发黑与工业电镀的辨别方法及尺寸变化：磷化（Parker）、蓝白钝化（Unichro）、三价铬钝化、化学镀镍、硬铬、阳极氧化
用颜色、磁铁和锉刀来辨别，螺纹按膜厚的 4 倍预先加工！
即使图纸上写着“Parker”“Unichro”“化学镀镍”，拿到送来的零件时能马上说出是哪种处理的人其实并不多。而且，电镀之后尺寸会变化，螺纹中径的变化甚至约为膜厚的 4 倍。本文针对现场常见的 6 种表面处理（发黑、磷化（Parker）、镀锌＋钝化、化学镀镍、硬铬、阳极氧化），依次整理了用颜色、磁铁、锉刀辨别的流程、膜厚与尺寸变化表、镀层余量计算器、图纸标注方法和常见失误。
6 种处理的原理：是“转化”还是“堆积”
表面处理按膜的形成方式大致分为 3 类，就容易记住。尺寸的变化方式也由这种分类决定。
- 基材表面转化（化学转化处理）：发黑（四氧化三铁）和磷化膜（Parker）。是铁表面在药液中发生反应而生成的膜，不用电。发黑是用以氢氧化钠为主的热溶液把铁表面变成氧化物的方法，也叫“碱性着色法”[10][26]。
- 向上堆积（镀层）：电镀锌、硬铬（电镀），以及化学镀镍（不用电，靠药液中的还原剂析出）。膜有多厚，外形就变粗多少，孔就变细多少。
- 一半渗入、一半鼓出（阳极氧化）：阳极氧化。由于是把铝表面逐渐变成氧化铝，膜的约一半位于原表面以内，约一半在外侧[13]。
关于叫法日本现场所说的“Parker”源自推广磷化处理的美国企业名称，“Unichro”源自光亮钝化的商品名，两者都是由商标、商品名而来的俗称（与同音的服装店无关）。正式写成“磷化膜处理”“光亮钝化”，任何电镀厂都不会误解[9]。
现场辨别方法：颜色、磁铁、锉刀、锈
| 处理 | 颜色、光泽 | 磁铁 | 锉刀、划痕 | 手感、生锈方式 |
|---|---|---|---|---|
| 发黑 | 抛光面为有光泽的漆黑，喷砂（梨皮）面为哑光黑[10] | 吸得住（钢铁） | 膜极薄，一擦容易露出底下的铁 | 浸有防锈油，摸了手会略有油感。油干了会出红锈[10][26] |
| 磷化（Parker） | 灰色至深灰色的哑光面。结晶状的粗糙表面 | 吸得住（钢铁） | 结晶较软，一擦呈粉状脱落 | 很能吸油和涂料。单独使用挡不住红锈，需与油、涂装配合[23][24] |
| 镀锌＋钝化 | 光亮＝带蓝的银色，彩色＝彩虹色（虹彩色），黑色，绿色＝橄榄色[9] | 吸得住（钢铁） | 锌较软，锉刀很好锉 | 先出现白锈（锌的锈），锌耗尽后出红锈[9] |
| 化学镀镍 | 略带黄的银色。孔底、螺纹、棱角都镀得一样厚[25] | 钢铁件吸得住。低磷镀层本身也有磁性[25][17] | 硬（镀态约 500～600 HV）[25] | 耐蚀性好（含磷越高越好）[17][25] |
| 硬铬 | 青白的银色。磨削后接近镜面 | 吸得住（钢铁） | 非常硬，锉刀打滑（有实测约 1000 HV 的例子）[12] | 有细微裂纹，即使镀得厚，单独防锈能力也有限[14][12] |
| 阳极氧化 | 本色为比铝稍暗的银色，染色可为黑、红、蓝等。硬质为灰至深褐色 | 吸不住（铝） | 硬。表面不导电（可用万用表确认） | 封孔后耐盐水[13]。腐蚀时会起白粉 |
用万用表一测就知道铝零件呈“银色”时，用万用表测通断：表面导电的是铝上化学镀镍（或未处理的铝），不导电的是阳极氧化。阳极氧化在接地面、接触面需要遮蔽，请结合图纸注记一起确认。
六价和三价从外观分不出来人们常以为黄色钝化就是六价，但三价铬钝化也有从白到蓝到黄的颜色范围。RoHS 指令将六价铬限制在每种均质材料 0.1 wt% 以下[18]。是否含六价铬，要用成分证明（材质证明书、RoHS 合规文件）或 JIS H 8625 附录中的试验液来确认[9][2]。
各种处理对比表
| 处理 | 标准（JIS 等） | 膜厚参考 | 尺寸增加方式 | 耐蚀性 | 硬度 | 费用倾向 | 适用零件 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 发黑 | 无 JIS（美军标准 MIL-DTL-13924） | 1 µm 左右（一般为 1 µm 以下至 2 µm 左右）[22][26] | 几乎不变[22] | 低（靠防锈油） | 与基材相同（不变硬） | 便宜 | 夹具、刀具、精密零件，黑色外观 |
