ISO 4042:2022
(Main)Fasteners — Electroplated coating systems
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.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4042
Fourth edition
2022-06
Fasteners — Electroplated coating
systems
Fixations — Systèmes de revêtements électrolytiques
Reference number
© ISO 2022
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
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
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
iv
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.
v
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.
vi
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
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.
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
a
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)
a
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.
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.
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
a
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
a
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);
— 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
a
For alkaline zinc-nickel electroplatings with nickel content of 12 % to 16 %, the decision to not carry out baking shall
be based on testing (see B.6) and be agreed between the supplier and the purchaser.
b
For baking temperature and duration, see B.4.
Table 4 — Measures related to IHE for nuts in accordance with ISO 898-2
Property class ≤ 12
A
No supplemental process verification
or product testing with regard to IHE
Measures related to IHE
AND
a, b
No baking necessary
See 4.4.2
a
Investigations have shown that tensile stress in critical areas of nuts (including nuts with flange) is
always lower than tensile stress in the thread of the mating bolts, screws or studs with corresponding
property class (see measures related to IHE in Table 3); nuts in accordance with ISO 898-2 (all property
classes) always have a hardness less than 390 HV, therefore baking is not necessary.
b
For all-metal prevailing torque nuts of property classes 10 and 12, supplemental process
verification or baking is required, at the choice of the manufacturer.
Table 5 — Measures related to IHE for flat washers in accordance with ISO 898-3
Property class ≤ 300HV 380HV
A B
No supplemental process verification Supplemental process
or product testing verification and/or product
with regard to IHE testing with regard to IHE
AND OR
Measures related to IHE
a b
No baking necessary Baking
At the choice of the
—
fastener manufacturer
See 4.4.2 See 4.4.3
a
When flat washers of property class 300HV are to be used in special applications (e.g. enlarged or slotted holes) where
bending stress may be present, baking may be necessary and shall be required by the purchaser at the time of the order. For
baking temperature and duration, see B.4.
b
When flat washers of property class 380HV are to be used in special applications (e.g. enlarged or slotted holes) where
bending stress may be present, baking is necessary and shall be required by the purchaser at the time of the order. For
baking temperature and duration, see B.4.
4.4.6 Case-hardened fasteners
Fasteners where the surface is intentionally case-hardened to fulfil specific function(s) include:
— tapping screws (see ISO 2702),
— thread-forming screws for metallic materials,
— self-drilling screws (see e.g. ISO 10666),
— screws for soft materials (e.g. plastic, wood).
Measures related to IHE for case-hardened screws are based on core hardness, which has the most
significant effect on IHE susceptibility (see B.3).
Case-hardened screws are grouped into two different categories, a) and b).
a) Case hardened screws not designed for high clamp force
This category includes tapping screws and self-drilling screws with thread according to ISO 1478,
screws for soft materials, etc.
As these screws are typically not designed for high clamp force, the risk of IHE is significantly reduced.
Measures related to IHE for this category are specified in Table 6.
NOTE Non-threaded case-hardened fasteners not subjected to tensile stress by design (such as pins or
washers) do not need special measures related to IHE, unless specifically agreed between the purchaser and the
manufacturer for a particular application.
b) Case hardened and tempered screws intended to be preloaded
This category includes case-hardened and tempered screws that form ISO metric mating threads
according to ISO 965-1 and other case-hardened and tempered thread-forming or self-drilling screws
intended to be preloaded.
Measures related to IHE for this category are specified in Table 7.
Table 6 — Measures related to IHE for case-hardened screws
typically not designed for high clamp force
Core
≤ 360 HV > 360 HV and ≤ 390 HV > 390 HV
hardness
Supplemental process Supplemental process Supplemental process
verification with regard to IHE verification with regard to IHE verification with regard to IHE
OR AND AND
a
Product testing Baking
Measures
related to IHE
OR Product testing AND
and/or baking
Product testing for each
Baking
b
manufacturing lot
At the choice of the fastener manufacturer —
a
For baking temperature and duration, see B.4.
b
For alkaline zinc-nickel electroplatings with nickel content of 12 % to 16 %, product testing shall be considered as part
of in-process control (not mandatory for each manufacturing lot).
