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達克羅是DACROMET譯音和縮寫,簡稱達克羅、達克銹、迪克龍。國內命名為鋅鉻塗層,是一種以鋅粉、鋁粉、鉻酸和去離子水為主要成分的新型的防腐塗料。
歷史發展
達克羅最早誕生於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重阻礙機動車的行駛,人們用鹽撒在地上的方法來降低凝固點的溫度以緩解道路暢通問題,但是緊接而來的氯化鈉中的氯離子侵蝕了鋼鐵基體,交通工具嚴重受損、嚴峻的課題出現了。美國科學家邁克·馬丁研製了以金屬鋅片為主同時加入鋁片、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,革新了傳統工藝防腐壽命短的缺陷。
因此,達克羅技術被美國軍方採納,成為一項防腐軍事技術(美軍標MTL-C-87115),到了二十世紀七十年代日本的NDS公司從美國MCI公司引入達克羅技術,並且買斷了在亞太地區的使用權,並控股美國MCI公司。島國日本每年鋼鐵件腐蝕噸位大,因此其尤為注重防腐技術。達克羅技術又通過日本的改良後,在日本迅速發展了100餘家塗覆廠以及70餘家製藥單位,一些發達國家也紛紛引進達克羅技術。中國在1994年正式從日本引進達克羅技術,最初僅用於國防工業和國產化的汽車零部件,後又發展到電力、建築、海洋工程、家用電器、小五金及標準件、鐵路、橋樑、隧道、公路護欄、石油化工、生物工程、醫療器械粉末冶金等多種行業。
相關材料成分
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.無機酸組分:如鉻酸等。
4.特殊有機物:為塗液的增粘分散組份,主要成份為纖維素類白色粉末。
防腐機理
達克羅膜層對於鋼鐵基體的保護作用可歸納為以下幾點:
1.壁壘效應:由於片狀鋅、鋁層狀重疊,阻礙了水、氧等腐蝕介質到達基體的進程,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,鉻酸與鋅、鋁粉和基體金屬發生化學反應,生成緻密的鈍化膜,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鍍鋅層一樣,是對基體進行陰極保護。
優缺點
優點
達克羅是一種新型的表面處理技術,與傳統的電鍍工藝相比,達克羅是一種「綠色電鍍」。其優勢有以下幾點:
1.超強的耐蝕性能:達克羅膜層的厚度僅為4-8μm,但其防銹效果卻是傳統電鍍鋅、熱鍍鋅或塗料塗覆法的7-10倍以上。採用達克羅工藝處理的標準件、管接件經耐鹽霧試驗1200h以上未出現紅銹。
2.無氫脆性:達克羅的處理工藝決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:達克羅塗層與金屬基體有良好的結合力,而且與其他附加塗層有強烈的粘著性,處理後的零件易於噴塗著色,與有機塗層的結合力甚至超過了磷化膜。
5.良好的滲透性:由於靜電屏蔽效應,工件的深孔、狹縫,管件的內壁等部位難以電鍍上鋅,因此工件的上述部位無法採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.無污染和公害:達克羅在生產加工及工件塗覆的整個過程中,不會產生對環境有污染的廢水廢氣,不用三廢治理,降低了處理成本。
缺點
達克羅雖然有許多優點,但它也有一些不足之處,主要體現為:
1.部分達克羅中含有對環境和人體有害的鉻離子,尤其是六價鉻離子具有致癌作用。(在環保政策下,達克羅中已不含六價鉻離子)
2.達克羅的燒結溫度較高、時間較長,能耗大。
3.達克羅的表面硬度不高、耐磨性不好,而且達克羅塗層的製品不適合與銅、鎂、鎳和不銹鋼的零部件接觸與連接,因為它們會產生接觸性腐蝕,影響製品表面質量及防腐性能。
4.達克羅塗層的表面顏色單一,只有銀白色和銀灰色,不適合汽車發展個性化的需要。不過,可以通過後處理或復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,因此不宜用於導電連接的零件,如電器的接地螺栓等。
工藝流程
有機溶劑除油——機械拋光——噴塗——烘烤——二次噴塗——烘烤——乾燥。
技術應用
1.載重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,因為達克羅塗覆不僅有高的耐腐蝕性,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。傳統鍍鋅層表面鈍化膜在70℃左右就會被破壞,抗腐蝕能力急劇下降,而達克羅塗層的固化溫度為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.載重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,電鍍處理會產生氫脆,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,會給汽車行駛帶來安全隱患,尤其是對於載重汽車,其作業環境比較惡劣,所以對這些件的表面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面處理。
4.載重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。如果這類零件採用電鍍處理,由於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,甚至可能會發生漏鍍,會使制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。而達克羅工藝採用浸漬等方式,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。 |