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达克罗技术和喷涂工艺简介

达克罗技术简介达克罗(Dacromet)是是一种新型的金属表面保护工艺,国内又称为锌铬涂层,2002 年国家质量监督检验检疫总局发布了&ldq达克罗(Dacromet)是是一种新型的金属表面保护工艺,国内又称为锌铬涂层,2002 年国家质量监督检验检疫总局发布了“锌铬涂层技术条件”的中华人民共和国国家标准,标准号为GB/T18684-2002,为达克罗涂层的生产和检测带来了方便。

与传统的电镀锌相比,达克罗的耐腐蚀性能好,而且在涂覆全过程中无污染,成为符合环保要求的一项“绿色工程”。

应用该技术可以使基体表面具有耐蚀、耐高温氧化、隔热和密封等性能。

这一技术不仅在航空航天、石油化工、机械制造、公路、铁路、码头等领域得到了广泛的应用,而且已推广到电器行业中。

1 达克罗涂层的特点[1](1)生产过程无污染。

达克罗涂覆生产过程中,工件在前处理时,仅生成少量的铁锈和粘附在工件表面的油污,整个生产是在一个封闭循环的工序中进行,达克罗涂液在固化时向外排放的主要是涂液中的水份,因此对外界无污染。

(2)极强的抗腐蚀性能。

达克罗涂层的厚度一般情况下,一涂的厚度3~5μm,二涂二烘在6~10μm,根据统计,在标准盐雾试验下,达克罗涂层每100h消耗1μm,而电镀锌时涂层每10h即消耗1μm,因此达克罗涂层的抗盐雾侵蚀能力,在同等涂层厚度下,是电镀抗腐能力的7~10倍。

做的好的达克罗的涂层,耐盐雾侵蚀能力可达1000h以上。

(3)高渗透性。

达克罗涂液是水溶性的涂液,所以它的渗透性非常好,在细微的空隙的中也能形成涂层,其深涂能力远优于电镀。

与电镀相比,对于小孔的内壁,电镀时是很困难的,但达克罗涂覆时则能很好的涂覆上去。

有人曾做过试验,收紧的弹簧件经过达克罗处理后,放开后再作盐雾试验,其耐盐雾试验的时间仍可达到240h以上,说明达克罗涂液已渗入紧密结合的缝隙处。

(4)无氢脆。

达克罗处理的一个特点是工件在前处理时不进行酸洗。

氢脆是传统电镀锌工艺不能完全克服的弊端,由于达克罗工艺不对工件进行酸洗,就可以避免氢离子侵蚀钢铁基体,因此达克罗涂层特别适用于6~1000N/mm2的高强度螺栓和弹簧种类的工件的表面防腐保护。

(5)高附着性。

达克罗的涂层经过高温烘烤后,在工件的表面形成了由锌、铝片及复合盐组成的涂层,它与钢铁基体有着良好的结合力,所以它的附着性相当的好。

同时,这样形成的涂层表面,有利于各种涂料的再涂装。

(6)极好的耐热性。

达克罗涂层是在300℃左右的温度条件下固化的形成的,因此它能长时间在高温条件下工作,其涂层的颜色不改变,耐热腐蚀性极好。

(7)较好的耐候性。

达克罗在一定层厚下可以经受二氧化硫、酸雨、烟尘、粉尘的侵蚀。

被用于市政工程中。

经检测,其耐SO2试验可达3周,此外还具有一定耐化学药品的腐蚀性,在汽油、机油中耐蚀性较好。

(8)低摩擦性。

在达克罗涂层中加入高分子材料,经适当处理工件的为摩擦系数0.06~0.12,经一般处理为0.12~0.18,能满足工业的需要。

(9)涂层厚度易控制。

一般达克罗涂层的厚度,二涂二烘可以控制在6~8μm之间,用于紧固件的表面防腐处理时,其配合精度可以符合6g/6H的精度,不会出现象热镀锌处理过的紧固件在操作中易破坏涂层的现象。

