达克罗技术存在的问题及发展方向分析论文_何小明,郭倩,孙柱

达克罗技术存在的问题及发展方向分析论文_何小明,郭倩,孙柱

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摘要:锌铬涂层(达克罗,也称锌铬膜)技术,是当今表面处理最新技术,其锌铬涂层被誉为国际表面处理行业中具有划时代意义的革命性产品。达克罗涂层具有较高的耐蚀性(是电镀锌的7-10倍)、耐热性高(250℃能够继续正常使用)、无氢脆、渗透性高、耐候性好、与基体具有良好结合力、对环境无污染等优点,被广泛应用在航天、石油、汽车、化工、铁路等。本文基于对达克罗涂层技术的研究上,重点对达克罗技术存在的问题及发展方向分析。

关键词:达克罗;存在问题;发展方向

1 绪论

锌铬涂层(达克罗)是指将水基碎铬涂料釆用浸涂、刷涂或喷涂的方法,涂覆于钢铁零件表面,经烘烤形成的鳞片状锌和锌的铬酸盐为主要成分的无机防腐烛涂层。国外商品名称为DACROMET,中文译名为“达克罗”,国家标准名称:锋铬涂层。[1]其它名称还有:达克乐、达克曼、非电解锌铬酸盐复合涂层、水系锌铬膜涂层等。

由于锌铬涂层很多优良的性能,在国外军、民品制造业得到了广泛的应用;年我国从日本引进第一条锌络涂层处理生产线,经过十余年的开发,锌铬涂层技术推广应用,己成燎原之势。

2 达克罗的技术特点

锌铬涂层(达克罗)与传统的电镀锌、电镀镉、热浸镀锌相比有如下显着的优点。

(1)极强的耐腐烛性能。锌铬涂层(达克罗)与其它涂(镀)层厚度相同的

情况下其耐烛性优于其它任何涂镀层。在厚度为8μm时,中性盐雾试验可达1000~2000小时,这是电渡锌无法做到的。

(2)不产生氧脆。氢脆是传统镀锌工艺不能完全克服的弊病,而在涂覆碎铬涂层时,由于不经过酸洗,也没有电渡时的渗氧现象,再加之是在较高温度下固化,所以锌铬涂层绝对没有氧脆现象,特别适用于高强度零件的防腐处理。

(3)高渗透性。经辞络涂料涂覆的金属零件,在细微的空隙处也能形成防腐性能良好的涂层,有利于复杂零件的表面处理。

(4)耐候性较好。锌铬涂层可经受二氧化硫、酸雨、烟尘、粉尘的浸烛。其耐二氧化硫试验可达3个周期。[2]此外还具有一定的耐化学药品、汽油和机油腐蚀性的优点。

(5)良好的可涂装性能。试验证明:锌络涂层涂覆表面对油漆、涂料的附着力很强,因此,可以在碎铬涂层涂覆表面进行再涂装,形成所需要的各种色彩的膜。

(6)耐热性能良好。锌铬涂层在较高的温度(≤300℃)下仍具有良好的耐腐烛性能,可用于有一定耐热要求的零件。

(7)高附着性。锌铬涂层在经过一定温度烘烤固化后,与钢铁基体有较电镀锌更好的结合力。

(8)对环境不产生污染对设备无腐烛对人体无损害。

3 锌铬涂层(达克罗)技术现存问题

(1)普通的锌铬涂层是一种银灰色非装饰性涂层,表面粗挺度较高,在存放搬运过程中容易粘附污物,影响外观。

(2)由于锌铬涂层的主要成分是粹,而单质梓的硬度仅为HV80左右,从而造成锋铬涂层的整体硬度较低,导致不耐磨。

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(3)铬涂层虽属导体,但是不良导体,因此,对导电性能要求较高的配套件不一定适用。

(4)片状 Zn、Al粉的制备。虽然目前我国已经有能生产片状 Zn 粉、Al粉的技术与设备,但是和国外相比,我国生产的片状 Zn、Al 粉在很多方面差距还是比较大,如:粒径比、分散性、颜色等。

