紧固件表面处理方式⑨——达克罗

达克罗最早诞生于二十世纪五十年代末，在北美、北欧寒冷的冬天，道路上厚实的冰层严重阻碍机动车的行驶，人们用盐撒在地上的方法来降低凝固点的温度，这样缓解道路畅通问题，但是紧接而来的氯化钾中的氯离子侵蚀了钢铁基体，交通工具严重受损、严峻的课题出现了。美国的科学家迈克·马丁研制了以金属锌片为主同时加入铝片、铬酸、去离子水做溶剂的高分散水溶性涂料，涂料沾在金属基体上，经过全闭路循环涂覆烘烤，形成薄薄的涂层，达克罗涂层成功地抵抗氯离子的侵蚀，防腐技术进入了新的台阶，革新了传统工艺防腐寿命短的缺陷。

清洗脱脂→抛丸除锈→浸渍凃覆→烘烤成膜→冷却→清洗→成品→第二次浸渍→成品检查→包装

1.脱脂清除有机油污：（不同加工工艺表面的油脂成分也不尽相同）

    ①切削加工的有机乳化油、机械油；

    ②淬火加工的大豆油、棉子油、棕榈油；

    ③冲压加工的植物油、无机油、磺化油；

    ④抛光加工的具有高熔点蜡与硬脂酸；

    ⑤低碳钢用的防腐蚀无机油；

    ⑥拉伸部件的植物油、牛脂乳液、蜡。

2.除锈

达克罗前处理中的除锈工序不象一般涂装前处理方法，采用酸洗除锈，这是因为达克罗处理的工件大部分是高强螺栓螺母和高强冲压件，酸洗后会产生氢脆而影响产品质量（注：在不考虑氢脆的情况下，达克罗除锈前处理也采用酸洗，特别是对于机柜、控制柜面板等，但工艺上要特别注意不能将酸洗残液带入涂覆槽，以免破坏达克罗涂液。）另外，达克罗也不能用一般磷化做为底材处理，这是因为达克罗涂料要300℃温度长时间固化，磷化膜中的结晶水份挥发掉，使达克罗涂层龟裂，影响涂层的附着力和防腐蚀效果，所以达克罗涂层前处理除锈通常用机械抛丸的方式进行。

影响抛丸质量的二个方面非常重要：一是抛丸设备，二是抛丸磨料钢球。

3.涂装：是指将涂料均匀地涂覆在工件表面上的方法。

达克罗涂装方法是根据工件及产品质量要求的不同来采取不同的涂装方法。一般分为浸涂、喷涂和刷涂等三种方法。

达克罗涂覆设备

4. 固化：工件表面上涂覆达克罗湿膜后，需通过烘炉烘烤固化工序，经下列反应变化形成达克罗涂层。

首先在80-100℃下，水份开始挥发，涂层经过流平后被固定在工件表面上；其次在160-200℃温度下，乙二醇类、还原剂挥发分解，最后升高至300℃以上，并保温烘烤后，部分六价铬在高温下与乙二醇发生氧化还原反应，成为三价铬，在涂层中出现为非结晶态的三氧化二铬和三氧化铬（mCrO3.nCr2O3），混合物把鳞片状锌、铝粘附在金属基体表面，同时，更起到锌、铝片层与层之间的粘结剂的作用，成为最终涂层，提高涂层耐蚀性和附着力。所以达克罗烘烤一般分为两个工段：预烘区和烧结区。预烘区一般为10min左右，温度控制在100-150℃，温度太低，水份等挥发不充分，工件到高温区水份急剧挥发影响锌、铝层规则层状排列，影响最终涂层外观、附着力和耐蚀性。温度太高，水份挥发太快，也不利于涂层流平，影响涂层的均匀性、附着力等。烘烤区一般为20min左右，温度控制在300-340℃为宜，温度太低，涂层中六价铬转化成三价铬不足，锌铝层间的三价铬网状结构不佳，有机组份炭化不充分，三价铬网状结构不合理，涂层附着力不佳，且六价铬遇水状况下易流失，涂层自我修复能力下降，耐蚀性变差。温度太高，涂层中六价铬转化为三价铬太多，涂层中可溶性六价铬含量降低，同样也影响涂层的耐蚀性能。

