搜索
達克羅技術簡介演講人:KarenSong&OrangeQin2005年02月23日1.何為達克羅？•達克羅是DACROMET的譯音，又稱達克鏽、鋅鉻膜等，即片狀鋅基鉻鹽防護塗層，是國際上金屬表面處理的一種高新技術。•達克羅不用電沉積方法而將工件直接浸入達克羅處理液中，或用刷塗、靜電噴塗法使處理液粘附於工件表面，然後經燒結而成的含鋅、鋁及鉻元素的無機轉化膜。•在工業發達國家，達克羅金屬表面防腐蝕技術已作為替代污染嚴重的電鍍鋅、熱浸鍍鋅、電鍍鎘、鋅基合金鍍層、磷化等多種傳統工藝的防腐蝕處理工藝，這是一種從根本上減少環境污染的新工藝。2.達克羅塗層防腐機理達克羅處理液主要由鋅片、鋁片、鉻酐及部分有機添加劑組成，成膜過程中六價鉻大部分轉化為三價鉻，形成Cr2O3＋CrO3，作為粘接劑將基體與鋁片、鋅片等相互連結，構成立體網狀結構，其防腐機理是屏蔽、鈍化及電化學保護三者的綜合作用。AluminumflakeZincflakenCrO3+mCr2O3polymerFerrousmetal•鈍化作用:在達克羅液中，鉻酸與鋅、鋁及基體金屬發生反應，生成緻密鈍化膜，這種鈍化膜耐蝕性很好。如鈍化膜破壞，膜中的六價鉻會使金屬重新生成鈍化膜，起到自修復作用；整個塗層及基體金屬表面全部鈍化（立體鈍化）；•電化學保护:塗層中鋁、鋅的電極電位低於基體金屬鐵的電位元，故塗層受到局部損壞或腐蝕介質浸入，Zn、Al作為腐蝕微電池陽極而被腐蝕，基體金屬作為陰極得到保護。•屏蔽作用:處於金屬顆粒之間及暴露在金屬外部的是一種包括鉻的氧化物和鋅及鋁的氧化物的複雜混合物/化合物，此物質在中性腐蝕介質中穩定性好，起屏蔽作用；3.達克羅塗層結構•在金屬表面上，塗覆一層達克羅熔液(即含有鱗片狀鋅、鋁［鱗片一般尺寸為0.1~0.2×10~15微米］、CrO3及專用有機物的高分散混合水熔液)，經300℃左右保溫烘烤一定的時間後，達克羅液中的六價鉻被還原成三價鉻，生成無定形的複合鉻酸鹽化合物(nCrO3·mCr2O3)。該物質覆蓋在基材表面及所填塞在鋅片、鋁片之間,冷卻後的金屬表面即被覆蓋上6~8um的銀灰色的達克羅特種高防腐塗層。達克羅塗層結構示意圖4.達克羅塗層特點4.1.優異的耐熱腐蝕性:傳統鍍層在高於70攝氏度的條件下，會出現微小裂紋，在200-300攝氏度的條件下會變色，耐腐蝕性也大大下降。達克羅防腐蝕膜能抗300攝氏度左右的高溫,所以表面鍍膜即使長時間置於高溫條件下，其外觀也不變，耐熱腐蝕性極好。下圖為在300攝氏度,加熱12小時條件下電鍍鋅與達克羅處理性能對比結果電鍍鋅達克羅處理下圖為在300攝氏度,加熱12小時,鹽霧試驗240小時的條件下,電鍍鋅與達克羅處理性能對比結果電鍍鋅達克羅處理下圖為在300攝氏度,加熱8小時,鹽霧試驗600小時的條件下,電鍍鋅與達克羅處理性能對比結果電鍍鋅達克羅4.2.優異的滲透性:達克羅處理是以塗覆方法處理，不受複雜工件的限制。好的達克羅塗液能滲入到非常小的縫隙中，在細微的空隙處也能形成被膜，即滲透性極強,可以處理形狀複雜的工件。例如緊緊卷著的彈簧經過達克羅處理，也能產生良好的防腐蝕塗層。下圖為鹽霧試驗240小時的條件下,電鍍鋅與達克羅處理性能對比結果電鍍鋅達克羅4.3.具有優異的耐侯性：達克羅在一定塗層厚度下可以經受二氧化硫、酸雨、煙塵、粉塵的侵蝕。其耐SO2試驗可達3週期。具有一定耐化學藥品腐蝕性，在汽油、機油中耐蝕性較好。此外,達克羅塗層對大氣層的紫外線輻射、沿海等惡劣環境均有較強的抵抗能力。下圖為船上一年曝晒結果對比熱浸鋅達克羅磷化處理+粉末塗裝4.4.優越的耐腐蝕性:未鈍化的鍍鋅層，鹽霧實驗時一般10小時腐蝕掉1um，3um厚的彩虹色鈍化膜200小時蝕穿。達克羅鹽霧試驗時，需100小時才腐蝕掉1um，比傳統的表面處理耐腐蝕性提高七至十倍，鹽霧試驗可達標100小時以上（一般為240小時至1000小時）。下圖為鹽霧試驗360小時條件下,表面處理性能對比結果達克羅零件電鍍鋅零件熱浸鋅零件1.