, requirements for functional

properties as well as results of research work to minimize the risk of hydrogen embrittlement. This

revision was published in 2018.

The last editions of ISO 2081:2018 as well as ISO 19598:2016, which are general standards for

electroplating, are not adequate to cover the requirements for electroplated fasteners dealt with in

ISO 4042, especially with regard to hydrogen embrittlement and baking. Therefore, a new revision

of ISO 4042:2018 was necessary to delete all references to these two general standards to avoid any

contradictions.

For electroplated nuts, flat washers, and case-hardened screws, measures to mitigate the risk of

hydrogen embrittlement, especially in relation to baking, have been revised to be consistent with

revisions of ISO 898-2 and ISO 2702, and to reflect findings from the latest research works. For

electroplated flat washers in accordance with ISO 898-3, it is generally accepted that tensile stress

resulting from intended and unintended bending in service may increase the risk of hydrogen

embrittlement. An appropriate test method to simulate such a scenario is currently under investigation.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4042:2022(E)
Fasteners — Electroplated coating systems
1 Scope

This document specifies requirements for steel fasteners with electroplated coatings and coating

systems. The requirements related to dimensional properties also apply to fasteners made of copper or

copper alloys.

It also specifies requirements and gives recommendations to minimize the risk of hydrogen

embrittlement, see 4.4 and Annex B.

It mainly applies to fasteners with zinc and zinc alloy coating systems (zinc, zinc-nickel, zinc-iron) and

cadmium, primarily intended for corrosion protection and other functional properties:

— with or without conversion coating,
— with or without sealant,
— with or without top coat,

— with or without lubricant (integral lubricant and/or subsequently added lubricant).

Specifications for other electroplated coatings and coating systems (tin, tin-zinc, copper-tin, copper-

silver, copper, silver, copper-zinc, nickel, nickel-chromium, copper-nickel, copper-nickel-chromium)

are included in this document only for dimensional requirements related to fasteners with ISO metric

threads.

The requirements of this document for electroplated fasteners take precedence over other documents

dealing with electroplating.

This document applies to steel bolts, screws, studs and nuts with ISO metric thread, to other threaded

fasteners and to non-threaded fasteners such as washers, pins, clips and rivets.

NOTE Electroplating is also applied to stainless steel fasteners, e.g. for the purpose of lubrication in order to

avoid galling.
Information for design and assembly of coated fasteners is given in Annex A.

This document does not specify requirements for properties such as weldability or paintability.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 1456, Metallic and other inorganic coatings — Electrodeposited coatings of nickel, nickel plus

chromium, copper plus nickel and of copper plus nickel plus chromium

ISO 1463, Metallic and oxide coatings — Measurement of coating thickness — Microscopical method

ISO 1502, ISO general-purpose metric screw threads — Gauges and gauging

ISO 1891-2, Fasteners — Terminology — Part 2: Vocabulary and definitions for coatings

ISO 2082, Metallic and other inorganic coatings — Electroplated coatings of cadmium with supplementary

treatments on iron or steel
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ISO 4042:2022(E)
ISO 2093, Electroplated coatings of tin — Specification and test methods

ISO 2177, Metallic coatings — Measurement of coating thickness — Coulometric method by anodic

dissolution

ISO 2178, Non-magnetic coatings on magnetic substrates — Measurement of coating thickness — Magnetic

method

ISO 3497, Metallic coatings — Measurement of coating thickness — X-ray spectrometric methods

ISO 3613, Metallic and other inorganic coatings — Chromate conversion coatings on zinc, cadmium,

aluminium-zinc alloys and zinc-aluminium alloys — Test methods

ISO 4521, Metallic and other inorganic coatings — Electrodeposited silver and silver alloy coatings for

engineering purposes — Specification and test methods
ISO 8991, Designation system for fasteners
ISO 9227, Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests

ISO 15330, Fasteners — Preloading test for the detection of hydrogen embrittlement — Parallel bearing

surface method

ISO 15726, Metallic and other inorganic coatings — Electrodeposited zinc alloys with nickel, cobalt or iron

ISO 16047, Fasteners — Torque/clamp force testing
ISO 16228, Fasteners — Types of inspection documents

ISO 21968, Non-magnetic metallic coatings on metallic and non-metallic basis materials — Measurement

of coating thickness — Phase-sensitive eddy-current method

ASME B18.6.3, Machine Screws, Tapping Screws, and Metallic Drive Screws (Inch Series)

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1891-2 and the following

apply.

ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
reference panel

reference material that is to be exposed to check the corrosivity level of the test cabinet used for

fastener testing
4 General characteristics of the coating
4.1 Coating metals or alloys and main purposes

Electroplated coating systems for steel fasteners are primarily applied for corrosion protection and

functional properties, such as torque/clamp force relationship.

In addition, other functional properties or decorative properties can be specified; see Annex A.

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ISO 4042:2022(E)

Commonly used electroplated coatings for fasteners are given in Table 1 along with their main

purpose(s). Additional information, such as designation or decorative aspects, can be found in other

relevant ISO standards listed in the last column of Table 1.

Table 1 — Electroplated coatings in accordance with their main purpose(s) and related

ISO standards
Coating metal(s) Main purpose
Nature of the coating ISO standard
Symbol Element
for fasteners
Zn Zinc Metal P/D/F —
ZnNi Zinc-nickel Alloy P/D/F ISO 15726
ZnFe Zinc-iron Alloy P/D/F ISO 15726
Cd Cadmium Metal P/F ISO 2082
Ni Nickel Metal D/F ISO 1456
Ni+Cr Nickel+chromium Multi-layer D ISO 1456
Cu+Ni Copper+nickel Multi-layer D ISO 1456
Cu+Ni+Cr Copper+nickel+chromium Multi-layer D ISO 1456
CuZn Brass Alloy D —
CuSn Copper-tin (bronze) Alloy F —
Cu Copper Metal F/D —
Ag Silver Metal F/D ISO 4521
CuAg Copper-silver Alloy F —
Sn Tin Metal F ISO 2093
SnZn Tin-zinc Alloy F/P —
P corrosion protection
F functional properties
D decorative properties (colour, aspect)

Cadmium is restricted or prohibited for many applications (remaining cadmium users are predominantly military and

aerospace industries).
4.2 Build-up of basic electroplated coating systems
Figure 1 shows basic electroplated coating systems.
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ISO 4042:2022(E)
Key
1 only metal layer(s)
2 metal layer(s) + conversion coating
3 metal layer(s) + conversion coating + additional lubricant
4 metal layer(s) + conversion coating + sealant/top coat
5 metal layer(s) + conversion coating + sealant/top coat + additional lubricant
Figure 1 — Basic electroplated coating systems (schematic)

A conversion coating increases corrosion protection on zinc, zinc alloy and cadmium coatings. It may be

a passivation (chromium VI free) or a chromatation (chromium VI containing). The conversion coating

can also provide better adhesion for additional layer(s) and/or additional colour/paint.

An additional sealant/top coat (with or without integral lubricant) may be chosen to increase corrosion

resistance and/or to achieve other specific properties (e.g. torque/clamp force properties, resistance to

chemicals, mechanical resistance, aspect, colour, thermal stability, increased electrical resistance, UV

radiation resistance). The selection of the nature of a sealant or top coat should be based on the desired

additional properties.

An additional lubricant may be applied to adjust or amend the torque/clamp force relationship.

NOTE Electroplating is also applied on stainless steel fasteners, e.g. for the purpose of lubrication in order to

avoid galling.
4.3 Coating systems and coating processes

The type and geometry of the fastener should be considered when selecting a coating system and the

related coating process (see Annex A) as well as hydrogen embrittlement considerations (see Annex B).

The electroplating process shall be under control, in accordance with a recognized standard and/or a

specification by agreement with the purchaser. Recommendations for supplemental process verification

with regard to internal hydrogen embrittlement are given in 4.5 and B.4.
4.4 Internal hydrogen embrittlement
4.4.1 General

The three following conditions shall be concurrently present for fasteners to generate a risk of Internal

Hydrogen Embrittlement (IHE), see also Annex B:
— high tensile strength or high hardness, including case-hardening;
— tensile stress, including residual tensile stress;
— atomic hydrogen absorbed by the steel.
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ISO 4042:2022(E)

The susceptibility to IHE increases with increasing hardness of the fastener. Appropriate measures for

prevention of IHE for quenched and tempered fasteners depending on hardness are specified in Table 2.

Table 2 and 4.4.2 to 4.4.4 provide the general guidelines for measures related to IHE as a function of

hardness.

