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達克羅涂裝技術工藝介紹
文章作者:www.qxop.net 上傳更新:2016-08-26

一、概述

    達克羅是dacromet縮寫的譯音,又譯做達克銹、久耐銹、高克銹、鋅鉻膜等。達克羅技術是指用含有鋅片、鋁片、鉻酸酐、乙二醇等成分的糊狀處理液涂覆金屬基體,經高溫烘烤后,在金屬基體表面形成一層有極佳的耐蝕性的非裝飾涂膜。該技術杜絕了電鍍過程中產生的廢渣、污水、廢氣的排放污染問題,是替代電鍍鋅、熱鍍鋅等進行表面防腐的高新技術,1999年8月13日,國家環保總局將該項技術列為1999年國家重點環境保護實用技術推廣項目(項目編號:99B030)。

    二、達克羅技術的應用范圍與受到的限制

    (一)達克羅應用范圍

    達克羅的應用范圍很廣,它不但可以處理鋼、鐵、鋁及其合金,還可以處理燒結金屬,以及特殊的表面處理。它所涉及到的產業、行業也相當多,諸如:

    1、汽車、摩托車行業:達克羅技術起源于汽車行業,世界著名的汽車制造公司,如美國的通用、福特、克萊斯勒,法國的雷諾,德國的大眾,意大利的菲亞特以及日本的豐田、三菱等在汽車零部件表面處理上均要求使用達克羅技術。汽車零部件經過達克羅處理具有較高的穩定性、防熱、防潮及防蝕性。隨著我國加入WTO,我國汽車工業與國際接軌的步伐越來越快,達克羅技術在國產汽車業上的應用前景越來越廣闊。

    2、電器通訊行業:家用電器、電子產品、通訊器材等高檔產品的零部件、原器件、配套件等,有的需長期置于戶外,所以對產品的質量要求較高,過去使用電鍍鋅的方法,質量低且達不到要求。如果使用達克羅技術處理,產品的防腐性能將大大提高,產品的使用壽命、質量也將大幅提高,同時美化了環境,擴大了市場。所以國內已有越來越多的企業開始采用該項技術。如廣州“美的”空調、“皇明”太陽能熱水器、聯通通訊發射塔、中興通訊的戶外機柜體,等等。

    3、交通設施行業:地鐵和隧道都處于地下,環境陰暗潮濕,通風較差;大橋、高架、港口機械長期處于戶外日曬雨淋,它們均極易生銹,很快就會發生銹蝕現象,大幅降低了安全系數。如果關鍵的結構件和緊固件采用達克羅技術處理,不但安全可靠,而且美觀持久。現在國內的地鐵工程、港口機械等已開始運用達克羅處理技術。

    4、輸配供電:高壓輸配電,城市供電,除供電電纜外,裸體明線都處于室外高空,不但日曬雨淋,而且還受環境污染,維護保養任務十分繁重。高壓輸電線路的鐵塔、電桿的橫擔、撐鐵夾箍、彎頭、螺栓、鋼帽、變壓器上的油箱、緊固件等如果都采用達克羅技術處理,雖然一次性投入較大,成本相應升高,但是美觀耐用,一勞永逸,節約了大量的常年維修費用。國內高壓開關行業,如西高關、平高開等已率先引用了該項技術并取得了較明顯的成效。除了以上舉例的幾個行業以外,市政工程、機械行業、鐵路碼頭、造船修船、航天航空、海洋工程、五金工具、戶外金屬構件等都在研究應用達克羅涂覆技術。

    (二)達克羅涂層的限制

    達克羅涂層雖有許多優點,但它也有一些不足之處,主要體現為:

    1、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。

    2、達克羅涂層因為是一個高溫燒結層,所以它的表面硬度和抗劃傷能力比其他傳統處理方法略差,特殊場合使用需要進行后處理。

    三、達克羅涂覆層結構及其防腐機理簡介

    (一)達克羅涂液的組成

    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.機酸組分: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)達克羅涂層結構及防腐機理

    達克羅涂層是由多層金屬片迭加而成,主要由微小鋅(鋁)片及粘合鋅片的無機鉻化合物組成:無定型的復合鉻酸鹽化合物(mCrO3?nCr2O3)作為粘結劑與數十層約0.2um厚、10um大小的鱗片狀鋅、鋁相互結合形成的涂層。工件在經過了除油、除銹處理,要再經300℃左右高溫烘烤后形成由鋅、鋁、鉻等組分組成的無機涂層。固化時,涂層中的水份、有機組分等在揮發的同時,依靠達克羅液中高價鉻酸鹽的氧化性,對鋅、鋁和鐵基體同時進行鈍態保護,形成Fe、Zn、Al的鉻酸鹽化合物。由于涂層是與基體直接反應獲得的,故防腐蝕層極為致密。涂層在腐蝕環境下會形成無數個原電池,即先腐蝕掉電位較負的Zn、Al片類,才有可能腐蝕至基體本身。因此,由于鉻酸的鈍化作用,復合鉻酸鹽,多層結構的屏蔽效應和即使在有害鹽條件下的鋅的受控電化學保護作用,以及鋁抑制鋅析出的作用,使達克羅涂層顯示出較好的耐蝕性。