中性鹽霧試驗480小時其中:1.達克羅塗層;2.鎳/鋅鍍層(彩色鈍化);3.鎳/鋅鍍層(黑色鈍化);4.低合金鋅鍍層(彩色鈍化);5.低合金鋅鍍層(黑色鈍化);6.電鍍鋅(彩色鈍化);7.電鍍鋅(橄欖色鈍化);8.熱浸鋅鍍層.2.中性鹽霧試驗2000小時4.5.無氫脆:氫脆是傳統工藝不能完全克服的弊病。一般電鍍處理過程都採用酸洗、電解除油等工序，均會導致工件氫脆性，嚴重影響了高強件的品質。達克羅處理過程中不進行任何酸處理、也沒有電鍍時的滲氫問題，再加上在高溫下固化，所以達克羅是具有不存在氫脆的防腐處理。電鍍鋅處理品與達克羅處理品氫脆性比較電鍍鋅處理品達克羅處理品(無氫脆)電鍍鋅處理品與達克羅處理品氫脆性比較4.7.不存在公害問題:達克羅處理方法基本不排放有毒的廢液、廢氣、廢渣，所以幾乎無污染危害。4.6.與有機塗料附著力強:達克羅塗層可以進行塗覆後的後處理以滿足不同的需要。因為達克羅塗層與有機塗料的相容性好，所以在其上塗覆的塗層附著力強。5.達克羅生產工藝5.1.工藝特點:達克羅塗層的處理工藝有點類似油漆,達克羅液買來以後,進行調配，然後直接浸塗在零件上,再烘乾固化即可。達克羅的基本處理方法是浸塗,實際處理時根據待處理零件的處理量以及零件的大小、形狀、品質和要求的性能不同而採用掛或網籃浸。塗層厚度一般為二到十五微米，可根據防腐要求通過改變浸漬時間、甩幹速度來調整塗層厚度。工作環境無污染，整潔。5.2.達克羅塗層工藝流程中性清洗劑拋丸機進行表面清除氧化層浸漬或噴塗達克羅溶液經300度左右的溫度進行燒結固化5.2.1.除油脫脂：有油的工件必須先進行表面除油脫脂，方法有三種：高溫除油；中性水基脫脂劑除油；二氯甲烷等有機溶劑除油。經過前處理的零件表面要求能夠被水完全浸潤。重油工件一般先採用聯合清洗機高壓清洗，或採用二氯甲烷超聲波清洗工藝，再進行噴丸處理。油污較少的工件可以省去清洗這步，直接拋丸處理。例如某些標準件，經搓絲機出來後，直接進行拋丸，隨後浸達克羅液，進爐固化。5.2.2.噴砂、除塵和降溫：凡是有鏽或有毛刺的工件嚴禁直接塗覆，必須通過除鏽除毛刺工藝，此工藝最好用噴丸噴砂方式進行,酸洗中和除鏽都會影響達克羅塗覆層的耐蝕性。拋丸機使用的鋼丸的直徑範圍為0.1-0.6mm，用壓縮空氣除塵，除去的粉塵經專門的集粉器收集後集中處理，經拋丸除塵後的零件溫度高達60℃左右,待降至20℃時方可進行下道工序。5.2.3.達克羅處理:達克羅液分為母液和基液（有的供應商將達克羅液分為三種：主劑、架橋劑、增粘劑,三種溶劑必須配合使用。）基液是由極細的片狀鋁粉和鋅粉組成，母液由酸及鉻鹽類組成。使用時將兩者混合配製成槽液。槽液須連續循環或攪拌,防止基料沉降。因為它不易保存很長時間，所以應現配現用。配製時，槽液溫度不宜過高，（小於20℃）,防止溶液自身發生反應。塗層厚度由浸漬及甩幹時間、甩幹速度等工藝參數確定。一般浸達克羅液0.5～2.0分鐘。不同零件甩幹時轉速不同,一般為200-300轉／分鐘。浸達克羅液的次數根據不同零件的要求而定,浸一次達克羅液塗層增厚三到四微米,一般浸二到三次。5.2.4.固化:經達克羅液浸漬處理後的工件經甩幹，放置於不銹鋼網帶輸送帶上，對小的工件,需帶上手套，進行人工分理，要求工件間不互相粘連。對於較大的工件，例如地鐵螺栓，須放置在專門的料架上,再將料架放在網帶上入固化爐烘烤固化。固化溫度為：280-330℃，時間25-40分鐘。固化分為兩個階段：在第一階段中工件吸熱升溫,稱為預熱，溫度控制在60～80℃、10分鐘。此階段中須注意升溫不可過急，應讓工件緩緩吸熱,讓塗層中的水份逐漸逸出,以避免塗層起泡，產生缺陷。第二階段為塗層的高溫固化，此時固化爐中的溫度一定要控制在工藝要求的範圍內，不可過高或過低，因為它決定了塗層在工件上的最終性能。5.2.5.冷卻:由於固化的溫度較高，須對固化好後的工件進行強冷，以縮短冷卻的時間,減小固化爐的長度，節省投資費用。5.2.6.