Table 7 — Measures related to IHE for case-hardened and tempered screws
intended to be preloaded
Core
≤ 360 HV > 360 HV and ≤ 390 HV > 390 HV
hardness
Supplemental process Supplemental process Supplemental process
verification with regard to IHE verification with regard to IHE verification with regard to IHE
OR AND AND
a a
Product testing Baking Baking
Measures
OR AND
related to IHE
Baking Product testing for each
b
manufacturing lot
At the choice of the fastener Product testing solely at the
—
manufacturer manufacturer’s choice
a
For baking temperature and duration, see B.4.
b
For alkaline zinc-nickel electroplatings with nickel content of 12 % to 16 %, product testing shall be considered as part
of in-process control (not mandatory for each manufacturing lot).
When product testing with regard to IHE is performed on case-hardened screws, it shall be in
accordance with ISO 15330 or ASME B18.6.3; see also B.6.
4.4.7 Work hardened fasteners and fasteners with threads rolled after heat treatment
For fasteners not intended to be quenched and tempered that are work hardened to high hardness
resulting in high residual stress, stress relief prior to electroplating may be necessary. See B.5.
For fasteners with threads rolled after heat treatment (i.e. after quenching and tempering), the
measures in Table 3 for fasteners in accordance with ISO 898-1 shall apply without modification, as a
local increase of surface hardness by work hardening combined with residual compressive stress have
no negative impact on susceptibility to IHE.
4.4.8 Fasteners with bainitic structure
Fasteners with bainitic structure are not addressed in 4.4. A written agreement between the supplier
and the purchaser with regard to IHE is necessary.
4.5 Baking
When baking is performed, baking conditions including temperature and duration shall be based on
fastener material properties, electroplating process, and coating material. See B.4 for more detailed
guideline/recommendations.
Baking is usually performed before application of a conversion coating and/or before application of an
additional sealant/top coat. In case of passivation (with or without sealant) and depending on baking
temperature, baking in the passivated and/or sealed condition may be suitable provided corrosion
resistance is not impaired.
NOTE With proper care, many steel fasteners are electroplated without baking by correlating process
conditions and coating material to the susceptibility of the fastener material to hydrogen embrittlement, and
by applying adequate process control procedures. DIN 50969-2 and ASTM F1940 are recognized methods
for process control to evaluate the risk of IHE. These or other similar test methods are used as the basis for
determining if baking is required.
However, prevention of the risk of IHE does not only depend on baking (see 4.4 and Annex B).
5 Corrosion protection and testing
5.1 General
The corrosion protection of an electroplated coating system depends to a considerable extent on the
thickness of the metal layer(s). Conversion coatings and/or sealants and/or top coats on zinc, zinc-iron,
zinc-nickel and cadmium coatings provide protection against coating metal corrosion (formation of
white corrosion), thus providing additional protection against basis metal corrosion.
Metallic coatings such as zinc, zinc alloys and cadmium are less electropositive than the steel basis
metal, which is the condition to provide cathodic protection. In contrast, metals more electropositive
than the steel basis metal (e.g. nickel, copper, silver) cannot provide cathodic protection, which can
intensify corrosion of the fastener if the coating is damaged or pitted.
The frequency and duration of wetting and service temperatures, contact with corrosive chemicals,
and contact with other metals and materials (galvanic corrosion/contact corrosion), can influence the
protective performance of coatings.
Corrosion resistance is a product characteristic that can be reduced as a consequence of the following
factors:
— physical damage to the coating from handling and transportation, and
— oxidation of the coating or reaction with the environment during transportation and storage.
Before selecting a coating system, all functions and conditions of the assembly should be considered
and not just the fastener; see Annex A. An appropriate choice for a given application should be made
between the purchaser and the fastener supplier and/or the coater and/or the chemical supplier.
Corrosion resistance in accelerated corrosion tests (e.g. neutral salt spray test, sulfur dioxide test)
cannot be directly related to corrosion protection behaviour in service environments. However,
accelerated tests are commonly used to evaluate the corrosion resistance of the coating system.