(10)涂层硬度低。

达克罗涂层本身的硬度仅有1~2H,再加上它较薄,达克罗涂层不适用于运动件或在高耐磨的条件下使用。

由于达克罗涂层具有上述十大特点,所以适用于电器设备的金属表面涂覆。

2 达克罗涂层的组成及防锈机理达克罗处理涂液是由直径四到五个微米,厚零点四到五微米的锌片、铝片[2]、无水铬酸、乙二醇、氧化锌等组成的分散性水溶液。

把被处理的工件放入处理液中浸泡或喷涂后,使工件的表面薄薄地粘附上一层涂液,然后在固化炉中加热至300℃左右,使涂层中的6价的铬被乙二醇等有机物还原,生成不溶于水、不定形的nCrO3、mCr2O3,在它的作用下,将锌片与铝片粘结在一起,在工件的表面形成数十层的层层相叠的涂层,同时达克罗涂液中的无水铬酸,使工件表面氧化,使涂层与工件表面的结合力增强。

达克罗涂层的防锈机理一般认为是以下几点:(1)锌粉的受控自我牺牲保护作用;(2)铬酸在处理时使工件表面形成不易被腐蚀的稠密氧化膜;(3)由几十层叠加在一起的锌片和铝片组成的涂层,形成了屏蔽作用,增加了侵入者到达工件表面所经过的路径。

电镀锌是在钢铁表面直接覆盖一层锌,腐蚀电流很容易在各层之间流动,尤其在盐雾环境中,大幅度减小保护电流使锌易于消耗,在处理中早期阶段产生了白锈或红锈。

而达克罗处理是由一片片各自覆盖铬酸化合物的锌片组成,电导适中,所以有极佳的抗腐性能。

层层覆盖的锌片相互叠加形成了屏蔽,即使在盐雾试验中锌的析出速度也受到了控制。

而且,由于达克罗干膜中铬酸化合物不含有结晶水,其抗高温性及加热后的耐蚀性能也很好。

3 达克罗工艺过程和应用达克罗涂覆工件,可以采用浸涂法,这是最常用的一种方法,主要用于标准件或比较小的工件,对于尺寸比较大的零件,可以采用喷涂或刷涂,在生产中到底采用哪一种方法进行表面涂覆,可以根据零件的尺寸、形状、质量要求、加工量等来选择适宜的表面涂覆工艺。

下面以浸涂为例,采用二涂二烘时的达克罗处理过程如下:待加工工件→清洗脱脂→检验→抛丸去氧化皮→检验→工件浸入涂液中→取出沥液→离心甩干→将料倾倒在料筐或网带上→分散倒出的工件,使互相不重叠在一起→进炉预热,去除涂层中的水份→高温烘烤烧结,进行涂层固化→降温冷却→出炉→质量检验→工件浸入涂液中→取出沥液→离心甩干→将料倾倒在料筐或网带上→分散倒出的工件,使互相不重叠在一起→进炉预热,去除涂层中的水份→高温烘烤烧结,进行涂层固化→降温冷却→出炉→质量检验→包装入库或出厂达克罗技术目前在国内,在汽车行业应用较广,例如上海大众、广州本田、武汉神龙、一汽红旗、二汽东风等。

在变压器、电气电子行业,各种家用电器电子产品、通讯器材、高低压配电柜的上面,都得到了应用。

例如深圳有个专为电子行业配套的公司,专门上了条达克罗涂覆生产线,进行电器产品和各类标准件的表面防腐处理。

如皋高压电器厂、沈阳、西安、平顶山高压开关厂等都自己筹建了达克罗涂覆生产线,除满足自己生产的电器产品的防腐需要外,还对外承接加工处理。

在地铁、轻轨、桥梁、隧道的金属结构件、标准件、紧固件、预埋件、高速公路的波形护栏等的应用。

目前,上海新建的高架和轻轨的关键结构件、标准件,都采用了达克罗技术。

达克罗是一种金属表面防腐的新技术,而且是一种环保型的新技术,应用越来越广泛,我们可以在要求较高的防腐性产品中,根据具体需要选择采用;达克罗件可取代电镀锌、电镀铬、热浸镀锌、不锈钢紧固件和标准件。

当然,达克罗产品也存在着弱点, [3]尽管如此,随着达克罗技术的普及和发展,技术的进步,新的材料的采用,其生产成本会有一个逐步降低的过程。

另外,从表面上看达克罗涂层的生产成本比较高,但从涂覆后工件的使用年限上看,减少了定期维修费用,总的算起来还是经济的。

达克罗喷涂工艺达克罗技术的基体材料范围:钢铁制品及有色金属如铝、镁及其合金,铜、镍、锌等及其合金。

而且涂覆全过程中无污染,在金属表面处理历史上是一场革命,是当今世界上金属表面处理富有代表性的高新技术。

一、达克罗工艺流程:基材、脱脂、除锈、涂覆、预热、固化、冷却注:可重复以上涂覆和固化工艺1、脱脂:带有油脂的工件表面必须进行脱脂,方法一般有三种:有机溶剂脱脂、水基脱脂剂脱脂、高温炭化脱脂。