The general guidelines of Table 2 are translated in 4.4.5 and 4.4.6 into normative requirements

applicable specifically to each type of fasteners in relation to its property class (see Tables 3 to 5) or its

core hardness (see Tables 6 and 7). These specific normative requirements are based on both hardness

and the degree of tensile stress experienced by each type of fasteners by its design and function.

Table 2 — Measures related to IHE for quenched and tempered fasteners
with regard to hardness
360 HV 390 HV
A B C

No supplemental process verification Supplemental process verification Supplemental process verification

or product testing and/or product testing and/or product testing
with regard to IHE with regard to IHE with regard to IHE
AND OR AND
Baking
No baking necessary Baking (baking temperature and duration
shall be specified)
At the discretion of the
— —
fastener manufacturer
See 4.4.2 See 4.4.3 and B.6 See 4.4.4 and B.6
For fasteners work hardened to high hardness, see 4.4.7 and B.5.
4.4.2 Fasteners with hardness up to 360 HV

When electroplating quenched and tempered fasteners with specified maximum hardness up to 360 HV

(A in Tables 2, 3, 4 and 5), no supplemental process verification with regard to IHE and no baking are

necessary.
4.4.3 Fasteners with hardness above 360 HV and up to 390 HV

When electroplating quenched and tempered fasteners with specified maximum hardness above

360 HV and up to and including 390 HV (B in Tables 2, 3 and 5), at the choice of the fastener manufacturer

baking is not required provided supplemental process verification and/or product testing with regard

to IHE have been performed.

For fasteners in this specified hardness range, electroplating does not pose a risk of IHE. In case of a

failure in a product test, it cannot be assumed that baking the parts would have prevented such failure:

the metallurgical and physical conditions of the fastener material should be investigated for non-

conformances. For more information, see B.2 and B.4.
4.4.4 Fasteners with hardness above 390 HV

When electroplating quenched and tempered fasteners with specified maximum hardness above

390 HV (C in Tables 2 and 3), baking is required; see B.4 for minimum recommended baking temperature

and duration.
The following exemptions apply:

— for fasteners which are not specified to be under tensile stress by design or standard (e.g. set screws

in accordance with ISO 898-5), baking is not required (see B.2);
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ISO 4042:2022(E)

— induction hardened ends (e.g. for thread forming screws) shall not be considered for determining

measures related to IHE in relation to Table 2, because they are normally not subjected to tensile

stress provided that the end protrudes through the mating thread;

— alkaline zinc-nickel electroplatings with nickel content of 12 % to 16 % present a lower risk of IHE

(see B.3), therefore it is possible to avoid baking; the decision to not carry out baking shall be based

on testing (see B.6) and be agreed between the supplier and the purchaser.

NOTE 1 Alkaline zinc-nickel electroplating processes with typical nickel content of 12 % to 16 % are also

known as “low hydrogen embrittlement” processes (LHE) in the aerospace industry, see B.3.

NOTE 2 For acid zinc-nickel electroplatings, studies have shown similar benefits as for alkaline zinc-nickel

electroplatings, however more data are necessary to confirm baking avoidance.
4.4.5 Fasteners in accordance with ISO 898-1, ISO 898-2 and ISO 898-3

For fasteners in accordance with ISO 898-1, ISO 898-2 and ISO 898-3, Tables 3, 4 and 5 apply.

Table 3 — Measures related to IHE for fasteners in accordance with ISO 898-1
Property class < 10.9 10.9 12.9/12.9
A B C
No supplemental process Supplemental process Supplemental process
verification or product verification and/or product verification and/or product
testing with regard to IHE testing with regard to IHE testing with regard to IHE
Measures related
AND OR AND
to IHE
a, b
No baking necessary Baking Baking
At the choice of the fastener
— —
manufacturer
See 4.4.2 See 4.4.3 and B.6 See 4.4.4 and B.6

For alkaline zinc-nickel electroplatings with nickel content of 12 % to 16 %, the decision to not carry out baking shall

be based
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 4042
Quatrième édition
2022-06
Fixations — Systèmes de revêtements
électrolytiques
Fasteners — Electroplated coating systems
Numéro de référence
ISO 4042:2022(F)
© ISO 2022
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ISO 4042:2022(F)
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© ISO 2022

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
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ISO 4042:2022(F)
Sommaire Page

Avant-propos ...............................................................................................................................................................................................................................v

Introduction .............................................................................................................................................................................................................................. vi

1 Domaine d'application ...................................................................................................................................................................................1

2 Références normatives ..................................................................................................................................................................................1

3 Termes et définitions ...................................................................................................................................................................................... 2

4 Caractéristiques générales du revêtement .............................................................................................................................. 3

4.1 Métaux ou alliages constituant le revêtement et objectifs principaux ................................................. 3

4.2 Constitution des principaux systèmes de revêtements électrolytiques ............................................. 3

4.3 Systèmes de revêtements et procédés de revêtement ........................................................................................ 4

4.4 Fragilisation par l'hydrogène interne ................................................................................................................................ 5

4.4.1 Généralités ............................................................................................................................................................................... 5

4.4.2 Fixations de dureté jusqu'à 360 HV ................................................................................................................... 5

4.4.3 Fixations de dureté supérieure à 360 HV et jusqu'à 390 HV ....................................................... 5

4.4.4 Fixations de dureté supérieure à 390 HV ..................................................................................................... 6

4.4.5 Fixations conformes à l'ISO 898-1, ISO 898-2 et ISO 898-3 .......................................................... 6

4.4.6 Fixations cémentées ........................................................................................................................................................ 7

4.4.7 Fixations écrouies et fixations avec filets roulés après traitement thermique .......... 9

4.4.8 Fixations à structure bainitique ........................................................................................................................... 9

4.5 Dégazage ...................................................................................................................................................................................................... 9

5 Protection contre la corrosion et essais ..................................................................................................................................... 9

5.1 Généralités ................................................................................................................................................................................................. 9

5.2 Essai au brouillard salin neutre (BS) pour systèmes de revêtements à base de zinc .......... 10

5.3 Essai au dioxyde de soufre (essai Kesternich) ......... ................................................................................................ 11

5.4 Manutention en vrac, procédés automatiques tels que l'alimentation et/ou le tri,

stockage et transport ....................................................................................................................................................................12

6 Exigences dimensionnelles et essais ...........................................................................................................................................12

6.1 Généralités ..............................................................................................................................................................................................12

6.2 Fixations à filetage métrique ISO ........................................................................................................................................12

6.2.1 Épaisseur de revêtement ..........................................................................................................................................12

6.2.2 Aptitude au contrôle par calibre du filetage et aptitude à l'assemblage .......................13

6.3 Autres fixations .................................................................................................................................................................................. 14

6.4 Méthodes d'essai pour la détermination de l'épaisseur .................................................................................. 14

7 Caractéristiques mécaniques et physiques, et essais ................................................................................................17

7.1 Généralités .............................................................................................................................................................................................. 17

7.2 Aspect .......................................................................................................................................................................................................... 17

7.3 Résistance à la corrosion par rapport à la température ................................................................................ 17

7.4 Relation couple/tension .............................................................................................................................................................. 17

7.5 Détermination du chrome hexavalent ............................................................................................................................ 17

8 Conditions d’application des essais ..............................................................................................................................................18

8.1 Généralités .............................................................................................................................................................................................. 18

8.2 Essais obligatoires pour chaque lot .................................................................................................................................. 18

8.3 Essais pour le contrôle en fabrication............................................................................................................................. 18

8.4 Essais à effectuer lorsque spécifiés par le client ................................................................................................... 18

9 Système de désignation .............................................................................................................................................................................18

9.1 Généralités .............................................................................................................................................................................................. 18

9.2 Désignation des systèmes de revêtements électrolytiques pour la commande ....................... 19

9.3 Exemples de désignation des systèmes de revêtements électrolytiques sans

chrome hexavalent pour les fixations ............................................................................................................................. 21

9.4 Désignation des fixations avec systèmes de revêtements électrolytiques pour

l'étiquetage .............................................................................................................................................................................................. 22

iii
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ISO 4042:2022(F)

10 Spécifications pour la commande d'un revêtement électrolytique ...........................................................22

11 Conditions de stockage ..............................................................................................................................................................................23

Annexe A (informative) Aspects relatifs à la conception et aux assemblages avec

des fixations revêtues .................................................................................................................................................................................24

Annexe B (informative) Considérations relatives à la fragilisation par l'hydrogène ...................................32

Annexe C (informative) Protection contre la corrosion pour les revêtements de zinc

avec chromatation ...........................................................................................................................................................................................37

Annexe D (informative) Épaisseur de revêtement et jeu dans le filetage pour les filetages

métriques ISO .......................................................................................................................................................................................................38

Annexe E (informative) Systèmes de revêtements soumis à essai conformément

à l'ISO 9227, BS — Évaluation de l'agressivité de l'enceinte pour l'essai au brouillard

salin neutre .............................................................................................................................................................................................................45

Annexe F (informative) Codes de désignation obsolètes pour les systèmes de revêtements

électrolytiques des fixations, selon l'ISO 4042:1999 .................................................................................................55

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................58

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ISO 4042:2022(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a

été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir

www.iso.org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.