後處理:當塗層較厚時，會因為塗層固化前不易流平或工件形狀的原因造成甩幹時塗膜不均勻。固化後出現外觀粗糙、粉化的現象。這時需要對工件表面作少許修正，常用的方法是：用優質的硬毛刷清理工件表面。•注意事項:1不應使用其他化學藥品如：各種酸、堿、鹽等混入塗料中，因為這些物品能活化塗料中的鋅，使塗料老化。2在使用過程中要注意避免日光與紫外線長時間照射，如果長時間照射會加快塗料老化，聚合，膠凝。3對塗料的溫度管理很重要，在使用過程中塗料溫度變化會影響塗料粘度變化，而塗料粘度變化會影響零部件的塗覆量，所以塗裝過程中要調整好溫度，粘度，離心機轉速三者之間的關係。4不同的塗覆方式，粘度的要求不一樣，噴塗取低值，浸塗取高值。6.設備簡介•使用達克羅塗覆工藝時，應根據待處理零件的處理量以及零件的大小、形狀、品質和要求的性能來確定生產設備及工、夾具。生產設備中的關鍵設備是固化爐。但同時也應該根據產量的實際大小進行相應的考量。•少量生產時，可採用一般的處理槽來浸塗、噴塗或刷塗達克羅液，然後進烘箱固化處理。此方法常常用在批量生產前的工藝試驗。•批量生產時，須配置清洗槽、配液桶、浸塗設備、拋丸機、機械手、網帶式固化爐等設備，並將它們合理地組合起來，形成一條生產線。設備選用的規格根據年產量定。固化爐採用熱風循環方式，通過排風除去固化時蒸發出來的水份及有機類（纖維素）物質等。固化爐的加熱熱源主要有：電力、燃油、液化氣（或煤氣）。三者各有優劣，採用電力生產的產品，外觀色澤要比用燃油生產的明亮；採用燃油生產的產品，其生產成本比電力的低，若採用一定的工藝措施，其外觀品質能達到用電力生產的；燃氣的成本，根據氣體的來源，介於電力和燃油之間。以一年塗複5000噸標準件的達克羅塗裝線為例，若採用電力為加熱源，需配製一台18米長、功率為300KW的固化爐就能滿足要求。設備簡介:清洗機設備簡介:拋丸機設備簡介:達克羅塗覆機設備簡介:燒結爐設備簡介:燒結爐生產線7.達克羅塗層的性能指標•塗層的耐蝕性能指標按ISO10683標準的規定如右示序號塗層厚度（μm）塗敷量(mg/dm2）中性鹽霧試驗壽命(h)14180240252254803836072049405960注:序號1的工藝為一塗一燒;2為二塗二燒;3為二塗二燒;4為三塗三燒。塗層的其他性能指標應符合下表規定序號項目指標1快速腐蝕試驗1.5h不得有紅鏽出現(螺紋部位45min內不得有點狀紅鏽出現)2附著強度(膠帶試驗)塗層不得剝落和露底,允許膠帶變色和粘著鋅鋁粉粒3附著強度耐熱性150攝氏度3h後進行膠帶試驗，塗層不得剝落和露底,允許膠帶變色和有粘著鋅鋁粉粒4耐濕熱性240h後無紅鏽,無起泡,無塗層分離8.達克羅塗層的檢測8.1.外觀：在自然折射光下,用肉眼進行觀察,鋅鉻塗層的基本色調應呈銀灰色,經改性也可以獲得其他顏色,如黑色等。鋅鉻塗層應連續,無漏塗、氣泡、剝落、裂紋、麻點、夾雜物等缺陷。塗層應基本均勻,無明顯的局部過厚現象。塗層不應變色,但是允許有小黃色斑點存在。根據2002年國家品質監督檢驗檢疫總局發佈的(鋅鉻塗層技術條件)(GB/T18684-2002)對塗層的檢測主要有以下五項:8.2.塗敷量和塗層厚度的檢測：不同等級塗層的塗敷量或塗層厚度分為四個等級，可以採用二種方法進行檢測：8.2.1.溶解稱重法:重量大於50g試樣,採用精度為1mg的天平稱得原始品質W1(mg),將試樣放入70℃～80℃的20%NaOH水溶液中,浸泡10min,使鋅鉻塗層全部溶解。取出試樣,充分水洗後立即烘乾，在稱取塗層溶解後的試樣品質W2(mg)。量取並計算出工件的表面積S(dm2),按下列公式計算出塗層的塗覆量W(mg/dm2):W=(W1-W2)/S8.2.2.金相顯微鏡法:按GB/T6462要求，採用金相顯微鏡法檢測塗層的厚度。8.3.附著強度試驗:採用膠帶試驗方法,檢測鋅鉻塗層與基體的附著強度,膠帶試驗按GB/T5270-1985第1.4要求進行。要求試驗後塗層不得從基體上剝落或露底，