達(dá)克羅涂層具有優(yōu)良的防腐性能、耐候性和耐化學(xué)品性;極好的耐熱性;防止產(chǎn)生雙金屬腐蝕;無氫脆,特別適合高強(qiáng)度鋼工件的表面處理;極好的均鍍能力;涂料的底漆良好;可應(yīng)用于多種金屬表面;污染??;可改善摩擦性能;配合精度好等優(yōu)點(diǎn)。達(dá)克羅涂層也有其不足:達(dá)克羅涂層硬度低、耐磨性差,限制了其應(yīng)用;涂復(fù)液及涂層中均含有一定量的Cr6+;達(dá)克羅涂層的延展性不好;涂層制備能耗高;達(dá)克羅涂層耐酸、堿性差;不適應(yīng)于少量生產(chǎn);達(dá)克羅涂層色澤單一。
4 達(dá)克羅的處理工藝
4.1 達(dá)克羅處理液的成分組成
現(xiàn)在的達(dá)克羅處理液已經(jīng)系列化,可根據(jù)不同的用途在其中添加一些相應(yīng)的組分,其基本組成如表1。
完整的達(dá)克羅處理液應(yīng)該包括下列成分:
a. 片狀的鋅粉:鋅片是達(dá)克羅處理液的主要物質(zhì),也是達(dá)克羅膜層的主要成分,在腐蝕性介質(zhì)中對基體起犧牲陽極的電化學(xué)保護(hù)作用,此外,還含有鋁片或其他的金屬如鎂、錳及其混合物;
b. 六價(jià)鉻化合物:六價(jià)鉻的化合物主要為鉻酐,亦可用鉻酸鹽、重鉻酸鹽或它們的混合物,六價(jià)鉻在燒結(jié)成膜過程中被還原為三價(jià)鉻,形成鉻和鋅的聚合
物,起到粘結(jié)劑的作用,同時(shí)對鋅片和基體又有鈍化作用,可提高達(dá)克羅膜層的抗腐蝕性;
c. 還原劑:還原劑的作用是在燒結(jié)過程中促進(jìn)六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻,并保證膜層的質(zhì)量,形成無機(jī)鉻的聚合物為粘結(jié)劑。還原劑應(yīng)該是水溶性的,在處理液中對六價(jià)鉻無還原性,在燒結(jié)過程中還原劑和六價(jià)鉻充分反應(yīng),在膜層中沒有殘存或含量很少,不至于影響膜層的外觀和耐蝕性能,還能防止CrO3 析出而導(dǎo)致膜層脫落;
d. pH 調(diào)整劑控制涂液的pH 值在3.5~5.0 之間,常用的有鋰及鈣的氧化物、碳酸鹽,其中使用最多的是氧化鋅;
e. 潤滑劑:為聚四氟乙烯,主要改善膜層的摩擦性能,穩(wěn)定摩擦因數(shù),還可使涂層光滑,在腐蝕不斷擴(kuò)大時(shí)可減緩膜層的機(jī)械腐蝕;
f. 表面活性劑:處理液中的活性劑包括分散劑、懸浮劑、去泡劑、增濕劑和增稠劑;
g. 其他輔助組分:為了減少六價(jià)鉻在淡水中的溶出,可加入部分硼酸、鉬酸鹽、磷酸鹽等代替部分鉻酐,硼酸不僅是成膜促進(jìn)劑,可確保達(dá)克羅層在淡水和海洋環(huán)境中均具有優(yōu)異的耐蝕性;
h. 液體介質(zhì):一般使用去離子水和叔丁醇,由于水和叔丁醇是以任何比例互溶的,兩者可以以任何的比例進(jìn)行混合來提供液體介質(zhì)。
4.2 達(dá)克羅涂層的制備工藝流程
處理液配好以后,就可以對零件進(jìn)行處理了。其具體工藝流程為見圖1。整個(gè)處理過程有3 個(gè)重要的質(zhì)量控制點(diǎn),即前處理、涂覆、烘烤。
完整的達(dá)克羅處理液應(yīng)該包括下列成分:
a. 片狀的鋅粉:鋅片是達(dá)克羅處理液的主要物質(zhì),也是達(dá)克羅膜層的主要成分,在腐蝕性介質(zhì)中對基體起犧牲陽極的電化學(xué)保護(hù)作用,此外,還含有鋁片或其他的金屬如鎂、錳及其混合物;
b. 六價(jià)鉻化合物:六價(jià)鉻的化合物主要為鉻酐,亦可用鉻酸鹽、重鉻酸鹽或它們的混合物,六價(jià)鉻在燒結(jié)成膜過程中被還原為三價(jià)鉻,形成鉻和鋅的聚合
物,起到粘結(jié)劑的作用,同時(shí)對鋅片和基體又有鈍化作用,可提高達(dá)克羅膜層的抗腐蝕性;
c. 還原劑:還原劑的作用是在燒結(jié)過程中促進(jìn)六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻,并保證膜層的質(zhì)量,形成無機(jī)鉻的聚合物為粘結(jié)劑。還原劑應(yīng)該是水溶性的,在處理液中對六價(jià)鉻無還原性,在燒結(jié)過程中還原劑和六價(jià)鉻充分反應(yīng),在膜層中沒有殘存或含量很少,不至于影響膜層的外觀和耐蝕性能,還能防止CrO3 析出而導(dǎo)致膜層脫落;
d. pH 調(diào)整劑控制涂液的pH 值在3.5~5.0 之間,常用的有鋰及鈣的氧化物、碳酸鹽,其中使用最多的是氧化鋅;
e. 潤滑劑:為聚四氟乙烯,主要改善膜層的摩擦性能,穩(wěn)定摩擦因數(shù),還可使涂層光滑,在腐蝕不斷擴(kuò)大時(shí)可減緩膜層的機(jī)械腐蝕;
f. 表面活性劑:處理液中的活性劑包括分散劑、懸浮劑、去泡劑、增濕劑和增稠劑;
g. 其他輔助組分:為了減少六價(jià)鉻在淡水中的溶出,可加入部分硼酸、鉬酸鹽、磷酸鹽等代替部分鉻酐,硼酸不僅是成膜促進(jìn)劑,可確保達(dá)克羅層在淡水和海洋環(huán)境中均具有優(yōu)異的耐蝕性;
h. 液體介質(zhì):一般使用去離子水和叔丁醇,由于水和叔丁醇是以任何比例互溶的,兩者可以以任何的比例進(jìn)行混合來提供液體介質(zhì)。
4.2 達(dá)克羅涂層的制備工藝流程
處理液配好以后,就可以對零件進(jìn)行處理了。其具體工藝流程為見圖1。整個(gè)處理過程有3 個(gè)重要的質(zhì)量控制點(diǎn),即前處理、涂覆、烘烤。