5.2 Neutral salt spray test (NSS) for zinc-based coating systems
The neutral salt spray test (NSS) in accordance with ISO 9227 is used to evaluate the corrosion
resistance of the coating system.
When evaluation of the cabinet corrosivity is requested, it should be performed in accordance with
Annex E.
The NSS test in accordance with ISO 9227 shall be used to monitor the consistency of the process by
quantifying corrosion resistance on sample fasteners taken periodically from the electroplating
process (i.e. in-process control). For these reasons, the NSS test shall be carried out on sample fasteners
in the “as-coated” condition. The “as-coated” condition is defined as the condition after completion of
all steps of coating (including application of any sealant, top coat or lubricant) without the occurrence
of damages from the factors listed in 5.4, i.e. before any sorting, packaging, transportation or storage.
Purchasers often wish to conduct their own NSS testing on fasteners they receive, to evaluate
corrosion resistance and/or for supplier monitoring. In such cases, corrosion resistance is evaluated
in the “as-received” condition, i.e. after the occurrence of possible damages from sorting, packaging,
transportation and/or storage.
When NSS testing of fasteners is performed in the “as-received” condition, the values of Table 8 are not
applicable. They should rather serve as a starting basis, and the factors that cause a reduction of the
corrosion resistance should be taken into account, see 5.4.
The NSS test duration specified in Table 8 for coating systems with Cr(VI)-free passivations shall apply
to fasteners in the “as-coated” condition and shall be carried out no sooner than 24 h after coating. For
NSS test duration of zinc coating systems with chromate conversion coatings, see Annex C.
Contact points of fasteners with a holding fixture, if any, shall not be considered in the evaluation of the
corrosion test.
Fasteners with one or more captive washer(s) have areas between the mating fastener and washer
and/or between the washers with less coating thickness, due to intrinsic electrochemical deposition
behaviour. This is similar for fasteners with blind holes. Both result in reduced corrosion resistance in
these areas during the corrosion test and should not be cause for rejection. In service, these areas are
normally not exposed to environmental corrosion.
NOTE For fasteners intended to be subjected to a high level of plastic deformation after coating (crimping,
riveting, etc.), corrosion resistance is reduced in the deformed area.
Table 8 — Corrosion resistance for commonly used zinc and zinc alloy coating systems
a
Minimum neutral salt spray test duration
b
for barrel coating
h
Code
No basis metal corrosion
Zinc based coating system
No coating
(see Table 11)
(red rust)
metal corrosion
(white Coating thickness
corrosion)
5 µm 8 µm 12 µm
c
Zn, transparent passivated Zn/An/T0 8 48 72 96
c
Zn, iridescent passivated Zn/Cn/T0 72 120 192 240
c
Zn, iridescent passivated, sealed Zn/Cn/T2 120 168 240 288
d
Zn, black passivated, sealed Zn/Fn/T2 24 72 144 192
c
ZnFe, iridescent passivated ZnFe/Cn/T0 96 144 216 264
c
ZnFe, iridescent passivated, sealed ZnFe/Cn/T2 120 216 288 360
d
ZnFe, black passivated, sealed ZnFe/Fn/T2 96 192 240 312
e
ZnNi, iridescent (silver grey) passivated ZnNi/Cn/T0 120 480 720 720
e
ZnNi, iridescent (silver grey) passivated, ZnNi/Cn/T2 168 600 720 720
sealed
d e
ZnNi, black passivated ZnNi/Fn/T0 48 360 600 720
d e
ZnNi, black passivated, sealed ZnNi/Fn/T2 120 480 720 720
a
Minimum neutral salt spray test duration shall not be regarded as a direct guide for the corrosion resistance of coated
fasteners in all environments where they might be used, see ISO 9227.
b
With a rack electroplating process, the effect of possible damage to coating is reduced and therefore increased
corrosion resistance can be achieved.
c
Black spots shall not be cause for rejection because they do not impair corrosion resistance, see A.1.4.4.
d
White haze is not considered as white corrosion, see A.1.4.2.
e
Typically higher corrosion resistance is achieved, however for the purpose of this document, corrosion tests are
stopped after 720 h.
See also 7.3 for corrosion resistance related to temperature.