(5)能耗问题。由于达克罗烧结温度高达300℃,固化设备这一过程能耗大、成本高,所消耗成本已经占到总成本的1/4、甚至以上,因此下一步工作是研究和寻找更有利的还原剂或更有效的催化剂来使烧结温度有所降低,或者可以采用新的固化设备。

4 锌铬涂层(达克罗)技术的发展发向

针对上述达克罗技术存在的问题,该技术在未来的发展方向可以从以下几个方面得到改进:

(1)降低膜层 Cr(VI)含量

达克罗技术中的主要成膜物质是含有 Cr(VI)的物质铬酐。由于Cr(VI)有剧毒和致癌作用,造成了达克罗技术的应用在一定程度上受到威胁。为了减少对环境污染,杜绝对人员造成伤害,限制膜层中Cr(VI)含量应该在0.6μg/cm2左右。[3]其中,日本对 Cr(VI)含量标准是不大于0.05mg/L。由于人们对环境质量要求越来越高,寻找能够取代铬酐的钝化剂是目前我们首要解决的问题之一。

(2)微细鳞片状Zn粉的开发

金属粉是构成达克罗涂液最重要组成成分之一。金属粉质量的好坏对涂层性能起到了关键性的决定作用。国外制备达克罗涂液时使用的是厚0.2~0.5μm,平均粒径15~20μm片状锌粉。微细的片状锌粉的生产技术要求科技含量高,作业难度大,并且国外对于这方面的有关研究和生产保密性和垄断性很强。由于我国从国外进口锌粉或者引进技术所需要的费用巨大,所以我们现在在关于达克罗技术研究和发展方向上应该是尽快研制出与国外质量相当的微细片状锌粉,这样不仅可以提高国内达克罗涂层的质量和性能,还可以大大降低生产成本,对于实现该技术国产化具有十分重要的现实意义。

(3)降低烧烤温度、时间

常用的达克罗涂层烧结固化炉有电阻炉、油炉、气炉三种。国外使用最广泛的是电阻式电炉。该固化炉在清洁、温度问的、操作方便、使用寿命长等方面与油炉、气炉相比具有强大的优点,但是它的缺点是能耗大。为满足降低能耗的要求,可从降低涂层烧结温度、烧结时间两方面去研究,寻求新型的固化方式。1990 年,美国有项专利提到,制备涂液过程中使用不同还原剂,涂层在固化时具有不同的烧结温度。为了使膜层在较低温度下可以固化,还原剂应使用含有羧酸以及多元醇有机物,这些复合型物质有利地促进 Cr(VI)的还原,并且这些还原剂在烧结固化时能够分解和挥发,最终所制得的膜层中含有这些物质。最近几年,文献报道达克罗膜层烧烤固化时可以采用高红外技术来减短固化时间。

(4)提高膜层硬度,增强其耐磨性

由于达克罗膜层硬度较低的原因,导致耐磨性差,使工件在运输、装卸、应用过程中经常容易受到外界的冲击、刮痕,最终影响工件产品的表面完整性和耐蚀性。因此提高达克罗膜层硬度目的不仅有利于增强工件的物理机械能,而且也间接提高了耐蚀性。可以通过优化制备膜层时的工艺条件,优化配制涂液的配方,或添加其他物质(如微细刚玉粉,纳米颗粒、稀土等)、封闭处理等措施,来提高达克罗膜层的硬度。国内研究者做了许多有关研究,并取得佳绩。

参考文献

[1]杜永军,丁晓辉.达克罗防锈处理技术[J].科技创新导报,2008,(1): 65-66.

[2]张旭明,刘春明等.无铬达克罗成膜物质的研究进展[J].航天制造技术,2012,11(1)58-61.

[3] 东建中.达克罗涂覆新工艺及设备[J].科技开发动态,2001,(5): 18-20.

论文作者:何小明,郭倩,孙柱

论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期

论文发表时间:2017/10/12

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