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達克羅表面處理技術的介紹達克羅是DACROMET譯音和縮寫,簡稱達克羅、達克銹、迪克龍。國內命名為鋅鉻涂層,是一種以鋅粉、鋁粉、鉻酸和去離子水為主要成分的新型的防腐涂料 。 達克羅技術,是當今表面處理最新技術,其鋅鉻涂層被譽為國際表面處理行業中具有劃時代意義的革命性產品。達克羅涂層具有較高的耐蝕性(是電鍍鋅的7-10倍)、耐熱性高(250℃能夠繼續正常使用)、無氫脆、滲透性高、耐候性好、與基體具有良好結合力、對環境無污染等優點。 下圖是達克羅技術與傳統的電鍍鋅、電鍍鎘、熱浸鍍鋅兩種表面處理技術使用壽命的對比: 一、主要成分達克羅涂液種類繁多,但涂液的基本組成可歸納如下: 1、金屬物:由鋅、鋁等物質組成,主要為超細鱗片狀鋅、超細鱗片狀鋁。 2、溶劑:為惰性有機溶劑,如乙二醇等。 3、無機酸組分:如鉻酸等。 4、特殊有機物:為涂液的增粘分散組份,主要成份為纖維素類白色粉末。 二、防腐機理 達克羅膜層對于鋼鐵基體的保護作用可歸納為以下幾點: 1、壁壘效應:由于片狀鋅、鋁層狀重疊,阻礙了水、氧等腐蝕介質到達基體的進程,能起一種隔離的屏蔽作用。 2、鈍化作用:在達克羅的處理過程中,鉻酸與鋅、鋁粉和基體金屬發生化學反應,生成致密的鈍化膜,這種鈍化膜具有很好的耐腐蝕性能。 3、陰極保護作用:鋅鋁鉻涂層最主要的保護作用與鍍鋅層一樣,是對基體進行陰極保護。 三、達克羅涂層的特點 達克羅涂層具有優良的防腐性能、耐候性和耐化學品性;極好的耐熱性;防止產生雙金屬腐蝕;無氫脆,特別適合高強度鋼工件的表面處理;極好的均鍍能力;涂料的底漆良好;可應用于多種金屬表面;污染小;可改善摩擦性能;配合精度好等優點。達克羅涂層也有其不足:達克羅涂層硬度低、耐磨性差,限制了其應用;涂復液及涂層中均含有一定量的Cr6+;達克羅涂層的延展性不好;涂層制備能耗高;達克羅涂層耐酸、堿性差;不適應于少量生產;達克羅涂層色澤單一。 四、達克羅的處理工藝 1、 達克羅處理液的成分組成 現在的達克羅處理液已經系列化,可根據不同的用途在其中添加一些相應的組分,其基本組成如表1。 完整的達克羅處理液應該包括下列成分: a. 片狀的鋅粉:鋅片是達克羅處理液的主要物質,也是達克羅膜層的主要成分,在腐蝕性介質中對基體起犧牲陽極的電化學保護作用,此外,還含有鋁片或其他的金屬如鎂、錳及其混合物; b. 六價鉻化合物:六價鉻的化合物主要為鉻酐,亦可用鉻酸鹽、重鉻酸鹽或它們的混合物,六價鉻在燒結成膜過程中被還原為三價鉻,形成鉻和鋅的聚合 物,起到粘結劑的作用,同時對鋅片和基體又有鈍化作用,可提高達克羅膜層的抗腐蝕性; c. 還原劑:還原劑的作用是在燒結過程中促進六價鉻還原為三價鉻,并保證膜層的質量,形成無機鉻的聚合物為粘結劑。還原劑應該是水溶性的,在處理液中對六價鉻無還原性,在燒結過程中還原劑和六價鉻充分反應,在膜層中沒有殘存或含量很少,不至于影響膜層的外觀和耐蝕性能,還能防止CrO3 析出而導致膜層脫落; d. pH 調整劑控制涂液的pH 值在3.5~5.0 之間,常用的有鋰及鈣的氧化物、碳酸鹽,其中使用最多的是氧化鋅; e. 