Le présent document a été préparé par le comité technique ISO/TC 2, Fixations, Sous-comité SC 14

Revêtements de surface, en collaboration avec le Comité Européen de Normalisation (CEN) comité

technique CEN/TC 185, Fixations, conformément à l'accord de coopération technique entre l'ISO et le

CEN (accord de Vienne).

Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 4042:2018) qui a fait l'objet d'une

révision technique. Les principales modifications sont les suivantes:

— à l'Article 1, le fait que les exigences du présent document pour les fixations avec revêtement

électrolytique priment sur celles des autres documents traitant de revêtement électrolytique a été

ajouté;

— toutes les références à l'ISO 2081 et à l'ISO 19598 ont été supprimées, car l'ISO 4042 est un document

autonome pour le domaine des fixations;

— au 4.4, les mesures pour éviter la fragilisation par l'hydrogène interne pour les écrous, les rondelles

de forme plane et les vis cémentées ont été entièrement révisées;

— au 6.4, les zones de référence pour la détermination de l'épaisseur ont été spécifiées de façon plus

précise;

— la rédaction de l'ensemble du document a été améliorée pour être plus précise, en particulier pour

les sujets complexes.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
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ISO 4042:2022(F)
Introduction

L'ISO 4042:1999 a été complètement révisée pour prendre en compte les nouveaux développements sur

les passivations sans chrome hexavalent, l'application de finitions «sealer» et «top coat», les exigences

concernant les caractéristiques fonctionnelles ainsi que les résultats des travaux de recherche pour

minimiser le risque de fragilisation par l'hydrogène. Cette révision a été publiée en 2018.

Les dernières éditions de l'ISO 2081:2018 ainsi que de l'ISO 19598:2016, qui sont des normes générales

pour les revêtements électrolytiques, sont inadéquates pour traiter des exigences des fixations avec

revêtement électrolytique qui font l'objet de l'ISO 4042, et tout particulièrement par rapport à la

fragilisation par l'hydrogène et au dégazage. Par conséquent, une nouvelle révision de l'ISO 4042:2018

a été nécessaire pour supprimer toute référence à ces deux normes générales afin d'éviter toute

contradiction.

Pour les écrous, les rondelles de forme plane et les vis cémentées avec revêtement électrolytique, les

mesures pour minimiser le risque de fragilisation par l'hydrogène, en particulier en ce qui concerne

le dégazage, ont été révisées pour être en cohérence avec les révisions des ISO 898-2 et ISO 2702, et

pour tenir compte des résultats des travaux de recherche les plus récents. Dans le cas des rondelles

de forme plane avec revêtement électrolytique conformes à l’ISO 898-3, il est généralement admis que

la contrainte de traction résultant d’une flexion lors de l’utilisation, prévisible ou intempestive, peut

augmenter le risque de fragilisation par l'hydrogène. Une méthode d'essai appropriée pour simuler un

tel scénario est actuellement à l'étude.
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NORME INTERNATIONALE ISO 4042:2022(F)
Fixations — Systèmes de revêtements électrolytiques
1 Domaine d'application

Le présent document spécifie les exigences pour les fixations en acier avec revêtements et systèmes de

revêtements électrolytiques. Les exigences relatives aux caractéristiques dimensionnelles s'appliquent

également aux fixations en cuivre ou en alliages de cuivre.

Il spécifie également les exigences et donne des recommandations afin de minimiser le risque de

fragilisation par l'hydrogène; voir 4.4 et l'Annexe B.

Il s'applique principalement aux fixations avec revêtement de zinc et d'alliage de zinc (zinc, zinc-nickel,

zinc-fer) et de cadmium ainsi qu’aux systèmes de revêtements, essentiellement destinés à la protection

contre la corrosion et à l'obtention d'autres caractéristiques fonctionnelles:
— avec ou sans couche de conversion;
— avec ou sans finition «sealer»;
— avec ou sans finition «top coat»;
— avec ou sans lubrifiant (lubrifiant intégré et/ou lubrifiant additionnel).

Les spécifications concernant d'autres revêtements et systèmes de revêtements électrolytiques (étain,

étain-zinc, cuivre-étain, cuivre-argent, cuivre, argent, cuivre-zinc, nickel, nickel-chrome, cuivre-

nickel, cuivre-nickel-chrome) sont incluses dans le présent document uniquement pour les exigences

dimensionnelles relatives aux fixations à filetage métrique ISO.

Les exigences du présent document pour les fixations avec revêtement électrolytique priment sur celles

des autres documents traitant de revêtement électrolytique.

Le présent document s'applique aux fixations en acier, vis, goujons, tiges filetées et écrous à filetage

métrique ISO, et autres fixations filetées et non filetées telles que les rondelles, les goupilles, les clips et

les rivets.

NOTE Le revêtement électrolytique est également appliqué aux fixations en acier inoxydable, par exemple

pour assurer la lubrification afin d'éviter le grippage.

Des informations sur la conception et l'assemblage des fixations revêtues sont données à l'Annexe A.

Le présent document ne spécifie pas d'exigence pour les caractéristiques telles que la soudabilité ou

l'aptitude à la peinture.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu'ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les

éventuels amendements)

ISO 1456, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Dépôts électrolytiques de nickel,

de nickel plus chrome, de cuivre plus nickel et de cuivre plus nickel plus chrome

ISO 1463, Revêtements métalliques et couches d'oxyde — Mesurage de l'épaisseur de revêtement — Méthode

par coupe micrographique

ISO 1502, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Calibres à limites et vérification

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ISO 4042:2022(F)

ISO 1891-2, Fixations — Terminologie — Partie 2: Vocabulaire et définitions pour les revêtements

ISO 2082, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Dépôts électrolytiques de

cadmium avec traitements supplémentaires sur fer ou acier
ISO 2093, Dépôts électrolytiques d'étain — Spécifications et méthodes d'essai

ISO 2177, Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur — Méthode coulométrique par dissolution

anodique

ISO 2178, Revêtement métalliques non magnétiques sur métal de base magnétique — Mesurage de

l'épaisseur du revêtement — Méthode magnétique

ISO 3497, Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur du revêtement — Méthodes par

spectrométrie de rayons X

ISO 3613, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Couches de conversion au

chromate sur zinc, cadmium et alliages d'aluminium-zinc et de zinc-aluminium — Méthodes d'essai

ISO 4521, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Dépôts électrolytiques d'argent

et d'alliages d'argent pour applications industrielles — Spécifications et méthodes d'essai

ISO 8991, Système de désignation des éléments de fixation

ISO 9227, Essais de corrosion en atmosphères artificielles — Essais aux brouillards salins

ISO 15330, Éléments de fixation — Essai de précharge pour la détection de la fragilisation par l'hydrogène

— Méthode des plaques parallèles

ISO 15726, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Dépôts électrolytiques

d'alliages de zinc au nickel, cobalt ou fer
ISO 16047, Éléments de fixation — Essais couple/tension
ISO 16228, Fixations — Types de documents de contrôle

ISO 21968, Revêtements métalliques non magnétiques sur des matériaux de base métalliques et non

métalliques — Mesurage de l'épaisseur de revêtement — Méthode par courants de Foucault sensible aux

variations de phase

ASME B18.6.3, Machine Screws, Tapping Screws, and Metallic Drive Screws (Inch Series)

3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 1891-2 ainsi que les suivants,

s'appliquent.

L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse http:// www .iso .org/ obp.

— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
plaque de référence

matériau de référence à exposer pour vérifier le degré d'agressivité de l'enceinte d'essai utilisée pour

les essais de fixations
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ISO 4042:2022(F)
4 Caractéristiques générales du revêtement
4.1 Métaux ou alliages constituant le revêtement et objectifs principaux

Les systèmes de revêtements électrolytiques pour les fixations en acier sont essentiellement destinés à

la protection contre la corrosion et à l'obtention de caractéristiques fonctionnelles, telles que la relation

couple/tension.

De plus, d'autres caractéristiques fonctionnelles ou propriétés d'aspect peuvent être spécifiées; voir

Annexe A.

