达克罗涂覆工艺是一种全新的表面处理技术,又称达克乐、达克锈、锌铬膜、达克曼等。70年代初期由美国人发明,1976年前后转给了美国的M.C.II公司、法国的DACRAL公司和日本的NDS公司。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达克罗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,达克罗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、磷化等多种传统工艺的防腐蚀处理工艺,这是一种从根本上减少环境污染的新工艺。
达克罗防腐涂层的防腐机理是牺牲阳极与阴极保护。外观为亚光银灰色,由极细的片状金属锌、铝及铬酸盐等成分构成。工件在经过了除油、抛丸处理后,浸涂达克罗液,然后进炉固化,经300℃左右烘烤成膜,而形成锌、铝、铬无机涂层。固化时,涂膜中的水分、有机类(纤维素)物质等挥发份在挥发的同时,依靠达克罗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、铝片浆与铁基体后应,形成Fe、Zn、Al的铬盐化合物。由于膜层是与基体直接后应获得的,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盐类,直到它们被消耗后才有可能腐蚀至基体本身。因为达克罗防蚀机理牺牲阳极与阴极保护为一体化的主体化的涂层,所以它的防腐性能与膜的厚度成正比。
达克罗防腐膜的固化温度在300℃左右,所以工件即使长时间处于高温下,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,耐腐蚀性也大大下降。
达克罗生产工艺特点:
达克罗涂层的处理工艺有点类似油漆,达克罗液买来以后,进行调配,然后直接浸涂在零件上,再烘干固化即可。达克罗的基本处理方法是浸涂,实际处理时根据待处理零件的处理量以及零件的大小、形状、质量和要求的性能不同而采用挂或网篮浸。涂层厚度一般为二到十五微米,可根据防腐要求通过改变浸渍时间、甩干速度来调整涂层厚度。工作环境无污染,整洁。
经过除油、喷砂、除尘和降温预处理的工件浸入达克罗液,达克罗液分为母液和基液(有的供应商将达克罗液分为三种:主剂、架桥剂、增粘剂,三种溶剂必须配合使用。)基液是由是极细的片状铝粉和锌粉组成,母液由酸及铬盐类组成。配制时,槽液温度不宜过高(小于20℃),防止溶液自身发生反应。涂层厚度由浸渍及甩干时间、甩干速度等工艺参数确定。一般浸达克罗液0.5~2.0分钟。不同零件甩干时转速不同,一般为200~300转/分钟。浸达克罗液的次数根据不同零件的要求而定,浸一次达克罗液涂层增厚三到四微米,一般浸二到三次。
经达克罗液浸渍处理后的工件经甩干,放置于不锈钢网带输送带上进入固化炉烘烤固化。固化温度为:280~330℃,时间25~40分钟。固化分为两个阶段:在第一阶段中工件吸热升温,称为预热,温度控制在60~80℃、10分钟。此阶段中须注意升温不可过急,应让工件缓缓吸热,让涂层中的水分逐渐逸出,以避免涂层起泡,产生缺陷。第二阶段为涂层的高温固化,此时固化炉中的温度一定要控制在工艺要求的范围内,不可过高或过低,因为它决定了涂层在工件上的最终性能。
由于工件在固化炉内不断移动,炉温的均匀性就显得格外重要。预热段温度的升温速率和保温的监测极为重要;高温固化阶段炉温是否实际达到工艺要求的温度并保持在这一温度区间对产品的最终质量起到决定性作用。炉温跟踪仪可以随同工件一起浸入固化炉内,实时监测并记录固化炉内温度变化,使涂覆工艺调整、改进有据可依,对固化炉的调试有度可考。
由于固化的温度较高,须对固化好后的工件进行强冷,以缩短冷却的时间,减小固化炉的长度,节省投资费用。当涂层较厚时,会因为涂层固化前不易流平或工件形状的原因造成甩干时涂膜不均匀。固化后出现外观粗糙、粉化的现象。这时需要对工件表面作少许修正,常用的方法是:用优质的硬毛刷清理工件表面。
达克罗涂覆技术因为其本身的优异性能及较好的环保特点,在它被引入国内的短短几年中,就由当初的几条生产线发展到如今的几十条生产线,而且还有许多厂家正在不断地加入进来。上海大众汽车公司、太仓强力五金厂、上海地铁工程指挥部、华通开关厂、昆山捷安特公司等单位已开始在自已生产的产品上采用达克罗工艺。