锌铬涂层(达克锈、达克曼)防腐机制及特性
锌铬涂层技术是一种全新的表面处理技术,国际上又称作达克乐、达克锈、达克曼等,上世纪70年代初由美国人发明,1976年前后转由美国的M.C.Ⅱ公司、法国的DACRAL公司和日本的NDS公司进行生产。随着全球经济的发展,环境保护日益成为社会经济和贸易领域的重要组成部分。1996年原国家机械工业部将锌铬涂层工艺列为机械工业“可持续发展清洁生产”重点资助的开发项目,是一种“绿色电镀”。在工业发达国家,锌铬涂层金属表面防腐蚀技术已作为替代污染严重的电镀锌、热浸镀锌、电镀镉、锌基合金镀层、磷化等多种传统的防腐蚀处理工艺,是一种从根本上减少环境污染的新工艺。
1、防腐机制
锌铬涂层的外观为亚光银灰色(国外还有其他颜色),由极细的片状金属锌、铝及铬酸盐等成分组成。工件在经过预处理,如涂油、抛丸处理后,浸涂锌铬涂液。锌铬涂液是一种水基处理液,金属件在水基处理液中浸涂或喷刷,然后进炉固化,经300℃左右烘烤成膜,形成锌、铝、铬无机涂层。固化时,涂膜中的水份、有机类(纤维素)物质等挥发组分在挥发的同时,依靠锌铬涂层母液中的高价铬盐的氧化性,使电极电位负值较大的单质锌片、铝片浆与铁基体反应,形成Fe、Zn、Al的铬盐化合物。由于膜层是与基体直接反应获得的,(文章由江苏泰强不锈钢紧固件厂整理编辑),所以该防腐层极为致密(用镀锌或浸锌方法获得的防腐层无法与之相比)。该涂层在腐蚀环境下,会形成无数个原电池,即先腐蚀掉电位较负的Al、Zn的盐类,直到它们被消耗后才有可能腐蚀至基体本身。因为锌铬涂层防蚀机制是牺牲阳极保护为一体化的涂层,所以其防蚀性能与膜的厚度成正比。
2、涂层特性
锌铬涂层具有高耐蚀性,外观为亚光银灰色(国外有各种颜色),有点像银粉漆,主要由微小锌片及粘合锌片的无机铬聚合物组成,具有其他表面处理所无法比拟的优异特性。
(1) 极好的耐热腐蚀性 锌铬涂层防腐膜的固化温度在300℃左右,所以工件即使长时间处于较高温度下,外观也不会变色,耐热腐蚀性极好。传统的镀锌层在高于70℃的条件下会出现微小的裂纹,在200-300℃的条件下会变色,耐腐蚀性也随之大大下降。
(2) 优异的耐大气和耐化学品稳定性 经试验,未钝化过的镀锌层,在盐雾试验时一般10h腐蚀掉1μm ;厚度为3μm的彩虹色钝化膜,经200h盐雾试验被蚀穿。锌铬涂层在经过100h的盐雾实验后,才被腐蚀掉1μm 。锌铬涂层工艺与传统的镀锌工艺相比,使工件的耐蚀性提高了7-10倍。上海某车灯厂采用锌铬涂层工艺涂覆的车灯架,耐盐雾试验达到了1000h以上。
(3) 无氢脆 氢脆是传统镀锌工艺不能完全克服的弊病。锌铬涂层工艺在处理过程中不进行任何酸处理,也不存在电镀时的渗氢问题,加上涂层在高温下固化,所以从工艺上保证了锌铬涂层不会发生氢脆。这使它可以被应用在要求高强度紧固件的防腐处理上。
(4) 无污染和公害 作为“绿色电镀”工艺,锌铬涂层工艺采用了闭路循环的方式:在前处理中,清理下来的油和粉尘用专门的设备收集处理;在涂覆、固化时,不存在传统电镀工艺过程中产生的酸、碱、含铬等重金属的污水问题,产生的仅仅是从涂层中蒸发出来的水汽,经测定,不含国家规定控制的有害物质。
(5) 外观柔和、可进一步涂饰 锌铬涂层呈亚光银灰色(国外产品还有其他颜色),可以在上面进行再涂装。这满足了那些对外观质量要求较高紧固件的涂覆要求,例如自行车上的紧固件、摩托车上的紧固件等,在涂覆了锌铬涂层后,还须加一层上光漆。
(6) 极好的渗透性、适用于多种金属 锌铬涂层涂液能渗入细微的空隙处,如几何形状复杂的盲孔等,它的渗透性极佳,不但可以处理铁及其合金,还可以处理轻金属(铝、镁等)及其合金,适用于钢铁、铸铁、铝合金等紧固件的表面处理。
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