垫圈 — 没有螺纹、没有性能等级，却有叠合难题
平垫圈没有性能等级，只有 ISO 7089 的硬度等级。为什么平板件在滚筒中互相遮蔽、为什么薄件必须用低负荷法测硬度，以及淬硬锥形垫圈何时需要除氢烘烤。
关键参数一览
| 螺纹 / 尺寸标准 | ISO 7089 / DIN 6796 · no thread |
|---|---|
| 公差带 | 无螺纹，ISO 965 与 ISO 1502 均不适用。 |
| 可滚镀范围 | nominal 3 – 24 mm, thickness 0.5 – 4 mm |
| 挂镀 / 吊篮 | large-series and thin blanks that nest |
| 强度规范 | no property class — 100/200/300 HV classes |
| ISO 4042 除氢烘烤 | 取决于硬度等级 |
| 复核日期 | 2026-08-04 |
垫圈没有螺纹可以过规，没有性能等级需要认证，平型垫圈甚至没有强度要求。这使它成为本组零件中最容易规定的一种，同时也是最难镀均匀的一种——因为平板会面对面叠合，恰好遮住承受接头载荷的那一面。
为什么这种外形要这样处理
冲制平板圆片是滚镀的经典难题。它们会叠合，而叠合的一对会遮住彼此贴合的面，镀层因此恰恰在支承面上最薄。厚度低于约一毫米的垫圈在淬硬时还会轻微翘成锥形，翘曲的垫圈无法在头部下方平放——它会摆动、发生微动磨损并失去预紧力。装载量、转速与时间对覆盖率的影响，远大于槽液配方。
该外形常用钢种
典型应用领域
螺纹、公差与尺寸标准
这里没有螺纹，ISO 965 与 ISO 1502 都不适用。受控尺寸是内径、外径、厚度与平面度，来自 ISO 7089（A 级产品）、ISO 7090（倒角型）、ISO 7091（C 级）、ISO 7093-1（大系列）以及用于自攻螺钉的 ISO 10673。弹簧型与锥形来自 DIN 127、DIN 6796 与 DIN 6798，碟形弹簧则来自 DIN 2093——那是真正不同的一族，有自己的载荷曲线，而不只是垫片。
尺寸范围与装挂方式
公称规格 3 至 24 mm、厚度约 0.5 至 4 mm 是常规滚镀范围。对装挂真正重要的不是直径而是厚径比：薄而大的板件叠合最严重，这些件即使公称规格属于滚镀范围，也要间隔摆放或改挂镀。
强度规范
平垫圈没有性能等级——ISO 898 根本不涵盖垫圈，图纸上要求“8.8 级垫圈”等于要求一个并不存在的东西。ISO 7089 与 ISO 7091 规定的是硬度等级：100 HV、140 HV、200 HV 或 300 HV，属于材料与热处理要求，而不是承载等级。例外是弹性类：DIN 6796 锥形弹簧垫圈与 DIN 2093 碟形弹簧经过淬硬与压平定型，并以在特定压缩高度下的载荷来规定，这使它们更接近弹簧而非垫片。
该类零件没有性能等级。图纸上若出现类似标注，属于规范错误，应在投产前更正。
硬度: ISO 7089 / ISO 7091 hardness classes 100 HV · 140 HV · 200 HV · 300 HV; DIN 2093 disc springs ≈ 42–52 HRC
镀层厚度及其限制因素
由于没有螺纹余量需要迁就，垫圈是本组中唯一镀层厚度只受表面而非配合限制的零件，因此 ASTM B633 中较重的防护级别都是现实可行的。约束完全转移到均匀性上：重要的不是整批的平均厚度，而是支承面上的最小值，装载不当时两者可能相差一倍。把测量位置写进规范，这个数字就不再是争论话题。
- ASTM B633 SC 2 — Fe/Zn 8
- SC 3 — Fe/Zn 13
- SC 4 — Fe/Zn 25
氢脆消除处理
这里的答案确实一分为二，因此上方表格如实标注而不给单一结论。200 HV 的平垫圈远低于 ISO 4042 约 390 HV 的阈值，除氢烘烤既非必需也无益处；300 HV 等级仍在阈值之下。而 DIN 6796 淬硬锥形垫圈或 DIN 2093 碟形弹簧远在阈值之上，使用中承载，行为与弹簧无异：若采用电镀，必须尽快、通常在 4 小时内除氢——而且有充分理由干脆不用电镀。
除氢烘烤必要性判定这类零件如何失效
- 支承面出现薄点
两片垫圈在滚筒中面对面贴着走完全程。外侧面达标而被遮蔽的面不达标，于是批次通过了平均厚度检验，却在真正受力的那一面失效。
- 淬硬后翘成锥形
薄板在淬火中变形成浅碟状。它不再平放，载荷路径移到边缘，接头第一次拧紧就损失预紧力。
- 锥形垫圈失去载荷
DIN 6796 或 DIN 2093 零件一旦经历高于其原回火温度的加热就会松弛：自由高度下降，工作高度下的载荷随之下降。为螺栓设定的除氢烘烤用在淬硬垫圈上，正好造成这种结果。
- 支承面压陷
过软的垫圈在淬硬螺栓头下第一次拧紧就压出凹坑。接头立刻损失预紧力，而垫圈常被当作腐蚀问题的原因，实际起因是力学问题。
每批必须检查的项目
- 1用零件能承受的试验力测硬度薄件需要按 ISO 6507-1 的低负荷维氏或按 ISO 6508-1 的表面洛氏 HR15N。在一毫米厚的垫圈上打常规 HRC 压痕，读到的有相当部分是下方砧座，得出的数值没有意义。
- 2镀前检查厚度与平面度要测毛坯，而不只是成品。热处理引入的翘曲与厚度波动在镀层下不可见，却是垫圈坐不平的常见原因。
- 3在支承面上测镀层厚度按 ISO 3497 专门在承载面上读数，并把取样位置写入规范。这是垫圈图纸能做出的最有用的一项改动。
- 4按批做盐雾，并指定判定面按 ISO 9227 暴露，验收准则须指明判定表面。从被遮蔽面开始失效的垫圈是装载问题而非槽液问题，只有按面判定的准则才能显示出来。
试验方法
工程师常问的问题
垫圈应该标什么性能等级？+
不标——平垫圈没有性能等级，ISO 898 也不涵盖。请改用 ISO 7089 或 ISO 7091 的硬度等级，连同材料与镀层一并标注。弹性类请标明标准（DIN 6796 或 DIN 2093）与工作高度下的载荷，因为那类零件按载荷分级，而不是仅按硬度。
垫圈能比螺栓镀得更厚吗？+
可以，这是少数答案如此简单的地方之一。垫圈没有会长大的螺纹中径，ASTM B633 中较重的防护级别都可用。限制在于覆盖率而非间隙——因此规范应说明在哪里测厚度，而不是只说要多厚。
为什么我们的弹簧垫圈镀后变软了？+
几乎可以肯定是除氢烘烤。淬硬锥形垫圈在制造时按某一温度回火，除氢温度若等于或高于该温度，零件就会松弛，工作高度下的载荷随之下降。淬硬弹性垫圈必须把烘烤温度与其回火温度对照，或者选择根本不需要烘烤的镀层路线。
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内容依据公开标准与紧固件冶金通则编写。所有数值均为随零件、材料与适用规范而变的典型范围，客户图纸与所引标准始终优先。镀层标注说明的是图纸可以要求的内容，不代表未经试验即可在您的零件上保证达到的结果。