達克羅涂層具有優良的防腐性能、耐候性和耐化學品性;極好的耐熱性;防止產生雙金屬腐蝕;無氫脆,特別適合高強度鋼工件的表面處理;極好的均鍍能力;涂料的底漆良好;可應用于多種金屬表面;污染??;可改善摩擦性能;配合精度好等優點。達克羅涂層也有其不足:達克羅涂層硬度低、耐磨性差,限制了其應用;涂復液及涂層中均含有一定量的Cr6+;達克羅涂層的延展性不好;涂層制備能耗高;達克羅涂層耐酸、堿性差;不適應于少量生產;達克羅涂層色澤單一。
4 達克羅的處理工藝
4.1 達克羅處理液的成分組成
現在的達克羅處理液已經系列化,可根據不同的用途在其中添加一些相應的組分,其基本組成如表1。
完整的達克羅處理液應該包括下列成分:
a. 片狀的鋅粉:鋅片是達克羅處理液的主要物質,也是達克羅膜層的主要成分,在腐蝕性介質中對基體起犧牲陽極的電化學保護作用,此外,還含有鋁片或其他的金屬如鎂、錳及其混合物;
b. 六價鉻化合物:六價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,六價鉻在燒結成膜過程中被還原為三價鉻,形成鉻和鋅的聚合
物,起到粘結劑的作用,同時對鋅片和基體又有鈍化作用,可提高達克羅膜層的抗腐蝕性;
c. 還原劑:還原劑的作用是在燒結過程中促進六價鉻還原為三價鉻,并保證膜層的質量,形成無機鉻的聚合物為粘結劑。還原劑應該是水溶性的,在處理液中對六價鉻無還原性,在燒結過程中還原劑和六價鉻充分反應,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 析出而導致膜層脫落;
d. pH 調整劑控制涂液的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,穩定摩擦因數,還可使涂層光滑,在腐蝕不斷擴大時可減緩膜層的機械腐蝕;
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劑,可確保達克羅層在淡水和海洋環境中均具有優異的耐蝕性;
h. 液體介質: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行混合來提供液體介質。
4.2 達克羅涂層的制備工藝流程
處理液配好以后,就可以對零件進行處理了。其具體工藝流程為見圖1。整個處理過程有3 個重要的質量控制點,即前處理、涂覆、烘烤。
完整的達克羅處理液應該包括下列成分:
a. 片狀的鋅粉:鋅片是達克羅處理液的主要物質,也是達克羅膜層的主要成分,在腐蝕性介質中對基體起犧牲陽極的電化學保護作用,此外,還含有鋁片或其他的金屬如鎂、錳及其混合物;
b. 六價鉻化合物:六價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,六價鉻在燒結成膜過程中被還原為三價鉻,形成鉻和鋅的聚合
物,起到粘結劑的作用,同時對鋅片和基體又有鈍化作用,可提高達克羅膜層的抗腐蝕性;
c. 還原劑:還原劑的作用是在燒結過程中促進六價鉻還原為三價鉻,并保證膜層的質量,形成無機鉻的聚合物為粘結劑。還原劑應該是水溶性的,在處理液中對六價鉻無還原性,在燒結過程中還原劑和六價鉻充分反應,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 析出而導致膜層脫落;
d. pH 調整劑控制涂液的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,穩定摩擦因數,還可使涂層光滑,在腐蝕不斷擴大時可減緩膜層的機械腐蝕;
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劑,可確保達克羅層在淡水和海洋環境中均具有優異的耐蝕性;
h. 液體介質: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行混合來提供液體介質。
4.2 達克羅涂層的制備工藝流程
處理液配好以后,就可以對零件進行處理了。其具體工藝流程為見圖1。整個處理過程有3 個重要的質量控制點,即前處理、涂覆、烘烤。