Le Tableau 1 présente les revêtements électrolytiques couramment utilisés pour les fixations, ainsi

que leur(s) fonction(s) principale(s). Des informations supplémentaires, telles que la désignation ou

l'aspect, peuvent être trouvées dans d'autres normes ISO pertinentes listées dans la dernière colonne

du Tableau 1.

Tableau 1 — Revêtements électrolytiques par rapport à leur(s) fonction(s) principale(s), et

normes ISO correspondantes
Métal/Métaux du revêtement Fonction
principale
Nature Norme ISO
du revêtement pour
Symbole Élément
fixations
Zn Zinc Métal P/D/F —
ZnNi Zinc-nickel Alliage P/D/F ISO 15726
ZnFe Zinc-fer Alliage P/D/F ISO 15726
Cd Cadmium Métal P/F ISO 2082
Ni Nickel Métal D/F ISO 1456
Ni+Cr Nickel+chrome Multicouche D ISO 1456
Cu+Ni Cuivre+nickel Multicouche D ISO 1456
Cu+Ni+Cr Cuivre+nickel+chrome Multicouche D ISO 1456
CuZn Laiton Alliage D —
CuSn Cuivre-étain (bronze) Alliage F —
Cu Cuivre Métal F/D —
Ag Argent Métal F/D ISO 4521
CuAg Cuivre-argent Alliage F —
Sn Étain Métal F ISO 2093
SnZn Étain-zinc Alliage F/P —
P protection contre la corrosion
F caractéristiques fonctionnelles
D propriétés décoratives (couleur, aspect)

Le cadmium est restreint ou interdit pour de nombreuses applications (les derniers utilisateurs du cadmium sont

principalement les industries militaires et aérospatiales).
4.2 Constitution des principaux systèmes de revêtements électrolytiques
La Figure 1 montre les principaux systèmes de revêtements électrolytiques.
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ISO 4042:2022(F)
Légende
1 uniquement couche(s) métallique(s)
2 couche(s) métallique(s) + couche de conversion
3 couche(s) métallique(s) + couche de conversion + lubrifiant additionnel
4 couche(s) métallique(s) + couche de conversion + finition «sealer/top coat»

5 couche(s) métallique(s) + couche de conversion + finition «sealer/top coat» + lubrifiant additionnel

Figure 1 — Représentation schématique des principaux systèmes de revêtements
électrolytiques

Une couche de conversion augmente la protection contre la corrosion sur les revêtements de zinc,

d'alliage de zinc et de cadmium. Il peut s'agir d'une passivation (sans chrome VI) ou d'une chromatation

(contenant du chrome VI). La couche de conversion peut également permettre une meilleure adhérence

de la/des couche(s) supplémentaire(s), et/ou des couleurs/peintures additionnelles.

Une finition «sealer/top coat» additionnelle (avec ou sans lubrifiant intégré) peut être choisie pour

augmenter la résistance à la corrosion et/ou obtenir d'autres caractéristiques spécifiques (par

exemple, relation couple/tension, résistance chimique, résistance mécanique, aspect, couleur, stabilité

thermique, résistance électrique accrue, résistance aux rayons UV). Il convient de choisir la nature de la

finition «sealer» ou «top coat» en fonction des caractéristiques additionnelles souhaitées.

Un lubrifiant additionnel peut être appliqué pour ajuster ou modifier la relation couple/tension.

NOTE Le revêtement électrolytique est également appliqué aux fixations en acier inoxydable, par exemple

pour assurer la lubrification afin d'éviter le grippage.
4.3 Systèmes de revêtements et procédés de revêtement

Il convient que le type et la géométrie de la fixation soient pris en compte lors du choix du système de

revêtement et du procédé d'application adapté (voir Annexe A) et que les aspects de fragilisation par

l'hydrogène soient pris en considération (voir Annexe B).

Le procédé de revêtement électrolytique doit être maîtrisé, conformément à une norme reconnue

et/ou à une spécification par accord avec le client. Les recommandations relatives à la vérification

supplémentaire du procédé en ce qui concerne la fragilisation par l'hydrogène interne sont présentées

aux 4.5 et B.4.
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ISO 4042:2022(F)
4.4 Fragilisation par l'hydrogène interne
4.4.1 Généralités

Les trois conditions suivantes doivent être simultanément présentes pour entraîner un risque de

fragilisation par l'hydrogène interne des fixations (IHE - Internal Hydrogen Embrittlement), voir

également l'Annexe B:
— résistance à la traction élevée ou dureté élevée, y compris cémentation;
— contraintes de traction, y compris contrainte de traction résiduelle;
— hydrogène à l’état atomique absorbé par l'acier.

La susceptibilité à l'IHE augmente avec l'augmentation de la dureté de la fixation. Des mesures

appropriées de prévention de l'IHE pour les fixations trempées et revenues sont spécifiées dans le

Tableau 2 en fonction de la dureté.

Le Tableau 2 et les paragraphes 4.4.2 à 4.4.4 fournissent les lignes directrices générales pour les

mesures relatives à l'IHE en fonction de la dureté.

Les lignes directrices générales du Tableau 2 sont traduites dans les paragraphes 4.4.5 et 4.4.6 en

exigences normatives spécifiquement applicables à chaque type de fixations par rapport à sa classe de

qualité (voir Tableaux 3 à 5) ou par rapport à sa dureté à cœur (voir Tableaux 6 et 7). Ces exigences

normatives spécifiques sont basées à la fois sur la dureté et le degré de contraintes de traction subies

par chaque type de fixation qui dépendent de sa conception et de sa fonction.
Tableau 2 — Mesures relatives à l'IHE pour les fixations trempées et revenues,
en fonction de la dureté
360 HV 390 HV
A B C

Aucune vérification supplémentaire Vérification supplémentaire Vérification supplémentaire

du procédé ou d’essai produit du procédé et/ou essai du procédé et/ou essai produit

par rapport à l'IHE produit par rapport à l'IHE par rapport à l'IHE
ET OU ET
Aucun dégazage nécessaire Dégazage Dégazage
(la température et la durée de
dégazage doivent être spécifiées)
— Au choix du fabricant de fixa- —
tions
Voir 4.4.2 Voir 4.4.3 et B.6 Voir 4.4.4 et B.6

Pour les fixations écrouies et présentant une dureté élevée, voir 4.4.7 et B.5.

4.4.2 Fixations de dureté jusqu'à 360 HV

Lors de l'application d'un revêtement électrolytique sur des fixations trempées et revenues de dureté

maximale spécifiée jusqu'à 360 HV (A dans les Tableaux 2, 3, 4 et 5), aucune vérification supplémentaire

du procédé n'est nécessaire par rapport
...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 4042
ISO/TC 2/SC 14
Fasteners — Electroplated coating
Secretariat: DIN
systems
Voting begins on:
2021-11-08
Fixations — Systèmes de revêtements électrolytiques
Voting terminates on:
2022-01-03
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 4042:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2021
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ISO/FDIS 4042:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

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ISO/FDIS 4042:2021(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction .............................................................................................................................................................................................................................. vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ..................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions .................................................................................................................................................................................... 2

4 General characteristics of the coating .......................................................................................................................................... 2

4.1 Coating metals or alloys and main purposes .............................................................................................................. 2

4.2 Build-up of basic electroplated coating systems ...................................................................................................... 3

4.3 Coating systems and coating processes ........................................................................................................................... 4

4.4 Internal hydrogen embrittlement ......................................................................................................................................... 4

4.4.1 General ........................................................................................................................................................................................ 4

4.4.2 Fasteners with hardness up to 360 HV .......................................................................................................... 5

4.4.3 Fasteners with hardness above 360 HV and up to 390 HV .......................................................... 5

4.4.4 Fasteners with hardness above 390 HV ........................................................................................................ 5

4.4.5 Fasteners in accordance with ISO 898-1, ISO 898-2 and ISO 898-3 ...................................... 6

4.4.6 Case-hardened fasteners ........................................................................................................................................... .. 7

4.4.7 Work hardened fasteners and fasteners with threads rolled after heat

treatment .................................................................................................................................................................................. 8

4.4.8 Fasteners with bainitic structure ....................................................................................................................... 9

4.5 Baking ............................................................................................................................................................................................................. 9

5 Corrosion protection and testing .......................................................................................................................................................9

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 9

5.2 Neutral salt spray test (NSS) for zinc-based coating systems ................................................................... 10

5.3 Sulfur dioxide test (Kesternich test) ................................................................................................................................ 11

5.4 Bulk handling, automatic processes such as feeding and/or sorting, storage and

transport ...................................................................................................................................................................................................12

6 Dimensional requirements and testing ...................................................................................................................................12

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................12

6.2 Fasteners with ISO metric thread ......................................................................................................................................12