潤滑劑:為聚四氟乙烯,主要改善膜層的摩擦性能,穩定摩擦因數,還可使涂層光滑,在腐蝕不斷擴大時可減緩膜層的機械腐蝕; f. 表面活性劑:處理液中的活性劑包括分散劑、懸浮劑、去泡劑、增濕劑和增稠劑; g. 其他輔助組分:為了減少六價鉻在淡水中的溶出,可加入部分硼酸、鉬酸鹽、磷酸鹽等代替部分鉻酐,硼酸不僅是成膜促進劑,可確保達克羅層在淡水和海洋環境中均具有優異的耐蝕性; h. 液體介質:一般使用去離子水和叔丁醇,由于水和叔丁醇是以任何比例互溶的,兩者可以以任何的比例進行混合來提供液體介質。 2、達克羅涂層的制備工藝流程 處理液配好以后,就可以對零件進行處理了。其具體工藝流程為見圖1。整個處理過程有3 個重要的質量控制點,即前處理、涂覆、烘烤。 前處理的目的是除去零件表面的油污、銹及氧化皮,提高膜層與基體的結合力。達克羅前處理工藝一般采用有機溶劑清洗+超聲波清洗+噴丸。 涂覆是用達克羅液噴涂或浸漬零件,然后再采用離心甩干、自然垂流、吹散等方式除去多余的處理液。烘烤是將金屬基體上的達克羅處理液轉變成膜層的過程,常見的生產在網帶式循環熱風烘烤爐中進行,整個烘道分預熱區和固化區。烘烤過程對于達克羅膜性能的形成十分重要。 達克羅涂層的基本處理方法是浸涂,實際處理時根據處理零件的大小、形狀、質量和要求性能不同,可以采用不同的處理方法。目前工廠常用的有浸—旋轉方法、噴射方法、浸瀝法。 a. 浸漬—離心旋轉法DIP-SPIN:這種方式主要處理螺栓、彈簧、尺寸較小的沖壓件等。零件用網籃浸漬達克羅液后,在離心設備中甩干,然后烘烤,這是一種最常用的方法。 b. 噴涂法SPRA:這種處理方式類似噴塑,將涂液噴到懸掛的工件上,零件外觀要求高的,通常采用這種方式。這種方法適用于那些不宜用旋轉、瀝干的方法來消除多余液體并具有特殊形狀的零件。 c. 浸漬—瀝干法DIP-DRYING:這種方式與DIP-SPIN 法相似,只是將甩干改成自然瀝干,零件被掛在傳送帶上運輸,通常用于大型零件。 3、達克羅膜層的形成機理、結構 (1)達克羅膜層的形成 達克羅膜層在形成時發生以下反應: a. 配液時,鋅片表面的氧化膜與鉻酸發生反應,在鋅片表面形成致密的鉻酸鋅鈍化膜; b. 濕膜經烘干燒結固化后成膜,在成膜過程發生了一系列反應,其主要的反應有鉻酸的界面反應生成Fe2O3·Cr2O3 和鉻酸的還原及高溫下堅硬聯合物nCr2O3·mCrO3 非結晶體的生成。 (2)達克羅膜層的結構 達克羅膜層的結構見圖2。 (3)達克羅膜層的抗蝕性機理 a. 金屬Zn 的受控自我犧牲保護作用(ControlledGalvanic Protec-tion); b. Cr 酸使金屬表面形成不易被腐蝕的稠密氧化膜(Passivation); c. Zn 片與Cr 化合物的屏蔽作用。 五、達克羅技術的優缺點優點: 達克羅是一種新型的表面處理技術,與傳統的電鍍工藝相比,達克羅是一種"綠色電鍍"。