5.3 Sulfur dioxide test (Kesternich test)
The sulfur dioxide test in a humid atmosphere (also called Kesternich test) is intended for outdoor
building fasteners with zinc-based coating systems. When required, the sulfur dioxide test is used to
evaluate the corrosion resistance of the coating systems, and the test shall be carried out with 2,0 litres
volume of SO . See for example method B of ISO 22479.
This test is used to monitor the consistency of the process by quantifying corrosion resistance on
sample fasteners taken periodically from the electroplating process (i.e. in-process control). For these
reasons, the sulfur dioxide test shall be carried out on sample fasteners in the “as-coated” condition and
no sooner than 24 h after coating.
The “as-coated” condition is defined as the condition after completion of all steps of coating (including
application of any sealant, top coat or lubricant) without the occurrence of possible damages from the
factors listed in 5.4, i.e. before any sorting, packaging, transportation or storage.
The minimum number of cycles shall be agreed between the supplier and the purchaser
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 4042
Quatrième édition
2022-06
Fixations — Systèmes de revêtements
électrolytiques
Fasteners — Electroplated coating systems
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
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
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
iv
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.
v
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.
vi
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
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
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
a
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)
a
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.
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.
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,
a
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
a
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 à l'IHE et aucun dégazage n'est nécessaire.
4.4.3 Fixations de dureté supérieure à 360 HV et jusqu'à 390 HV
Lors de l'application d'un revêtement électrolytique sur des fixations trempées et revenues de dureté
maximale spécifiée supérieure à 360 HV et jusqu'à 390 HV inclus (B dans les Tableaux 2, 3 et 5), au choix
du fabricant de fixations, le dégazage n'est pas exigé à condition qu'une vérification supplémentaire du
procédé et/ou des essais produit supplémentaires soi(en)t effectué(s) par rapport à l'IHE.
Pour les fixations dans cette gamme de dureté spécifiée, le revêtement électrolytique n'implique pas de
risque d'IHE. En cas de rupture lors d’essais produit, on ne peut pas présumer que leur dégazage aurait
évité cette rupture: il convient de réaliser des investigations sur la conformité ou non des conditions
métallurgiques et physiques du matériau de la fixation. Pour plus d'informations, voir B.2 et B.4.
4.4.4 Fixations de dureté supérieure à 390 HV
Lors de l'application d'un revêtement électrolytique sur des fixations trempées et revenues de dureté
maximale spécifiée supérieure à 390 HV (C dans les Tableaux 2 et 3), le dégazage est exigé; voir B.4 pour
la température et la durée de dégazage minimales recommandées.
Les exemptions suivantes s'appliquent:
— pour les fixations qui ne sont pas soumises à des contraintes de traction du fait de leur conception
ou de la norme qui s'applique (par exemple, vis sans tête conformes à l'ISO 898-5), le dégazage n'est
pas exigé (voir B.2);
— les extrémités durcies par induction (par exemple pour les vis formant leur propre filetage) ne
doivent pas être prises en compte pour déterminer les mesures relatives à l'IHE du Tableau 2, car
elles ne sont normalement pas soumises à des contraintes de traction, à condition que l'extrémité
dépasse du taraudage formé;
— les revêtements électrolytiques de zinc-nickel alcalin de teneur en nickel de 12 % à 16 % présentent
un risque réduit d'IHE (voir B.3), il est donc possible de s’affranchir du dégazage; la décision de ne
pas effectuer de dégazage doit être basée sur des essais (voir B.6) et doit faire l'objet d'un accord
entre le client et le fournisseur.
NOTE 1 Les procédés de revêtement électrolytique de zinc-nickel alcalin ayant une teneur habituelle en nickel
de 12 % à 16 % sont également connus sous le nom de procédés «à faible fragilisation par l'hydrogène» (low
hydrogen embrittlement, LHE) dans l'industrie aérospatiale, voir B.3.
NOTE 2 Pour les revêtements électrolytiques de zinc-nickel acide, des études ont montré des avantages
similaires à ceux des revêtements électrolytiques de zinc-nickel alcalin, cependant des données supplémentaires
sont nécessaires pour confirmer qu'il est possible de s'affranchir du dégazage.