    三、達克羅工藝流程與涂覆層的性能特點

    (一)達克羅工藝流程:基材、脫脂、除銹、涂覆、預熱、固化、冷卻(注:可重復以上涂覆和固化工藝)

    1、脫脂:帶有油脂的工件表面必須進行脫脂,方法一般有三種:有機溶劑脫脂、水基脫脂劑脫脂、高溫炭化脫脂。脫脂是否徹底有效,將直接影響涂層的附著力及耐腐蝕性。

    2、除銹除毛刺:凡是有銹或有毛刺的工件嚴禁直接涂覆,必須通過除銹除毛刺工序,此工序最好用機械方法,避免酸洗,以防氫脆,且酸洗除銹,因酸洗影響達克羅涂層的耐蝕性。

    3、涂覆:經過除油除銹的清潔工件必須盡快通過浸涂\噴涂\刷涂的方式進行表面涂覆。工件涂覆加工時,涂液的比重、ph、粘度、cr6+含量、涂液的溫度及流動狀況等將直接影響工件的涂覆效果,影響涂層的各項性能。所以涂覆過程中要調整好溫度、溶液指標以及浸涂中離心機轉速三者之間的關系。

    4、預烘:達克羅濕膜的工件必須盡快在120±20℃的溫度下,預烘10-15分鐘(根據工件吸熱量定),使涂液水份蒸發,流平均勻。

    5、燒結:預烘后的工件必須在300℃左右的高溫下燒結,燒結時間20-40分鐘(根據工件的吸熱量定),也可適當提高溫度來縮短燒結時間。

    6、冷卻:工件燒結后,必須經過冷卻系統充分冷卻后進行后繼處理或成品檢驗。

    (二)達克羅性能特點:達克羅技術與傳統的電鍍鋅、熱浸鋅技術相比有如下優點:

    ①超常的耐蝕性。鋅的受控電化學保護作用,鋅、鋁片的屏蔽效應以及鉻酸鹽的自我修復作用使得達克羅涂層具有很高的耐蝕性,達克羅涂層中性鹽霧試驗時,需要100小時左右才能腐蝕掉涂層1um,比傳統的鍍鋅處理耐腐蝕性提高7-10倍,中性鹽霧試驗時間可長達1000小時以上(厚度8um以上的涂層),有的甚至更高,這是電鍍鋅和熱浸鋅層無法達到的。

    ②極佳的耐熱性。因為達克羅涂層的鉻酸聚合物中沒有結晶水,且鋁\鋅片的熔點較高,所以涂層高溫耐蝕性極好。達克羅涂層耐熱溫度可達300℃,在250℃下連續長期使用,其耐蝕性能幾乎不受影響,而電鍍鋅層表面鈍化膜在70℃左右開始被破壞,耐蝕能力急劇下降。

    ③無氫脆性。達克羅技術處理過程中無酸洗\電沉積\電解除油等工序,也就沒有電鍍鋅過程導致析氫的電化學反應,所以不會使材質產生氫脆。因此特別適合于處理彈性零件和高強度的工件。

    ④良好的可再涂性。達克羅涂層外觀為銀灰色與基材、各種涂料均有良好的結合力,可作為面層使用,也可作為各種涂料的底層使用,在美、日汽車生產中常用作涂料底層取代有污染的磷化處理,同時大大提高整體的耐蝕性能。

    ⑤防止對鋁的電化學腐蝕。金屬之間由于電位的不同,會發生電化學反應,對于鍍鋅層來說,其防護的無論是鐵基還是鋁基,都會發生電化學而大大降低防腐性。

    而對于達克羅防腐層來說,由于其防腐建立在鉻酸鈍化作用和鱗片狀鋅層的受控犧牲保護作用之上,不產生任何電化學腐蝕,所以相對抑制了Zn消耗,同時也抑制了Al的腐蝕。

    ⑥優異的滲透性。達克羅處理液能滲入工件緊密結合處,形成防銹涂層。如果使用電鍍鋅的方法,由于屏蔽作用,管狀部件的內面幾乎電鍍不上。但是,因為達克羅處理是采用涂覆方式,具有很好的滲透性,所以可以應用它來提高內外面的防銹能力。例如緊緊卷著的彈簧經過達克羅處理后,在拉伸開的狀態下,進行鹽水噴霧試驗,仍顯示出極佳的防銹能力。

    ⑦污染小。電鍍鋅時存在含有鋅、堿、鉻酸等的污水排放問題,會造成較大的污染,熱浸鋅時溫度較高,釋放的鋅蒸汽和HCl對人體健康危害較大,目前大多數的熱浸鋅生產都必須遠離城市和農村的地方進行。達克羅工藝開創了金屬防腐的新領域,由于達克羅處理是一個封閉的處理過程,在烘烤過程中揮發的物質主要是水,不含有其它規定控制的有害物質,對環境污染小。

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