6.2.1 Coating thickness ............................................................................................................................................................12

6.2.2 Gaugeability and assemblability ....................................................................................................................... 13

6.3 Other fasteners .................................................................................................................................................................................... 13

6.4 Test methods for thickness determination ................................................................................................................ 14

7 Mechanical and physical properties and testing ...........................................................................................................16

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................ 16

7.2 Appearance ............................................................................................................................................................................................. 16

7.3 Corrosion resistance related to temperature .......................................................................................................... 16

7.4 Torque/clamp force relationship ......................................................................................................................................... 16

7.5 Determination of hexavalent chromium ...................................................................................................................... 16

8 Applicability of tests .....................................................................................................................................................................................17

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................ 17

8.2 Tests mandatory for each lot .................................................................................................................................................. 17

8.3 Tests for in-process control ........................................................................................................................................... ........... 17

8.4 Tests to be performed when specified by the purchaser............................................................................... 17

9 Designation system ........................................................................................................................................................................................17

9.1 General ........................................................................................................................................................................................................ 17

9.2 Designation of electroplated coating systems for the order ...................................................................... 18

9.3 Examples of designation of hexavalent chromium free electroplated coating

systems for fasteners ..................................................................................................................................................................... 20

9.4 Designation of fasteners with electroplated coating systems for labelling .................................. 21

iii
© ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 4042:2021(E)

10 Ordering requirements for electroplating ...........................................................................................................................21

11 Storage conditions ...........................................................................................................................................................................................22

Annex A (informative) Design and assembly aspects for joints with coated fasteners .............................23

Annex B (informative) Hydrogen embrittlement consideration ........................................................................................31

Annex C (informative) Corrosion protection related to zinc coatings with chromate

conversion coatings .......................................................................................................................................................................................36

Annex D (informative) Coating thickness and thread clearance for ISO metric threads .........................37

Annex E (informative) Coating systems tested in accordance with ISO 9227, NSS —

Evaluation of cabinet corrosivity for the neutral salt spray test ................................................................. 44

Annex F (informative) Obsolete designation codes for electroplated coating systems on

fasteners according to ISO 4042:1999 .......................................................................................................................................54

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................57

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ISO/FDIS 4042:2021(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to

the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see

www.iso.org/iso/foreword.html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 2, Fasteners, Subcommittee SC 14, Surface

coatings, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee

CEN/TC 185, Fasteners, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and

CEN (Vienna Agreement).

This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 4042:2018), which has been technically

revised. The main changes are as follows:

— in Clause 1, a statement has been added that the requirements of this document for electroplated

fasteners have precedence over other documents dealing with electroplating;

— all references to ISO 2081 and ISO 19598 have been removed because ISO 4042 is a self-containing

document for the purpose of fasteners;

— in 4.4, the measures to prevent internal hydrogen embrittlement for nuts, flat washers and case-

hardened screws have been completely revised;

— in 6.4, the reference areas for thickness determination have been more clearly specified;

— wording in the whole document has been improved to be more accurate, especially for complex

topics.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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ISO/FDIS 4042:2021(E)
Introduction

ISO 4042:1999 was completely revised to take into account new developments related to hexavalent

chromium free passivation, application of sealants and top coats, requirements for functional properties

as well as results of research work to minimize the risk of hydrogen embrittlement. This revision was

published in 2018.

The last editions of ISO 2081:2018 as well as ISO 19598:2016, which are general standards for

electroplating, are not adequate to cover the requirements for electroplated fasteners dealt with in

ISO 4042, especially with regard to hydrogen embrittlement and baking. Therefore, a new revision

of ISO 4042:2018 was necessary to delete all references to these two general standards to avoid any

contradictions.

For electroplated nuts, flat washers, and case-hardened screws, measures to mitigate the risk of

hydrogen embrittlement, especially in relation to baking, have been revised to be consistent with

revisions of ISO 898-2 and ISO 2702, and to reflect findings from the latest research works. For

electroplated flat washers in accordance with ISO 898-3, it is generally accepted that tensile stress

resulting from intended and unintended bending in service may increase the risk of hydrogen

embrittlement. An appropriate test method to simulate such a scenario is currently under investigation.

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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 4042:2021(E)
Fasteners — Electroplated coating systems
1 Scope

This document specifies requirements for steel fasteners with electroplated coatings and coating

systems. The requirements related to dimensional properties also apply to fasteners made of copper or

copper alloys.

It also specifies requirements and gives recommendations to minimize the risk of hydrogen

embrittlement, see 4.4 and Annex B.

It mainly applies to fasteners with zinc and zinc alloy coating systems (zinc, zinc-nickel, zinc-iron) and

cadmium, primarily intended for corrosion protection and other functional properties:

— with or without conversion coating,
— with or without sealant,
— with or without top coat,

— with or without lubricant (integral lubricant and/or subsequently added lubricant).

Specifications for other electroplated coatings and coating systems (tin, tin-zinc, copper-tin, copper-

silver, copper, silver, copper-zinc, nickel, nickel-chromium, copper-nickel, copper-nickel-chromium)

are included in this document only for dimensional requirements related to fasteners with ISO metric

threads.

The requirements of this document for electroplated fasteners take precedence over other documents

dealing with electroplating.

This document applies to steel bolts, screws, studs and nuts with ISO metric thread, to other threaded

fasteners and to non-threaded fasteners such as washers, pins, clips and rivets.

NOTE Electroplating is also applied to stainless steel fasteners, e.g. for the purpose of lubrication in order to

avoid galling.
Information for design and assembly of coated fasteners is given in Annex A.

This document does not specify requirements for properties such as weldability or paintability.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 1456, Metallic and other inorganic coatings — Electrodeposited coatings of nickel, nickel plus

chromium, copper plus nickel and of copper plus nickel plus chromium

ISO 1463, Metallic and oxide coatings — Measurement of coating thickness — Microscopical method

ISO 1502, ISO general-purpose metric screw threads — Gauges and gauging

ISO 1891-2, Fasteners — Terminology — Part 2: Vocabulary and definitions for coatings

ISO 2082, Metallic and other inorganic coatings — Electroplated coatings of cadmium with supplementary

treatments on iron or steel
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ISO/FDIS 4042:2021(E)
ISO 2093, Electroplated coatings of tin — Specification and test methods

ISO 2177, Metallic coatings — Measurement of coating thickness — Coulometric method by anodic

dissolution

ISO 2178, Non-magnetic coatings on magnetic substrates — Measurement of coating thickness — Magnetic

method

ISO 3497, Metallic coatings — Measurement of coating thickness — X-ray spectrometric methods

ISO 3613, Metallic and other inorganic coatings — Chromate conversion coatings on zinc, cadmium,

aluminium-zinc alloys and zinc-aluminium alloys — Test methods

ISO 4521, Metallic and other inorganic coatings — Electrodeposited silver and silver alloy coatings for

engineering purposes — Specification and test methods
ISO 8991, Designation system for fasteners
ISO 9227, Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests

ISO 15330, Fasteners — Preloading test for the detection of hydrogen embrittlement — Parallel bearing

surface method

ISO 15726, Metallic and other inorganic coatings — Electrodeposited zinc alloys with nickel, cobalt or iron

ISO 16047, Fasteners — Torque/clamp force testing
ISO 16228, Fasteners — Types of inspection documents

ISO 21968, Non-magnetic metallic coatings on metallic and non-metallic basis materials — Measurement

of coating thickness — Phase-sensitive eddy-current method

ASME B18.6.3, Machine Screws, Tapping Screws, and Metallic Drive Screws (Inch Series)

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1891-2 and the following

apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
reference panel

reference material that is to be exposed to check the corrosivity level of the test cabinet used for

fastener testing
4 General characteristics of the coating
4.1 Coating metals or alloys and main purposes

Electroplated coating systems for steel fasteners are primarily applied for corrosion protection and

functional properties, such as torque/clamp force relationship.

In addition, other functional properties or decorative properties can be specified; see Annex A.

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ISO/FDIS 4042:2021(E)

Commonly used electroplated coatings for fasteners are given in Table 1 along with their main

purpose(s). Additional information, such as designation or decorative aspects, can be found in other

relevant ISO standards listed in the last column of Table 1.