| 磷酸锌 | 美军标准 MIL-DTL-16232（Type Z） | 1〜20 µm[23] | 向外增加（比例视条件而定） | 低～中（与油、涂装并用） | 较软的结晶 | 便宜 | 涂装底层、冷锻润滑底层 |
| 磷酸锰 | 同上（Type M） | 1〜15 µm[24] | 向外增加（比例视条件而定） | 中（能保油） | 较软的结晶 | 便宜 | 齿轮、凸轮、滑动部位的初期磨合，防咬死[24] |
| 镀锌＋三价铬钝化 | JIS H 8610、H 8625[1][2] | 分 5、8、12、25 µm 几档（ASTM B633）[16] | 向外堆积：直径 +2t，螺纹中径 +4t | 中～高（锌先腐蚀以保护铁） | 软 | 便宜 | 螺栓、螺母，钣金件，支架 |
| 化学镀镍 | JIS H 8645[3] | 数 µm～数十 µm（航空航天有钢件镀 38～76 µm 的例子）[15] | 向外堆积。各处厚度相同 | 高（高磷型） | 约 500～600 HV，热处理后约 1000 HV[25][11] | 中～高 | 孔、螺纹、复杂形状，模具、阀门 |
| 硬铬 | JIS H 8615[4] | 数 µm～100 µm 以上（镀厚后磨削精加工）[14] | 向外堆积。棱角厚，凹处薄 | 单独使用有限（有裂纹） | 约 1000 HV[12] | 高（含磨削） | 液压缸活塞杆、辊子、滑动轴 |
| 普通阳极氧化 | JIS H 8601（2025 年修订）[5] | 约 2～25 µm（MIL-A-8625F Type II）[13] | 约一半向外：直径 +t | 高（封孔后） | 比基材硬 | 中 | 铝件外观、防腐、染色 |
| 硬质阳极氧化 | JIS H 8603[6] | 未指定时约 50 µm（范围 13～114 µm）[13] | 约一半向外：直径 +t | 高 | 耐磨（按磨损量规定）[13] | 中～高 | 铝件滑动部位、缸筒 |
t＝单侧膜厚。费用倾向为一般参考，会因数量、尺寸、遮蔽、是否磨削而有很大差别。膜厚是标准和资料中给出的范围，实际以图纸指定为准。
尺寸变化与镀层余量：直径变 2t，螺纹中径变 4t
镀后零件的尺寸，按单侧膜厚 t 如下考虑。
- 轴、孔：两侧各镀 t，所以直径变化 2t。轴变粗，孔变细[13]
- 60° 螺纹（米制、统一制）：沿牙侧（螺纹牙的斜面）法向镀 t，径向偏移 t ÷ sin30° ＝ 2t。换算到直径为 4t。外螺纹中径变粗 4t，内螺纹中径变细 4t[19][20][13]。牙型角不同的螺纹按“2 × t ÷ sin（牙型角的一半）”计算，30° 梯形螺纹约为 7.7t[13]
- 阳极氧化：向外鼓出的约为膜厚的一半。轴径增加量与膜厚相同，螺纹中径增加约为膜厚的 2 倍[13]
- 发黑：尺寸几乎不变。精密配合零件需要黑色表面时的选择[22]
电镀的厚度因部位而异电镀（锌、硬铬）在电流容易集中的棱角、尖端处较厚，孔底、内螺纹深处较薄。化学镀镍连孔底和内螺纹里面都镀得一样厚，所以内螺纹也完全按 4t 变化[25]。硬铬通常先镀厚再磨削精加工，要在镀层余量上加上磨削余量来决定预加工尺寸[14]。
内、外螺纹的镀前加工：加大丝锥与减小板牙
若想镀后能通过普通量规，就要把镀前的螺纹加工得大 4t（内螺纹）／小 4t（外螺纹）。据刀具厂家的资料，镀层厚 5 µm 时加大量参考为 20 µm（相当于 STD+1），10 µm 时为 40 µm（相当于 STD+2）[21][19]。外螺纹使用减小量为镀层厚度 4 倍的减小板牙[20]。
量规按要检查哪个尺寸来选即使用加大丝锥加工，若产品要求精度为 JIS 2 级，镀后检验就用 2 级量规。镀前想检查“是否比 2 级大 0.03 mm”时，要用专用量规（2 级＋0.03 等）[21]。螺栓、螺母等紧固件的电镀，JIS B 1044:2024（ISO 4042:2022 的翻译版）优先于其他电镀标准，其中也载有膜厚与螺纹间隙的考虑方法[8]。
计算器：由膜厚求镀前尺寸
输入处理种类、膜厚和目标成品尺寸，即可算出镀前应加工的尺寸。公式与上图相同。
未考虑电镀厚度的不均（棱角厚、孔底薄），也未考虑在公差带中瞄准哪个位置。螺纹公差见 螺纹底孔直径表，孔与轴的公差见 配合公差 进行确认。
图纸标注方法