4.4.5 Fixations conformes à l'ISO 898-1, ISO 898-2 et ISO 898-3
Pour les fixations conformes à l'ISO 898-1, l'ISO 898-2 et l'ISO 898-3, les Tableaux 3, 4 et 5 s'appliquent.
Tableau 3 — Mesures relatives à l'IHE pour les fixations conformes à l'ISO 898-1
Classe de qualité < 10.9 10.9 12.9/12.9
A B C
Aucune vérification Vérification Vérification
supplémentaire supplémentaire supplémentaire
du procédé ou essai du procédé et/ou essai du procédé et/ou essai
produit par rapport à l'IHE produit par rapport à l'IHE produit par rapport à l'IHE
Mesures relatives
ET OU ET
à l'IHE
a, b
Aucun dégazage nécessaire Dégazage Dégazage
Au choix du fabricant
— —
de fixations
Voir 4.4.2 Voir 4.4.3 et B.6 Voir 4.4.4 et B.6
a
Pour les revêtements électrolytiques de zinc-nickel alcalin (de teneur en nickel de 12 % à 16 %), la décision de ne pas
effectuer le dégazage doit être basée sur des essais (voir B.6) et doit faire l'objet d'un accord entre le client et le fournisseur.
b
Pour la température et la durée de dégazage, voir B.4.
Tableau 4 — Mesures relatives à l'IHE pour les écrous conformes à l'ISO 898-2
Classe de qualité ≤ 12
A
Aucune vérification supplémentaire
du procédé ou essai produit par rapport à l'IHE
Mesures relatives à l'IHE
ET
a, b
Aucun dégazage nécessaire
Voir 4.4.2
a
Des études ont montré que les contraintes de traction dans les zones critiques des écrous (y
compris les écrous à embase) sont toujours inférieures aux contraintes de traction dans le filetage des
vis, goujons ou tiges filetées associés de classe de qualité correspondante (voir les mesures relatives à
l'IHE dans le Tableau 3); les écrous conformes à l’ISO 898-2 (toutes classes de qualité) ont toujours une
dureté inférieure à 390 HV, par conséquent le dégazage n'est pas nécessaire.
b
Pour les écrous autofreinés tout métal de classes de qualité 10 et 12, une vérification
supplémentaire du procédé ou un dégazage est exigé, au choix du fabricant.
Tableau 5 — Mesures relatives à l'IHE pour les rondelles de forme plane conformes à l'ISO 898-3
Classe de qualité ≤ 300HV 380HV
A B
Aucune vérification supplémentaire Vérification supplémentaire
du procédé ou essai produit du procédé et/ou essai produit
par rapport à l'IHE par rapport à l'IHE
Mesures relatives à l'IHE
ET OU
a b
Aucun dégazage nécessaire Dégazage
— Au choix du fabricant de fixations
Voir 4.4.2 Voir 4.4.3
a
Lorsque des rondelles de forme plane de classe de qualité 300HV doivent être utilisées dans des applications spéciales
où des contraintes de flexion peuvent être présentes (par exemple, sur des trous élargis ou oblongs), le dégazage peut être
nécessaire et doit être exigé par le client au moment de la commande. Pour la température et la durée de dégazage, voir B.4.
b
Lorsque des rondelles de forme plane de classe de qualité 380HV doivent être utilisées dans des applications spéciales
(par exemple, sur des trous élargis ou oblongs) où des contraintes de flexion peuvent être présentes, le dégazage est
nécessaire et doit être exigé par le client au moment de la commande. Pour la température et la durée de dégazage, voir B.4.
4.4.6 Fixations cémentées
Les fixations dont la surface est cémentée intentionnellement afin d’obtenir des fonctions spécifiques
comprennent:
— les vis à tôle (voir ISO 2702),
— les vis qui forment leur propre filetage dans les matériaux métalliques,
— les vis autoperceuses (voir par exemple ISO 10666),
— les vis pour matériaux tendres (par exemple plastique, bois).
Les mesures relatives à l'IHE pour les vis cémentées sont basées sur la dureté à cœur, qui a l'effet le plus
important sur la susceptibilité à l'IHE (voir B.3).