Table 1 — Electroplated coatings in accordance with their main purposes and related

ISO standards
Coating metal(s) Main purpose of the
Nature coating for fasten- ISO standard
Symbol Element
ers
Zn Zinc Metal P/D/F —
ZnNi Zinc-nickel Alloy P/D/F ISO 15726
ZnFe Zinc-iron Alloy P/D/F ISO 15726
Cd Cadmium Metal P/F ISO 2082
Ni Nickel Metal D/F ISO 1456
Ni+Cr Nickel+chromium Multi-layer D ISO 1456
Cu+Ni Copper+nickel Multi-layer D ISO 1456
Cu+Ni+Cr Copper+nickel+chromium Multi-layer D ISO 1456
CuZn Brass Alloy D —
CuSn Copper-tin (bronze) Alloy F —
Cu Copper Metal F/D —
Ag Silver Metal F/D ISO 4521
CuAg Copper-silver Alloy F —
Sn Tin Metal F ISO 2093
SnZn Tin-zinc Alloy F/P —
P corrosion protection
F functional properties
D decorative properties (colour, aspect)

Cadmium is restricted or prohibited for many applications (remaining cadmium users are predominantly military and

aerospace industries).
4.2 Build-up of basic electroplated coating systems
Figure 1 shows basic electroplated coating systems.
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ISO/FDIS 4042:2021(E)
Key
1 only metal layer(s)
2 metal layer(s) + conversion coating
3 metal layer(s) + conversion coating + additional lubricant
4 metal layer(s) + conversion coating + sealant/top coat
5 metal layer(s) + conversion coating + sealant/top coat + additional lubricant
Figure 1 — Basic electroplated coating systems (schematic)

A conversion coating increases corrosion protection on zinc, zinc alloy and cadmium coatings. It may be

a passivation (chromium VI free) or a chromatation (chromium VI containing). The conversion coating

can also provide better adhesion for additional layer(s) and/or additional colour/paint.

An additional sealant/top coat (with or without integral lubricant) may be chosen to increase corrosion

resistance and/or to achieve other specific properties (e.g. torque/clamp force properties, resistance to

chemicals, mechanical resistance, aspect, colour, thermal stability, increased electrical resistance, UV

radiation resistance). The selection of the nature of a sealant or top coat should be based on the desired

additional properties.

An additional lubricant may be applied to adjust or amend the torque/clamp force relationship.

NOTE Electroplating is also applied on stainless steel fasteners, e.g. for the purpose of lubrication in order to

avoid galling.
4.3 Coating systems and coating processes

The type and geometry of the fastener should be considered when selecting a coating system and the

related coating process (see Annex A) as well as hydrogen embrittlement considerations (see Annex B).

The electroplating process shall be under control, in accordance with a recognized standard and/or a

specification by agreement with the purchaser. Recommendations for supplemental process verification

with regard to internal hydrogen embrittlement are given in 4.5 and B.4.
4.4 Internal hydrogen embrittlement
4.4.1 General

The three following conditions shall be concurrently present for fasteners to generate a risk of Internal

Hydrogen Embrittlement (IHE), see also Annex B:
— high tensile strength or high hardness, including case-hardening;
— tensile stress, including residual tensile stress;
— atomic hydrogen absorbed by the steel.
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ISO/FDIS 4042:2021(E)

The susceptibility to IHE increases with increasing hardness of the fastener. Appropriate measures for

prevention of IHE for quenched and tempered fasteners depending on hardness are specified in Table 2.

Table 2 and 4.4.2 to 4.4.4 provide the general guidelines for measures related to IHE as a function of

hardness.

The general guidelines of Table 2 are translated in 4.4.5 and 4.4.6 into normative requirements

applicable specifically to each type of fasteners in relation to its property class (see Tables 3 to 5) or its

core hardness (see Tables 6 and 7). These specific normative requirements are based on both hardness

and the degree of tensile stress experienced by each type of fasteners by its design and function.

Table 2 — Measures related to IHE for quenched and tempered fasteners
with regard to hardness
360 HV 390 HV
A B C
No supplemental process veri- Supplemental process verifica-
Supplemental process verification and/or
fication or product testing with tion and/or product testing with
product testing with regard to IHE
regard to IHE regard to IHE
AND OR AND
Baking
No baking necessary Baking (baking temperature and dura-
tion shall be specified)
— At the choice of the fastener manufacturer —
See 4.4.2 See 4.4.3 and B.6 See 4.4.4 and B.6
For fasteners work hardened to high hardness, see 4.4.7 and B.5.
4.4.2 Fasteners with hardness up to 360 HV

When electroplating quenched and tempered fasteners with specified maximum hardness up to 360 HV

(A in Tables 2, 3, 4 and 5), no supplemental process verification with regard to IHE and no baking are

necessary.
4.4.3 Fasteners with hardness above 360 HV and up to 390 HV

When electroplating quenched and tempered fasteners with specified maximum hardness above

360 HV and up to and including 390 HV (B in Tables 2, 3 and 5), at the choice of the fastener manufacturer

baking is not required provided supplemental process verification and/or product testing with regard

to IHE have been performed.

For fasteners in this specified hardness range, electroplating does not pose a risk of IHE. In case of a

failure in a product test, it cannot be assumed that baking the parts would have prevented such failure:

the metallurgical and physical conditions of the fastener material should be investigated for non-

conformances. For more information, see B.2 and B.4.
4.4.4 Fasteners with hardness above 390 HV

When electroplating quenched and tempered fasteners with specified maximum hardness above

390 HV (C in Tables 2 and 3), baking is required; see B.4 for minimum recommended baking temperature

and duration.
The following exemptions apply:

— for fasteners which are not specified to be under tensile stress by design or standard (e.g. set screws

in accordance with ISO 898-5), baking is not required (see B.2);
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ISO/FDIS 4042:2021(E)

— induction hardened ends (e.g. for thread forming screws) shall not be considered for determining

measures related to IHE in relation to Table 2, because they are normally not subjected to tensile

stress provided that the end protrudes through the mating thread;

— alkaline zinc-nickel electroplatings with nickel content of 12 % to 16 % present a lower risk of IHE

(see B.3), therefore it is possible to avoid baking; the decision to not carry out baking shall be based

on testing (see B.6) and be agreed between the supplier and the purchaser.

NOTE 1 Alkaline zinc-nickel electroplating processes with typical nickel content of 12 % to 16 % are also

known as “low hydrogen embrittlement” processes (LHE) in the aerospace industry, see B.3.

NOTE 2 For acid zinc-nickel electroplatings, studies have shown similar benefits as for alkaline zinc-nickel

electroplatings, however more data are necessary to confirm baking avoidance.
4.4.5 Fasteners in accordance with ISO 898-1, ISO 898-2 and ISO 898-3
For fasteners in accordance with ISO 898-1, ISO 898-2 and ISO 898-3, Tables 3,
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 4042
ISO/TC 2/SC 14
Fixations — Systèmes de revêtements
Secrétariat: DIN
électrolytiques
Début de vote:
2021-11-08
Fasteners — Electroplated coating systems
Vote clos le:
2022-01-03
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 4042:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. © ISO 2021
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ISO/FDIS 4042:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Publié en Suisse
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ISO/FDIS 4042:2021(F)
Sommaire Page

Avant-propos ...............................................................................................................................................................................................................................v

Introduction .............................................................................................................................................................................................................................. vi

1 Domaine d'application ...................................................................................................................................................................................1

2 Références normatives ..................................................................................................................................................................................1

3 Termes et définitions ...................................................................................................................................................................................... 2

4 Caractéristiques générales du revêtement .............................................................................................................................. 3

4.1 Métaux ou alliages constituant le revêtement et objectifs principaux ................................................. 3

4.2 Constitution des principaux systèmes de revêtements électrolytiques ............................................. 3

4.3 Systèmes de revêtements et procédés de revêtement ........................................................................................ 4

4.4 Fragilisation par l'hydrogène interne ................................................................................................................................ 5

4.4.1 Généralités ............................................................................................................................................................................... 5

4.4.2 Fixations de dureté jusqu'à 360 HV ................................................................................................................... 5

4.4.3 Fixations de dureté supérieure à 360 HV et jusqu'à 390 HV ....................................................... 5

4.4.4 Fixations de dureté supérieure à 390 HV ..................................................................................................... 6

4.4.5 Fixations conformes à l'ISO 898-1, ISO 898-2 et ISO 898-3 .......................................................... 6

4.4.6 Fixations cémentées ........................................................................................................................................................ 7

4.4.7 Fixations écrouies et fixations avec filets roulés après traitement thermique .......... 9

4.4.8 Fixations à structure bainitique ........................................................................................................................... 9

4.5 Dégazage ...................................................................................................................................................................................................... 9

5 Protection contre la corrosion et essais ..................................................................................................................................... 9

5.1 Généralités ................................................................................................................................................................................................. 9

5.2 Essai au brouillard salin neutre (BS) pour systèmes de revêtements à base de zinc .......... 10

5.3 Essai au dioxyde de soufre (essai Kesternich) ......... ................................................................................................ 11