脱脂是否彻底有效,将直接影响涂层的附着力及耐腐蚀性。

2、除锈除毛刺:凡是有锈或有毛刺的工件严禁直接涂覆,必须通过除锈除毛刺工序,此工序最好用机械方法,避免酸洗,以防氢脆,且酸洗除锈,因酸洗影响达克罗涂层的耐蚀性。

3、涂覆:经过除油除锈的清洁工件必须尽快通过浸涂喷涂刷涂的方式进行表面涂覆。

工件涂覆加工时,涂液的比重、ph、粘度、cr6+含量、涂液的温度及流动状况等将直接影响工件的涂覆效果,影响涂层的各项性能。

所以涂覆过程中要调整好温度、溶液指标以及浸涂中离心机转速三者之间的关系。

4、预烘:达克罗湿膜的工件必须尽快在120±20℃的温度下,预烘10-15分钟(根据工件吸热量定),使涂液水份蒸发,流平均匀。

5、烧结:预烘后的工件必须在300℃左右的高温下烧结,烧结时间20-40分钟(根据工件的吸热量定),也可适当提高温度来缩短烧结时间。

6、冷却:工件烧结后,必须经过冷却系统充分冷却后进行后继处理或成品检验。

二、达克罗性能特点:与传统的电镀锌、热浸锌技术相比有如下优点:①超常的耐蚀性。

锌的受控电化学保护作用,锌、铝片的屏蔽效应以及铬酸盐的自我修复作用使得达克罗涂层具有很高的耐蚀性,达克罗涂层中性盐雾试验时,需要100小时左右才能腐蚀掉涂层1um,比传统的镀锌处理耐腐蚀性提高7-10倍,中性盐雾试验时间可长达1000小时以上(厚度8um以上的涂层),有的甚至更高,这是电镀锌和热浸锌层无法达到的。

②极佳的耐热性。

因为达克罗涂层的铬酸聚合物中没有结晶水,且铝锌片的熔点较高,所以涂层高温耐蚀性极好。

达克罗涂层耐热温度可达300℃,在250℃下连续长期使用,其耐蚀性能几乎不受影响,而电镀锌层表面钝化膜在70℃左右开始被破坏,耐蚀能力急剧下降。

③无氢脆性。

处理过程中无酸洗电沉积电解除油等工序,也就没有电镀锌过程导致析氢的电化学反应,所以不会使材质产生氢脆。

因此特别适合于处理弹性零件和高强度的工件。

④良好的可再涂性。

达克罗涂层外观为银灰色与基材、各种涂料均有良好的结合力,可作为面层使用,也可作为各种涂料的底层使用,在美、日汽车生产中常用作涂料底层取代有污染的磷化处理,同时大大提高整体的耐蚀性能.⑤防止对铝的电化学腐蚀。

金属之间由于电位的不同,会发生电化学反应,对于镀锌层来说,其防护的无论是铁基还是铝基,都会发生电化学而大大降低防腐性。

而对于达克罗防腐层来说,由于其防腐建立在铬酸钝化作用和鳞片状锌层的受控牺牲保护作用之上,不产生任何电化学腐蚀,所以相对抑制了zn消耗,同时也抑制了al的腐蚀。

⑥优异的渗透性。

达克罗处理液能渗入工件紧密结合处,形成防锈涂层。

如果使用电镀锌的方法,由于屏蔽作用,管状部件的内面几乎电镀不上。

但是,因为达克罗处理是采用涂覆方式,具有很好的渗透性,所以可以应用它来提高内外面的防锈能力。

例如紧紧卷着的弹簧经过达克罗处理后,在拉伸开的状态下,进行盐水喷雾试验,仍显示出极佳的防锈能力。

⑦污染小。

电镀锌时存在含有锌、碱、铬酸等的污水排放问题,会造成较大的污染,热浸锌时温度较高,释放的锌蒸汽和HCl对人体健康危害较大,目前大多数的热浸锌生产都必须远离城市和农村的地方进行。

达克罗工艺开创了金属防腐的新领域,由于达克罗处理是一个封闭的处理过程,在烘烤过程中挥发的物质主要是水,不含有其它规定控制的有害物质,对环境污染小。

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