达克罗表面处理技术

达克罗简介达克罗是DACROMET译音和缩写，简称达克罗、达克锈、迪克龙。国内命名为锌铬涂层，是一种新型的耐腐涂层，与传统的电镀锌相比：锌铬涂层耐腐蚀性能极强，是镀锌的7—10倍，无氢脆性，特别适用于高强度受力件，高耐热性、耐热温度300℃，尤其适用于汽车、摩托车发动机部件的高强度构件，高渗透性、高附着性、高减磨性、高耐气候性、高耐化学品稳定性、无污染性。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。达克罗最早诞生于二十世纪五十年代末，在北美、北欧寒冷的冬天，道路上厚实的冰层严重阻碍机动车的行驶，人们用盐撒在地上的方法来降低凝固点的温度，这样缓解道路畅通问题，但是紧接而来的氯化钾中的氯离子侵蚀了钢铁基体，交通工具严重受损、严峻的课题出现了。美国的科学家迈克·马丁研制了以金属锌片为主同时加入铝片、铬酸、去离子水做溶剂的高分散水溶性涂料，涂料沾在金属基体上，经过全闭路循环涂覆烘烤，形成薄薄的涂层，达克罗涂层成功地抵抗氯离子的侵蚀，防腐技术进入了新的台阶，革新了传统工艺防腐寿命短的缺陷。由此，达克罗技术被美国军方采纳，成为一项防腐军事技术（美军标MTL-C-87115），到了七十年代日本的NDS公司从美国MCI公司引入达克罗技术，并且买断了在亚太地区的使用权，并控股美国MCI公司。岛国的日本每年钢铁件腐蚀吨位大，因此她尤其注重防腐技术，达克罗技术又通过日本的改良后，在本国并迅速发展了100余家涂覆厂以及70余家制药单位，一些发达国家也纷纷引进达克罗技术，中国在1994年正式从日本引进达克罗技术，最初仅用于国防工业和国产化的汽车零部件，现已发展到电力、建筑、海洋工程、家用电器、小五金及标准件、铁路、桥梁、隧道、公路护栏、石油化工、生物工程、医疗器械粉末冶金等多种行业。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.标准的公布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)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在厚度一般情况下,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,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涂层的检测方法的详细介绍根据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，对达克罗涂层的检测主要有以下五项：一、外观：在自然折射光下，用肉眼进行观察。锌铬涂层的基本色调应呈银灰色，经改性也可以获得其他颜色，如黑色等。锌铬涂层应连续，无漏涂、气泡、剥落、裂纹、麻点、夹杂物等缺陷。涂层应基本均匀，无明显的局部过厚现象。涂层不应变色，但是允许有小黄色斑点存在。二、涂敷量和涂层厚度的检测：标准对不同等级涂层的涂敷量或涂层厚度分为四个等级，可以采用二种方法进行检测：1，溶解称重法：重量大于50g试样，采用精度为1mg的天平称得原始质量W1(mg),将试样放入70℃～80℃的20%NaOH水溶液中，浸泡10min，使锌铬涂层全部溶解。取出试样，充分水洗后立即烘干，在称取涂层溶解后的试样质量W2(mg)。量取并计算出工件的表面积S（dm2），按下列公式计算出涂层的涂覆量W（mg/dm2）：W=(W1-W2)/S2，金相显微镜法：按GB/T6462要求，采用金相显微镜法检测涂层的厚度。三、附着强度试验：采用胶带试验方法，检测锌铬涂层与基体的附着强度，胶带试验按GB/T5270-1985第1.4要求进行。要求试验后涂层不得从基体上剥落或露底，但允许胶带变色和粘着锌、铝粉粒。耐水性能试验：把试样浸入40℃±1℃的去离子水中，连续浸泡240h，将试样取出后在室温下干燥，再进行附着强度试验，试验结果应达到附着强度试验的要求。附着强度试验应在试样从去离子水中取出后的2h之内进行。进行耐水性试验后，涂层不得从基体上剥落或露底。四、耐盐雾性能试验：耐盐雾性能试验按GB/T10125-1997第3.2.1要求进行。涂层经盐雾试验后，按涂层上出现红锈的时间从120小时到1000小时，分为四个等级。五、湿热试验：湿热试验在湿热试验箱中进行，湿热试验箱应能调整和控制温度和湿度。将湿热试验箱温度设定为40℃±2℃，相对湿度为95%±3%，将样品垂直挂于湿热试验箱中，样品不应相互接触。当湿热试验箱达到设定的温度和湿度时，开始计算试验时间。连续试验48h检查一次，检查样品是否出现红锈。两次检查后，每隔72h检查一次，每次检查后，样品应变换位置。240h检查最后一次。标准中规定，只对3级和4级涂层进行耐湿热试验，要求涂层在240小时内不得出现红锈。同时标准中还规定了抽取试样的方法：同一批产品中，按每一种试验随机抽取三个试样，进行试验。若其中任何一件试样经试验不合格，则应再随机抽取三件试样进行相同的试验，若其中再有任何一件不合格，则该批产品为不合格。对于组合件或单件质量超过150克的零件或构件，则切取该工件的一部分作为试样进行试验。为了避免切口处裸露的钢铁基体影响试验结果，应采用涂料、蜡或胶带等保护切口。对于形状复杂难以求出表面积的零件也可以采用同样的方法制备试样。除了以上标准中提到的五项涂层的检测外，在实际生产中，通常还进行氨水试验、导电性试验、涂层硬度检测、孔隙率检测等。