其優勢有以下幾點: 1、超強的耐蝕性能:達克羅膜層的厚度僅為4-8μm,但其防銹效果卻是傳統電鍍鋅、熱鍍鋅或涂料涂覆法的7-10倍以上。采用達克羅工藝處理的標準件、管接件經耐鹽霧試驗1200h以上未出現紅銹。 2、無氫脆性:氫脆是傳統鍍鋅工藝不能完全克服的弊病,而在涂覆碎鉻涂層時,由于不經過酸洗,也沒有電渡時的滲氧現象,再加之是在較高溫度下固化,所以鋅鉻涂層絕對沒有氧脆現象,特別適用于高強度零件的防腐處理。達克羅的處理工藝決定了達克羅沒有氫脆現象,所以達克羅非常適合受力件的涂覆。 3、高耐熱性:達克羅可以耐高溫腐蝕,耐熱溫度可達300℃以上。而傳統的鍍鋅工藝,溫度達到100℃時就已經起皮報廢了。 4、結合力及再涂性能好:達克羅涂層與金屬基體有良好的結合力,而且與其他附加涂層有強烈的粘著性,處理后的零件易于噴涂著色,與有機涂層的結合力甚至超過了磷化膜。試驗證明:鋅絡涂層涂覆表面對油漆、涂料的附著力很強,因此,可以在碎鉻涂層涂覆表面進行再涂裝,形成所需要的各種色彩的膜。 5、良好的滲透性:由于靜電屏蔽效應,工件的深孔、狹縫,管件的內壁等部位難以電鍍上鋅,因此工件的上述部位無法采用電鍍的方法進行保護。達克羅則可以進入工件的這些部位形成達克羅涂層。 6、無污染和公害:達克羅在生產加工及工件涂覆的整個過程中,不會產生對環境有污染的廢水廢氣,不用三廢治理,降低了處理成本。 7、對環境不產生污染對設備無腐燭對人體無損害。 缺點:達克羅雖然有許多優點,但它也有一些不足之處,主要體現為: 1、部分達克羅中含有對環境和人體有害的鉻離子,尤其是六價鉻離子具有致癌作用。(在目前的環保政策下,現在的達克羅中已不含六價鉻離子) 2、達克羅的燒結溫度較高、時間較長,能耗大。 3、達克羅的表面硬度不高、耐磨性不好,而且達克羅涂層的制品不適合與銅、鎂、鎳和不銹鋼的零部件接觸與連接,因為它們會產生接觸性腐蝕,影響制品表面質量及防腐性能。 4、達克羅涂層的表面顏色單一,只有銀白色和銀灰色,不適合汽車發展個性化的需要。不過,可以通過后處理或復合涂層獲得不同的顏色,以提高載重汽車零部件的裝飾性和匹配性。 5、達克羅涂層的導電性能不是太好,因此不宜用于導電連接的零件,如電器的接地螺栓等。 四、注意事項 1.達克羅遇光照會迅速老化,所以達克羅的涂覆過程應該在室內進行。 2.達克羅烘烤溫度過低、過高都會使達克羅喪失防腐能力,達克羅應該在合適的溫度范圍內烘烤。 3.達克羅的使用周期很短,所以應該盡快用完。 4.達克羅的耐磨性能較差,所以應頂涂達克羅,然后再涂以耐磨性的其他涂料。 六、達克羅技術技術應用 1、載重汽車上各種高強度底盤中小支架、連接件、外露件及緊固件的防腐,如各種異型鋼支架、螺栓(含騎馬螺栓、車輪螺栓等)、螺母等。 2、發動機周圍等高熱環境金屬制件的防腐,如隔熱板、排氣管、散熱器、發動機缸蓋等零部件。 3、載重汽車上各種彈性零件的防腐,如環箍、半圓卡箍、各種彈簧、板簧等。 4、載重汽車上各種形狀復雜的管類、腔類零部件的防腐,如發動機的排氣管、消聲器等。 |