達克羅防腐處理技術的應用
1 定 義(yi)
達克羅是DACROMET譯音和縮寫(xie) ,簡稱達克曼、達克鏽、迪克龍,是當今國際上金屬表麵處理富有代表性的高新技術;國內(nei) 命名為(wei) 鋅鉻塗層,是一種以鋅粉、鋁粉、鉻酸和去離子水為(wei) 主要成分的新型的防腐塗料。
采用達克羅防腐技術的斯堪尼亞(ya) 客車
2背 景
達克羅最早誕生於(yu) 二十世紀五十年代末,在北美、北歐寒冷的冬天,道路上厚實的冰層嚴(yan) 重阻礙機動車的行駛,人們(men) 用鹽撒在地上的方法來降低凝固點的溫度,這樣緩解道路暢通問題,但是緊接而來的氯化鉀中的氯離子侵蝕了鋼鐵基體(ti) ,交通工具嚴(yan) 重受損、嚴(yan) 峻的課題出現了。美國的科學家邁克•馬丁研製了以金屬鋅片為(wei) 主同時加入鋁片、鉻酸、去離子水做溶劑的高分散水溶性塗料,塗料沾在金屬基體(ti) 上,經過全閉路循環塗覆烘烤,形成薄薄的塗層,達克羅塗層成功地抵抗氯離子的侵蝕,防腐技術進入了新的台階,革新了傳(chuan) 統工藝防腐壽命短的缺陷。
3 達克羅塗層的結構和防鏽機理
3.1 達克羅塗層的結構
在鐵基金屬表麵上,塗覆一層達克羅溶液(即含有片狀鋅、鋁[鱗片一般尺寸為(wei) 0.1-0.2×10×15微米]、Cr2O3及專(zhuan) 用有機物的高分散混合水溶液)、經300℃左右保溫烘烤一定的時間後,達克羅溶液中的六價(jia) 鉻被還原成三價(jia) 鉻,生成無定形的複合鉻鹽化合物(nCrO3.mCr2O3)。該物質覆蓋在母材表麵及鋅片、鋁片的表麵,將鋅片、鋁片與(yu) 鋼鐵基材表麵緊密地粘結在一起,鋅片、鋁片間亦被複合鉻鹽所填塞,冷卻後的金屬表麵即被覆蓋上一層很薄的銀灰色的達克羅特種防腐塗層。
生產(chan) 線
3.2達克羅塗層的防鏽機理:
達克羅是一種全新的金屬防鏽係統,該塗層的防鏽機理主要為(wei) : 1.壁壘效應:由於(yu) 片狀鋅、鋁層狀重疊,阻礙了水、氧等腐蝕介質到達基體(ti) 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(yu) 鋅、鋁粉和基體(ti) 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:鋅鋁鉻塗層最主要的保護作用與(yu) 鍍鋅層一樣,是對基體(ti) 進行陰極保護。
4 達克羅的優(you) 缺點
4.1 優(you) 點
達克羅是一種新型的表麵處理技術,與(yu) 傳(chuan) 統的電鍍工藝相比,達克羅是一種“綠色電鍍”。其優(you) 勢有以下幾點:
1.超強的耐蝕性能:達克羅膜層的厚度僅(jin) 為(wei) 4-8μm,但其防鏽效果卻是傳(chuan) 統電鍍鋅、熱鍍鋅或塗料塗覆法的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以上未出現紅鏽。
2.無氫脆性:達克羅的處理工藝決(jue) 定了達克羅沒有氫脆現象,所以達克羅非常適合受力件的塗覆。
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(chuan) 統的鍍鋅工藝,溫度達到100℃時就已經起皮報廢了。
4.結合力及再塗性能好:達克羅塗層與(yu) 金屬基體(ti) 有良好的結合力,而且與(yu) 其他附加塗層有強烈的粘著性,處理後的零件易於(yu) 噴塗著色,與(yu) 有機塗層的結合力甚至超過了磷化膜。
5.良好的滲透性:由於(yu) 靜電屏蔽效應,工件的深孔、狹縫,管件的內(nei) 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塗層。
6.無汙染和公害:達克羅在生產(chan) 加工及工件塗覆的整個(ge) 過程中,不會(hui) 產(chan) 生對環境有汙染的廢水廢氣,不用三廢治理,降低了處理成本。
4.2 缺點
達克羅雖然有許多優(you) 點,但它也有一些不足之處,主要體(ti) 現為(wei) :
1.達克羅中含有對環境和人體(ti) 有害的鉻離子,尤其是六價(jia) 鉻離子具有致癌作用。
2.達克羅的燒結溫度較高、時間較長,能耗大。
3.達克羅的表麵硬度不高、耐磨性不好,而且達克羅塗層的製品不適合與(yu) 銅、鎂、鎳和不鏽鋼的零部件接觸與(yu) 連接,因為(wei) 它們(men) 會(hui) 產(chan) 生接觸性腐蝕,影響製品表麵質量及防腐性能。
4.達克羅塗層的表麵顏色單一,隻有銀白色和銀灰色,不適合汽車發展個(ge) 性化的需要。不過,可以通過後處理或複合塗層獲得不同的顏色,以提高載重汽車零部件的裝飾性和匹配性。
5.達克羅塗層的導電性能不是太好,因此不宜用於(yu) 導電連接的零件,如電器的接地螺栓等。
5 達克羅的塗液成分、工藝流程及注意事項
5.1 達克羅的塗液成分
達克羅塗液種類繁多,但塗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(wei) 超細鱗片狀鋅、超細鱗片狀鋁;