电镀基本上用 JIS H 0404 的符号标注，按“处理种类－基材／镀层 膜厚／后处理”的顺序排列[7]。
| 标注示例 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|
| Ep-Fe/Zn 8/CM2 | 钢铁基材（Fe）上电镀（Ep）锌 8 µm，彩色钝化（CM2） | 钝化等级见 JIS H 8625[1][2][9] |
| Ep-Fe/Zn 8 ＋“三价铬钝化” | 锌 8 µm 加三价铬钝化 | JIS H 8625 中没有三价的等级，因此在注记中写明“三价铬钝化”“不使用六价铬”[9] |
| Ep-Fe/ICr 20 | 钢铁基材上工业用镀铬 20 µm | 写清是否磨削，以及是精加工后的膜厚还是镀态膜厚（JIS H 8615）[4][14] |
| 化学镀镍－磷 ○○ µm | 化学镀镍 | 标准为 JIS H 8645。还要指定含磷量（中磷、高磷）和热处理（是否硬化）[3][17] |
| AA10 | 阳极氧化 平均膜厚 10 µm 以上 | JIS H 8601:1999 的膜厚等级写法。2025 年修订版的写法请查阅标准正文[5] |
| “镀后尺寸”“镀前尺寸” | 尺寸是哪种状态下的 | MIL-A-8625F 建议同时标注加工尺寸和处理后尺寸[13] |
别忘了遮蔽指示配合面、螺纹、接地面、焊接部位等不希望有膜层的部位，要在图纸上注明范围。尤其阳极氧化表面不导电，接地面必须遮蔽，或注明事后去除膜层。
氢脆与除氢烘烤
酸洗或电镀时，氢可能进入钢中。对于高强度钢，这会成为紧固后经过一段时间突然断裂（延迟断裂）的原因[29]。为防止这种情况，电镀后加热钢件以驱除氢，这就是除氢烘烤（脱氢处理）。
| 资料 | 需要除氢烘烤的钢材参考 | 条件 |
|---|---|---|
| 大阪府立产业技术综合研究所（镀锌） | 易发生氢脆的材料 | 镀后 4 小时内以 190～230℃加热规定时间。之后用酸活化，再进行钝化[9] |
| NASA 工艺规范（镀铬、化学镀镍） | 螺纹件 36 HRC 以上、非螺纹件 40 HRC 以上的碳钢、低合金钢等 | 镀完后 4 小时内开始，约 191℃（375°F）保持 23 小时[14][15] |
| ASTM B633（镀锌） | 抗拉强度超过 1700 MPa（46 HRC）的钢，本标准不做镀锌 | 要求通过前处理、后处理降低氢脆风险[16] |
除氢烘烤要在钝化之前钝化后再以 200℃左右加热，膜层会开裂，耐蚀性变差（六价铬钝化在超过 70℃的干燥中也会出现裂纹）。顺序是电镀 → 除氢烘烤 → 活化 → 钝化。[9]强度等级 10.9 以上的螺栓、淬火弹簧等高强度零件委托电镀时，要在订货单上写明是否需要除氢烘烤及其条件；紧固件还请查阅 JIS B 1044 中关于氢脆的条款[8]。
常见的 8 种失误
- 螺纹电镀后拧不进：中径变化约为膜厚的 4 倍。镀锌 8 µm 约变化 32 µm。镀前螺纹要用加大丝锥、减小板牙加工[19][20]
- 高强度螺栓忘记除氢烘烤：会导致拧紧几天后螺栓头断飞的延迟断裂[29][9]
- 钝化之后才除氢烘烤：膜层开裂，耐蚀性下降。应按电镀 → 除氢烘烤 → 钝化的顺序[9]
- 凭颜色断定六价或三价：三价钝化也有偏黄的。要用证明书或检测确认[9]
- 漏写遮蔽指示：配合面变粗，阳极氧化件无法接地
- 没考虑硬铬的棱角增厚和磨削余量：棱角处镀层变厚，磨削余量不足时精加工会露出基材[14]
- 化学镀镍热处理后耐蚀性下降：在 400℃左右处理会变硬（约 1000 HV），但耐蚀性大幅下降，磁性也变强[25][11][30]
- 阳极氧化返工导致尺寸变小：剥除膜层时向内渗入的部分也一起去掉，每返工一次基材就减少一些
常见问题
- 发黑和磷化（Parker），哪个更防锈？
- 两者单靠膜层都挡不住锈，要与油或涂装配合使用[10][23]。发黑的优点是膜极薄、尺寸几乎不变；磷化能保持大量的油，适合滑动部位或与防锈油配合使用。
- Unichro 和三价铬钝化是一回事吗？
- “Unichro”原本是日本对蓝白色光亮钝化的俗称（源自商品名），过去使用六价铬。现在主流是颜色相同的三价光亮钝化，日本现场也有人叫它“三价 Unichro”[9][27]。在图纸和订货单上写“光亮钝化（三价）”最稳妥。