Les vis cémentées sont groupées en deux catégories différentes, a) et b).
a) Vis cémentées non conçues pour une tension élevée
Cette catégorie comprend les vis à tôle et les vis autoperceuses avec filetage selon l'ISO 1478, les vis
pour les matériaux tendres, etc.
Par nature, comme ces vis ne sont pas conçues pour une tension élevée, le risque d'IHE est
significativement réduit.
Les mesures relatives à l'IHE pour cette catégorie sont spécifiées dans le Tableau 6.
NOTE Les fixations cémentées non filetées qui ne sont pas soumises à des contraintes de traction du fait de
leur conception (telles que les goupilles ou les rondelles) n'ont pas besoin de mesures particulières par rapport à
l'IHE, sauf accord spécifique entre le client et le fabricant pour une application spéciale.
b) Vis cémentées et revenues prévues pour être mises sous tension
Cette catégorie comprend les vis cémentées et revenues qui forment des filetages métriques ISO selon
l'ISO 965-1 et autres vis cémentées et revenues autoformeuses ou autoperceuses , lorsqu’elles sont
prévues pour être mises sous tension.
Les mesures relatives à l'IHE pour cette catégorie sont spécifiées dans le Tableau 7.
Tableau 6 — Mesures relatives à l'IHE pour les vis cémentées
non conçues par nature pour une tension élevée
Dureté
≤ 360 HV > 360 HV et ≤ 390 HV > 390 HV
à cœur
Vérification supplémentaire du Vérification supplémentaire du Vérification supplémentaire du
procédé par rapport à l'IHE procédé par rapport à l'IHE procédé par rapport à l'IHE
OU ET ET
Mesures
a
Essai produit Dégazage
relatives
OU Essai produit ET
à l'IHE
et/ou dégazage
Essai produit pour chaque lot
Dégazage
b
de fabrication
Au choix du fabricant de fixations —
a
Pour la température et la durée de dégazage, voir B.4.
b
Pour les revêtements électrolytiques de zinc-nickel alcalin d'une teneur en nickel de 12 % à 16 %, l'essai produit doit
être considéré comme faisant partie du contrôle en cours de fabrication (non obligatoire pour chaque lot de fabrication).
Tableau 7 — Mesures relatives à l'IHE pour les vis cémentées et revenues
prévues pour être mises sous tension
Dureté
≤ 360 HV > 360 HV et ≤ 390 HV > 390 HV
à cœur
Vérification supplémentaire du Vérification supplémentaire du Vérification supplémentaire du
procédé par rapport à l'IHE procédé par rapport à l'IHE procédé par rapport à l'IHE
OU ET ET
a a
Essai produit Dégazage Dégazage
Mesures
relatives
OU ET
à l'IHE
Essai produit pour chaque lot
Dégazage
b
de fabrication
Au choix du fabricant Essai produit uniquement
—
de fixations au choix du fabricant
a
Pour la température et la durée de dégazage, voir B.4.
b
Pour les revêtements électrolytiques de zinc-nickel alcalin d'une teneur en nickel de 12 % à 16 %, l'essai produit doit
être considéré comme faisant partie du contrôle en cours de fabrication (non obligatoire pour chaque lot de fabrication).
Lorsque des essais produit par rapport à l'IHE sont effectués sur des vis cémentées, ils doivent être
conformes à l'ISO 15330 ou à l'ASME B18.6.3; voir également B.6.
4.4.7 Fixations écrouies et fixations avec filets roulés après traitement thermique
Pour les fixations non destinées à être trempées et revenues qui sont écrouies en vue d'obtenir une
dureté élevée, entraînant une contrainte résiduelle élevée, une relaxation des contraintes avant
revêtement électrolytique peut être nécessaire. Voir B.5.
Pour les fixations avec filets roulés après traitement thermique (c'est-à-dire après trempe et revenu), les
mesures du Tableau 3 pour les fixations conformes à l'ISO 898-1 doivent s'appliquer sans modification,
étant donné qu'une augmentation locale de la dureté de surface par écrouissage combinée à des
contraintes résiduelles de compression n'a pas d'impact négatif sur la susceptibilité à l'IHE.