2.溶劑:為(wei) 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(wei) 塗液的增粘分散組份,主要成份為(wei) 纖維素類白色粉末。
5.2工藝流程
有機溶劑除油——機械拋丸——噴塗——烘烤——二次噴塗——烘烤——幹燥
5.3達克羅的注意事項
1.達克羅遇光照會(hui) 迅速老化,所以達克羅的塗覆過程應該在室內(nei) 進行;
2.達克羅烘烤溫度過低、過高都會(hui) 使達克羅喪(sang) 失防腐能力,達克羅應該在合適的溫度範圍內(nei) 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,所以應頂塗達克羅,然後再塗以耐磨性的其他塗料。
6 達克羅技術在汽車工業(ye) 中的應用
1. 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。國外已明確建議汽車上≥10.9級的緊固件要使用達克羅塗層防腐,因為(wei) 達克羅塗覆不僅(jin) 有高的耐腐蝕性,而且能夠保證無氫脆。高強度鋼在酸洗和電鍍等過程中有產(chan) 生氫脆的危險性,雖然可以通過熱處理去氫,但是很難徹底清除。達克羅塗覆過程不需要酸洗和活化,也沒有導致析氫的電化學反應發生,避免了氫脆現象的出現。
2. 發動機周圍等高熱環境金屬製件的防腐,如隔熱板、排氣管、散熱器、發動機缸蓋等零部件。傳(chuan) 統鍍鋅層表麵鈍化膜在70℃左右就會(hui) 被破壞,抗腐蝕能力急劇下降,而達克羅塗層的固化溫度為(wei) 300℃左右,塗層中的鉻酸鹽聚合物不含結晶水,塗層在高溫下不易被破壞,表現出優(you) 良的防腐性能。用達克羅工藝處理的零部件在250℃長期使用,其外觀幾乎不變,抗腐蝕能力很強。
3. 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。這些零件的強度和硬度要求較高,電鍍處理會(hui) 產(chan) 生氫脆,如去氫不徹底,長時間承受動載荷容易發生撕裂或腐蝕疲勞,會(hui) 給汽車行駛帶來安全隱患,尤其是對於(yu) 載重汽車,其作業(ye) 環境比較惡劣,所以對這些件的表麵處理要求也相應較高,而達克羅塗層具有高的耐腐蝕性,高的耐候性,非常適合這類汽車零部件的表麵處理。
4. 汽車上各種形狀複雜的管類、腔類零部件的防腐,如發動機的排氣管、消聲器等。如果這類零件采用電鍍處理,由於(yu) 此類零件形狀複雜和電鍍工藝的局限性,形成的鍍層不均勻,甚至可能會(hui) 發生漏鍍,會(hui) 使製件抗腐蝕能力急劇下降,直接影響汽車零件的性能和使用壽命。而達克羅工藝采用浸漬等方式,不存在電鍍過程中均塗能力和深度能力不好的問題,而且達克羅處理液具有優(you) 良的的滲透能力,在緊密接觸的縫隙中也能形成良好的防護膜,特別適用於(yu) 管類及型腔複雜的汽車零件的防腐,有些組裝件在裝配好以後也適宜進行達克羅處理。此外,達克羅塗層也不受各種油類、防凍液、清洗劑等化學製品的侵蝕,耐化學性、耐候性也都很好,所以達克羅十分適合載重汽車底盤及汽車外用零部件的防腐。
7 使用達克羅的必然性、必要性和效益分析
1.由於(yu) 電鍍不僅(jin) 對大氣、土地、水源造成嚴(yan) 重汙染,對操作工人危害很大。國家已三令五申盡快,需要出台新的綠色產(chan) 業(ye) 來取而代之。所以電鍍行業(ye) 的滅亡是必然結果,而電鍍件轉用達克羅也是必然的,達克羅生產(chan) 過程中,沒有任何汙染,是國家鼓勵發展的真正綠色工業(ye) 。
2.各種金屬表麵塗層使用達克羅技術,也是必要的。一是因為(wei) 原電鍍件防蝕性差,易生鏽;防熱腐蝕性差,易變形;塗層表麵穩定性差,易氫脆;二是因為(wei) 達克羅技術克服了電鍍的這些缺點,可以做到十年以上不生鏽,可以適應用戶的要求,適應出口產(chan) 品的要求。
3.目前使用達克羅技術成本是要比電鍍成本高一些,但是深入地進行經濟分析後發現,單純將電鍍處理與(yu) 達克羅加工的成本比較,用達克羅加工費用比電鍍高20%~30%,但熱浸鍍鋅件易氫脆,易變形,廢品率高達10%左右,如果把價(jia) 格成本和材料成本加在一起,遠遠超過達克羅高出的加工費用。對中小零件的加工費,達克羅要比電鍍鋅高30%~50%,但是達克羅塗覆件的壽命要高出原電鍍件的三至五倍,甚至更多,不僅(jin) 節省了大量的維修費,也節省了大筆的材料費。
8 結束語
總之,達克羅技術的產(chan) 生,是當今世界上金屬表麵處理的高新技術,被專(zhuan) 家們(men) 譽為(wei) 國際金屬表麵處理行業(ye) 中具有劃時代意義(yi) 的革命性產(chan) 品和綠色工程。她將切實為(wei) 國內(nei) 外各行各業(ye) 服務。
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