- 化学镀镍能被磁铁吸住吗？
- 低磷、中磷的镀层有弱磁性，高磷（超过 10%）的在镀态下没有磁性。但热处理后会出现磁性[25][17]。如果是钢铁零件，基材本身会被磁铁吸住，所以看不出镀层的磁性。
- 螺纹孔里也会生成阳极氧化膜吗？
- 会，但细小内螺纹的深处有时生成不了膜，厚度也不均匀[13]。若内螺纹精度很重要，就在图纸上注明遮蔽，或处理后用丝锥回攻。
- 镀层膜厚怎么测？
- 现场用磁感应式（钢铁上的非磁性膜层）或涡流式（铝上的阳极氧化膜等）测厚仪，质量保证中则用 X 射线荧光或截面显微观察。若有厚度规定，还要在订货单上约定用哪种方法测量。
参考资料
- 日本规格协会《JIS H 8610:1999 电镀锌》（书目信息）
- 日本规格协会《JIS H 8625:1993 电镀锌及电镀镉层上的铬酸盐转化膜》（书目信息）
- 日本规格协会《JIS H 8645:1999 化学镀镍－磷》（书目信息）
- 日本规格协会《JIS H 8615:1999 工业用镀铬》（书目信息）
- 日本规格协会《JIS H 8601:2025 铝及铝合金阳极氧化膜》（预览）
- 日本规格协会《JIS H 8603:1999 铝及铝合金硬质阳极氧化膜》（书目信息）
- 日本规格协会《JIS H 0404:1988 电镀的符号表示方法》（书目信息）
- 日本规格协会《JIS B 1044:2024 紧固件－电镀层体系》（ISO 4042:2022 的翻译版，预览）
- 大阪府立产业技术综合研究所《镀锌铬酸盐钝化处理的现状与未来》（技术资料，PDF）
- 名古屋市工业研究所《金属黑色化技术》月刊名工研技术信息 No.643（PDF）
- 爱媛县工业技术中心 研究报告 No.45（镀镍层的热处理，PDF）
- 埼玉县 新一代产业参与支援项目 成果报告《替代硬铬镀层的多元合金电镀技术开发》（PDF）
- 美国国防部《MIL-A-8625F Anodic Coatings for Aluminum and Aluminum Alloys》（PDF）
- NASA Johnson Space Center《PRC-5003 Process Specification for Chromium Plating》（PDF）
- NASA Johnson Space Center《PRC-5007 Process Specification for Electroless Nickel Plating》（PDF）
- ASTM International《B633-23 Electrodeposited Coatings of Zinc on Iron and Steel》（摘要）
- ASTM International《B733-22 Autocatalytic (Electroless) Nickel-Phosphorus Coatings on Metal》（摘要）
- European Commission“RoHS Directive”
- 刀具厂家的技术资料《镀层厚度与加大量》
- 刀具厂家的技术资料《外螺纹镀层厚度与板牙减小量》
- 刀具厂家的 FAQ《内螺纹电镀时的加大丝锥》
- 表面处理代加工企业的技术资料（厚膜型四氧化三铁膜）
- 表面处理代加工企业的技术资料（磷酸锌膜）
- 表面处理代加工企业的技术资料（磷酸锰膜）
- 电镀药剂厂家的技术资料《The Engineering Properties of Electroless Nickel Coatings》（1983，PDF）
- 《铁的发黑方法》，《金属表面技术》6(4)（1955，J-STAGE）
- 藤原裕、小林靖之《镀锌用三价铬化学转化处理》，《表面技术》57(12)（2006，J-STAGE）
- 《化学镀镍的现状与未来》，《表面技术》58(2)（2007，J-STAGE）
- 中里福和《螺栓的延迟断裂》，《铁与钢》88(10)（2002，J-STAGE）
- 《Wear Resistance Behavior of Low-, Mid-, and High-Phosphorus Electroless Ni-P Coatings Heat-Treated in the Air Environment》，Coatings 14(5), 648（2024）