5.4 Manutention en vrac, procédés automatiques tels que l'alimentation et/ou le tri,

stockage et transport ....................................................................................................................................................................12

6 Exigences dimensionnelles et essais ...........................................................................................................................................12

6.1 Généralités ..............................................................................................................................................................................................12

6.2 Fixations à filetage métrique ISO ........................................................................................................................................ 13

6.2.1 Épaisseur de revêtement .......................................................................................................................................... 13

6.2.2 Aptitude au contrôle par calibre du filetage et aptitude à l'assemblage .......................13

6.3 Autres fixations .................................................................................................................................................................................. 14

6.4 Méthodes d'essai pour la détermination de l'épaisseur .................................................................................. 14

7 Caractéristiques mécaniques et physiques, et essais ................................................................................................16

7.1 Généralités .............................................................................................................................................................................................. 16

7.2 Aspect .......................................................................................................................................................................................................... 16

7.3 Résistance à la corrosion par rapport à la température ................................................................................ 16

7.4 Relation couple/tension .............................................................................................................................................................. 17

7.5 Détermination du chrome hexavalent ............................................................................................................................ 17

8 Conditions d’application des essais ..............................................................................................................................................17

8.1 Généralités .............................................................................................................................................................................................. 17

8.2 Essais obligatoires pour chaque lot .................................................................................................................................. 17

8.3 Essais pour le contrôle en fabrication............................................................................................................................. 17

8.4 Essais à effectuer lorsque spécifiés par le client ................................................................................................... 17

9 Système de désignation .............................................................................................................................................................................18

9.1 Généralités .............................................................................................................................................................................................. 18

9.2 Désignation des systèmes de revêtements électrolytiques pour la commande ....................... 18

9.3 Exemples de désignation des systèmes de revêtements électrolytiques sans

chrome hexavalent pour les fixations ............................................................................................................................. 20

9.4 Désignation des fixations avec systèmes de revêtements électrolytiques pour

l'étiquetage .............................................................................................................................................................................................. 21

iii
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ISO/FDIS 4042:2021(F)

10 Spécifications pour la commande d'un revêtement électrolytique ...........................................................21

11 Conditions de stockage ..............................................................................................................................................................................22

Annexe A (informative) Aspects relatifs à la conception et aux assemblages au moyen

de fixations revêtues ....................................................................................................................................................................................23

Annexe B (informative) Considérations relatives à la fragilisation par l'hydrogène ...................................31

Annexe C (informative) Protection contre la corrosion pour les revêtements de zinc

avec chromatation ...........................................................................................................................................................................................36

Annexe D (informative) Épaisseur de revêtement et jeu dans le filetage pour les filetages

métriques ISO .......................................................................................................................................................................................................37

Annexe E (informative) Systèmes de revêtements soumis à essai conformément

à l'ISO 9227, BS — Évaluation de l'agressivité de l'enceinte pour l'essai au brouillard

salin neutre ............................................................................................................................................................................................................ 44

Annexe F (informative) Codes de désignation obsolètes pour les systèmes de revêtements

électrolytiques des fixations, selon l'ISO 4042:1999 .................................................................................................54

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................57

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ISO/FDIS 4042:2021(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a

été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir

www.iso.org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/patents).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/iso/foreword.html.

Le présent document a été préparé par le comité technique ISO/TC 2, Fixations, Sous-comité SC 14

Revêtements de surface, en collaboration avec le Comité Européen de Normalisation (CEN) comité

technique CEN/TC 185, Fixations, conformément à l'accord de coopération technique entre l'ISO et le

CEN (accord de Vienne).

Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 4042:2018) qui a fait l'objet d'une

révision technique. Les principales modifications sont les suivantes:

— à l'Article 1, le fait que les exigences du présent document pour les fixations avec revêtement

électrolytique priment sur celles des autres documents traitant de revêtement électrolytique a été

ajouté;

— toutes les références à l'ISO 2081 et à l'ISO 19598 ont été supprimées, car l'ISO 4042 est un document

autonome pour le domaine des fixations;

— au 4.4, les mesures pour éviter la fragilisation par l'hydrogène interne pour les écrous, les rondelles

de forme plane et les vis cémentées ont été entièrement révisées;

— au 6.4, les zones de référence pour la détermination de l'épaisseur ont été spécifiées de façon plus

précise;

— la rédaction de l'ensemble du document a été améliorée pour être plus précise, en particulier pour

les sujets complexes.
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ISO/FDIS 4042:2021(F)
Introduction

L'ISO 4042:1999 a été complètement révisée pour prendre en compte les nouveaux développements sur

la passivation sans chrome hexavalent, l'application de finitions «sealer» et «top coat», les exigences

concernant les caractéristiques fonctionnelles ainsi que les résultats des travaux de recherche pour

minimiser le risque de fragilisation par l'hydrogène. Cette révision a été publiée en 2018.

Les dernières éditions de l'ISO 2081:2018 ainsi que de l'ISO 19598:2016, qui sont des normes générales

pour les revêtements électrolytiques, sont inadéquates pour traiter des exigences des fixations avec

revêtement électrolytique qui font l'objet de l'ISO 4042, et tout particulièrement par rapport à la

fragilisation par l'hydrogène et au dégazage. Par conséquent, une nouvelle révision de l'ISO 4042:2018

a été nécessaire pour supprimer toute référence à ces deux normes générales afin d'éviter toute

contradiction.

Pour les écrous, les rondelles de forme plane et les vis cémentées avec revêtement électrolytique, les

mesures pour minimiser le risque de fragilisation par l'hydrogène, en particulier en ce qui concerne

le dégazage, ont été révisées pour être en cohérence avec les révisions des ISO 898-2 et ISO 2702, et

pour tenir compte des résultats des travaux de recherche les plus récents. Dans le cas des rondelles

de forme plane avec revêtement électrolytique conformes à l’ISO 898-3, il est généralement admis que

la contrainte de traction résultant d’une flexion lors de l’utilisation, prévisible ou intempestive, peut

augmenter le risque de fragilisation par l'hydrogène. Une méthode d'essai appropriée pour simuler un

tel scénario est actuellement à l'étude.
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 4042:2021(F)
Fixations — Systèmes de revêtements électrolytiques
1 Domaine d'application

Le présent document spécifie les exigences pour les fixations en acier avec revêtements et systèmes de

revêtements électrolytiques. Les exigences relatives aux caractéristiques dimensionnelles s'appliquent

également aux fixations en cuivre ou en alliages de cuivre.

Il spécifie également les exigences et donne des recommandations afin de minimiser le risque de

fragilisation par l'hydrogène; voir 4.4 et l'Annexe B.

Il s'applique principalement aux fixations avec revêtement de zinc et d'alliage de zinc (zinc, zinc-nickel,

zinc-fer) et de cadmium ainsi qu’aux systèmes de revêtements, essentiellement destinés à la protection

contre la corrosion et à l'obtention d'autres caractéristiques fonctionnelles:
— avec ou sans couche de conversion;
— avec ou sans finition «sealer»;
— avec ou sans finition «top coat»;
— avec ou sans lubrifiant (lubrifiant intégré et/ou lubrifiant additionnel).

Les spécifications concernant d'autres revêtements et systèmes de revêtements électrolytiques (étain,

étain-zinc, cuivre-étain, cuivre-argent, cuivre, argent, cuivre-zinc, nickel, nickel-chrome, cuivre-

nickel, cuivre-nickel-chrome) sont incluses dans le présent document uniquement pour les exigences

dimensionnelles relatives aux fixations à filetage métrique ISO.

Les exigences du présent document pour les fixations avec revêtement électrolytique priment sur celles

des autres documents traitant de revêtement électrolytique.

Le présent document s'applique aux fixations en acier, vis, goujons, tiges filetées et écrous à filetage

métrique ISO, et autres fixations filetées et non filetées telles que les rondelles, les goupilles, les clips et

les rivets.

NOTE Le revêtement électrolytique est également appliqué aux fixations en acier inoxydable, par exemple

pour assurer la lubrification afin d'éviter le grippage.

Des informations sur la conception et l'assemblage des fixations revêtues sont données à l'Annexe A.