4.4.8 Fixations à structure bainitique
Les fixations à structure bainitique ne sont pas traitées au 4.4. Un accord écrit est nécessaire entre le
client et le fournisseur par rapport à l'IHE.
4.5 Dégazage
Lorsqu'un dégazage est effectué, les conditions de dégazage, y compris la température et la durée,
doivent être établies sur la base des caractéristiques du matériau de la fixation, du procédé de
revêtement électrolytique et du matériau de revêtement. Voir B.4 pour des lignes directrices/
recommandations plus détaillées.
Le dégazage est généralement effectué avant l'application d'une couche de conversion et/ou avant
l'application d'une finition «sealer/top coat» additionnelle. Dans le cas d'une passivation (avec ou sans
finition «sealer ») et en fonction de la température de dégazage, l'opération de dégazage peut être
effectuée après passivation et/ou finition «sealer» à condition que cela ne dégrade pas la résistance à la
corrosion.
NOTE Avec des précautions appropriées, de nombreuses fixations en acier font l'objet d'un revêtement
électrolytique sans dégazage, en corrélant les conditions du procédé et du matériau du revêtement avec la
susceptibilité du matériau de la fixation à la fragilisation par l'hydrogène, et en appliquant des procédures
adéquates de contrôle des procédés. La DIN 50969-2 et l'ASTM F1940 sont des méthodes reconnues pour le
contrôle des procédés, afin d'évaluer le risque d'IHE. Ces méthodes d'essai ou d'autres méthodes similaires sont
utilisées comme base pour déterminer si un dégazage est nécessaire.
Cependant, la prévention du risque d'IHE ne dépend pas uniquement du dégazage (voir 4.4 et Annexe B).
5 Protection contre la corrosion et essais
5.1 Généralités
La protection contre la corrosion d'un système de revêtement électrolytique dépend essentiellement de
l'épaisseur de la ou des couche(s) métallique(s). Les couches de conversion et/ou les finitions «sealer»
et/ou «top coat» sur des revêtements de zinc, zinc-fer, zinc-nickel et cadmium apportent une protection
contre la corrosion de la partie métallique du revêtement (formation d'oxydation blanche), assurant
ainsi une protection supplémentaire contre la corrosion du métal de base.
Les revêtements métalliques tels que le zinc, les alliages de zinc et le cadmium sont moins électropositifs
que l'acier du métal de base, ce qui est la condition pour assurer une protection cathodique. Au contraire,
les métaux plus électropositifs que l'acier du métal de base (par exemple, nickel, cuivre, argent) ne
peuvent pas assurer de protection cathodique, ce qui peut intensifier la corrosion de la fixation si le
revêtement est endommagé ou présente des piqûres.
La fréquence et la durée d'exposition à l'humidité et aux températures en service, le contact avec des
produits chimiques corrosifs et le contact avec d'autres métaux et matériaux (corrosion galvanique/
corrosion de contact) peuvent modifier les performances de protection des revêtements.
La résistance à la corrosion est une caractéristique du revêtement, qui peut être diminuée en raison des
facteurs suivants:
— dégradation physique du revêtement dû à la manutention et au transport, et
— oxydation du revêtement ou réaction avec l'environnement pendant le transport et le stockage.
Avant de sélectionner un système de revêtement, il est recommandé de prendre en compte toutes
les fonctions et toutes les conditions de l'assemblage et non pas seulement la fixation; voir Annexe A.
Il convient, pour une application donnée, qu'un choix approprié soit effectué entre le client et le
fournisseur des fixations et/ou l'applicateur et/ou le formulateur.
Les résultats d'essai en corrosion accélérée (par exemple, essai au brouillard salin neutre, essai au
dioxyde de soufre) ne peuvent pas être corrélés de façon directe avec la protection contre la corrosion
dans des environnements d'utilisation. Cependant, des essais accélérés sont couramment utilisés pour
évaluer la résistance à la corrosion d’un système de revêtement.
5.2 Essai au brouillard salin neutre (BS) pour systèmes de revêtements à base de zinc
L'essai au brouillard salin neutre (BS) conforme à l'ISO 9227 est utilisé p
...
Questions, Comments and Discussion
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