Le présent document ne spécifie pas d'exigence pour les caractéristiques telles que la soudabilité ou

l'aptitude à la peinture.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu'ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les

éventuels amendements)

ISO 1456, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Dépôts électrolytiques de nickel,

de nickel plus chrome, de cuivre plus nickel et de cuivre plus nickel plus chrome

ISO 1463, Revêtements métalliques et couches d'oxyde — Mesurage de l'épaisseur de revêtement — Méthode

par coupe micrographique

ISO 1502, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Calibres à limites et vérification

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ISO/FDIS 4042:2021(F)

ISO 1891-2, Fixations — Terminologie — Partie 2: Vocabulaire et définitions pour les revêtements

ISO 2082, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Dépôts électrolytiques de

cadmium avec traitements supplémentaires sur fer ou acier
ISO 2093, Dépôts électrolytiques d'étain — Spécifications et méthodes d'essai

ISO 2177, Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur — Méthode coulométrique par dissolution

anodique

ISO 2178, Revêtement métalliques non magnétiques sur métal de base magnétique — Mesurage de

l'épaisseur du revêtement — Méthode magnétique

ISO 3497, Revêtements métalliques — Mesurage de l'épaisseur du revêtement — Méthodes par

spectrométrie de rayons X

ISO 3613, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Couches de conversion au

chromate sur zinc, cadmium et alliages d'aluminium-zinc et de zinc-aluminium — Méthodes d'essai

ISO 4521, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Dépôts électrolytiques d'argent

et d'alliages d'argent pour applications industrielles — Spécifications et méthodes d'essai

ISO 8991, Système de désignation des éléments de fixation

ISO 9227, Essais de corrosion en atmosphères artificielles — Essais aux brouillards salins

ISO 15330, Éléments de fixation — Essai de précharge pour la détection de la fragilisation par l'hydrogène

— Méthode des plaques parallèles

ISO 15726, Revêtements métalliques et autres revêtements inorganiques — Dépôts électrolytiques

d'alliages de zinc au nickel, cobalt ou fer
ISO 16047, Éléments de fixation — Essais couple/tension
ISO 16228, Fixations — Types de documents de contrôle

ISO 21968, Revêtements métalliques non magnétiques sur des matériaux de base métalliques et non

métalliques — Mesurage de l'épaisseur de revêtement — Méthode par courants de Foucault sensible aux

variations de phase

ASME B18.6.3, Machine Screws, Tapping Screws, and Metallic Drive Screws (Inch Series)

3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 1891-2 ainsi que les suivants,

s'appliquent.

L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse http:// www .iso .org/ obp.

— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
plaque de référence

matériau de référence à exposer pour vérifier le degré d'agressivité de l'enceinte d'essai utilisée pour

les essais de fixations
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ISO/FDIS 4042:2021(F)
4 Caractéristiques générales du revêtement
4.1 Métaux ou alliages constituant le revêtement et objectifs principaux

Les systèmes de revêtements électrolytiques pour les fixations en acier sont essentiellement destinés à

la protection contre la corrosion et à l'obtention de caractéristiques fonctionnelles, telles que la relation

couple/tension.

De plus, d'autres caractéristiques fonctionnelles ou propriétés d'aspect peuvent être spécifiées; voir

Annexe A.

Le Tableau 1 présente les revêtements électrolytiques couramment utilisés pour les fixations, ainsi

que leur(s) fonction(s) principale(s). Des informations supplémentaires, telles que la désignation ou

l'aspect, peuvent être trouvées dans d'autres normes ISO pertinentes listées dans la dernière colonne

du Tableau 1.

Tableau 1 — Revêtements électrolytiques par rapport à leurs fonctions principales, et

normes ISO correspondantes
Métal/Métaux du revêtement Fonction
principale
Nature Norme ISO
du revêtement pour
Symbole Élément
fixations
Zn Zinc Métal P/D/F —
ZnNi Zinc-nickel Alliage P/D/F ISO 15726
ZnFe Zinc-fer Alliage P/D/F ISO 15726
Cd Cadmium Métal P/F ISO 2082
Ni Nickel Métal D/F ISO 1456
Ni+Cr Nickel+chrome Multicouche D ISO 1456
Cu+Ni Cuivre+nickel Multicouche D ISO 1456
Cu+Ni+Cr Cuivre+nickel+chrome Multicouche D ISO 1456
CuZn Laiton Alliage D —
CuSn Cuivre-étain (bronze) Alliage F —
Cu Cuivre Métal F/D —
Ag Argent Métal F/D ISO 4521
CuAg Cuivre-argent Alliage F —
Sn Étain Métal F ISO 2093
SnZn Étain-zinc Alliage F/P —
P protection contre la corrosion
F caractéristiques fonctionnelles
D propriétés décoratives (couleur, aspect)

Le cadmium est restreint ou interdit pour de nombreuses applications (les derniers utilisateurs du cadmium sont

principalement les industries militaires et aérospatiales).
4.2 Constitution des principaux systèmes de revêtements électrolytiques
La Figure 1 montre les principaux systèmes de revêtements électrolytiques.
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Légende
1 uniquement couche(s) métallique(s)
2 couche(s) métallique(s) + couche de conversion
3 couche(s) métallique(s) + couche de conversion + lubrifiant additionnel
4 couche(s) métallique(s) + couche de conversion + finition «sealer/top coat»

5 couche(s) métallique(s) + couche de conversion + finition «sealer/top coat» + lubrifiant additionnel

Figure 1 — Représentation schématique des principaux systèmes de revêtements
électrolytiques

Une couche de conversion augmente la protection contre la corrosion sur les revêtements de zinc,

d'alliage de zinc et de cadmium. Il peut s'agir d'une passivation (sans chrome VI) ou d'une chromatation

(contenant du chrome VI). La couche de conversion peut également permettre une meilleure adhérence

de la/des couche(s) supplémentaire(s), et/ou des couleurs/peintures additionnelles.

Une finition «sealer/top coat» additionnelle (avec ou sans lubrifiant intégré) peut être choisie pour

augmenter la résistance à la corrosion et/ou obtenir d'autres caractéristiques spécifiques (par

exemple, relation couple/tension, résistance chimique, résistance mécanique, aspect, couleur, stabilité

thermique, résistance électrique accrue, résistance aux rayons UV). Il convient de choisir la nature de la

finition «sealer» ou «top coat» en fonction des caractéristiques additionnelles souhaitées.

Un lubrifiant additionnel peut être appliqué pour ajuster ou modifier la relation couple/tension.

NOTE Le revêtement électrolytique est également appliqué aux fixations en acier inoxydable, par exemple

pour assurer la lubrification afin d'éviter le grippage.
4.3 Systèmes de revêtements et procédés de revêtement

Il convient que le type et la géométrie de la fixation soient pris en compte lors du choix du système de

revêtement et du procédé d'application adapté (voir Annexe A) et que les aspects de fragilisation par

l'hydrogène soient pris en considération (voir Annexe B).

Le procédé de revêtement électrolytique doit être maîtrisé, conformément à une norme reconnue

et/ou à une spécification par accord avec le client. Les recommandations relatives à la vérification

supplémentaire du procédé en ce qui concerne la fragilisation par l'hydrogène interne sont présentées

aux 4.5 et B.4.
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4.4 Fragilisation par l'hydrogène interne
4.4.1 Généralités

Les trois conditions suivantes doivent être simultanément présentes pour entraîner un risque de

fragilisation par l'hydrogène interne des fixations (IHE - Internal Hydrogen Embrittlement), voir

également l'Annexe B:
— résistance à la traction élevée ou dureté élevée, y compris cémentation;
— contrainte de traction, y compris contrainte de traction résiduelle;
— hydrogène à l’état atomique absorbé par l'acier.

La susceptibilité à l'IHE augmente avec l'augmentation de la dureté de la fixation. Des mesures

appropriées de prévention de l'IHE pour les fixations trempées et revenues sont spécifiées dans le

Tableau 2 en fonction de la dureté.

Le Tableau 2 et les paragraphes 4.4.2 à 4.4.4 fournissent les lignes directrices générales pour les

mesures relatives à l'IHE en fonction de la dureté.

Les lignes directrices générales du Tableau 2 sont traduites dans les paragraphes 4.4.5 et 4.4.6 en

exigences normatives spécifiquement applicables à chaque type de fixations par rapport à sa classe de

qualité (voir Tableaux 3 à 5) ou par rapport à sa dureté à cœur (voir Tableaux 6 et 7). Ces exigences

normatives spécifiques sont basées à la fois sur la dureté et le degré de contraintes de traction subies

par chaque type de fixation qui dépendent de sa conception et de sa fonction.
Tableau 2 — Mesures relatives à l'IHE pour les fixations trempées et revenues,
en fonction de la dureté
360 HV 390 HV
A B C

Aucune vérification Vérification supplémentaire du procédé Vérification supplémentaire

supplémentaire du procédé et/ou essai produit par rapport à l'IHE du procédé et/ou essai produit

ou d’essai produit par rapport par rapport à l'IHE
à l'IHE
ET OU ET
Aucun dégazage nécessaire Dégazage
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.