除油工艺

一、碱性除油

借助于碱和碱式盐与油的皂化反应，除去工件表面上的油污。在碱液除油过程中，当槽液除油一段时间后，油污上浮于槽液表面，致使除油后的工件，又重新粘附上油污。因而降低了除油效果，为了克服这一弊端，就带来除去浮在槽液面上油污问题。为使上浮油污分离出去，可采用溢流和活性炭、硅藻土吸附等方法处理。

工件碱液除油后，令工件表面残留很少部分碱液，这对达克罗这一酸性水溶性涂料是非常有害的，一定要用水把工件表面反复冲洗干净，一般可采用多级水洗进行处理，检测碱残留的方法可采用酚酞指示剂，滴上几滴看一看工件表面有无红色出现，如果有红色出现可再进一步清洗。

二、乳化剂除油（中性脱脂）

乳化剂除油也称表面活性剂清洗，它效率高，不易着火和人身中毒，是目前除油脱脂的较好方法之一，特别适用不定型产品和部件的清洗，而且没有碱污染。乳化剂脱脂除油的作用原理是：当带油污工件进入清洗槽中，其表面油污即与分散剂相接触，乳化剂的亲油基，湿润油污表面，降低油——水表面的张力，从而向油污渗透，借助分子的热运动，油污脱离工件表面，形成乳化状态，并扩散到槽液中去而达到工件表面清除油污的目的。中性脱脂除油，主要是通过表面活性剂的复配，再加上消泡助剂、防锈等各种助剂配制而成。

工件通过水漂洗，在干燥过程中，一般会产生水锈，为了防止水锈的产生，可配用达克罗专用防锈剂进行防锈，对达克罗涂层的附着力及耐蚀性无不良影响。

三、溶剂清洗除油

溶剂清洗除油：可根据油污状况，选用成本低、溶解力强、毒性小和不易燃的溶剂，常用的溶剂有200#溶剂油、松节油、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳、二氯甲烷，三氯甲烷等等。

采用含氯溶剂蒸汽清洗方法是一种主要的除油方法。例如：三氯乙烯具有较低的沸点（87℃），易于气化和冷凝，而且蒸汽密度较大，不易扩散，不易燃烧，溶解油污力强，当溶剂与工件表面接触后，能在工件表面形成冷凝的液体，将油污溶解冲洗掉，当工件接受溶剂蒸汽传来的热量后，温度逐渐上升直至达到与溶剂蒸汽温度相当时，冷凝作用停止，冷凝在工件表面的溶剂将油脂溶解后流回设备加热槽内，再次气化为溶剂蒸汽与工件接触，如此不断循环使用，与工件接触的三氯乙烯溶剂永远是清洁的，但要注意溶剂的泄漏。

使用溶剂蒸汽清洗，除油有四种方式：

     1、气型：运用于清洗一般油脂污垢。

     2、液气型适用于清洗形状较为复杂的工件。

     3、气—喷型，适用于粘附力较强的油脂污垢。

     4、液—喷一气型，适用提高清洗质量，并可循环组合使用。

如果在液箱中加装超声波震荡器，使工件在液箱中受到超声波震荡作用，更可提高它的除油去污能力。氯乙烯简称（TCE），一般来说，氯乙烯（TCE）中油污含量达到30%或当溶剂的PH值小于5.0时就必须重新更换清洗液，通常4升（TCE）可清洗一吨零部件。

1.达克罗遇光照会迅速老化，所以达克罗的涂覆过程应该在室内进行。

2.达克罗烘烤温度过低、过高都会使达克罗丧失防腐能力，达克罗应该在合适的温度范围内烘烤。

3.达克罗的使用周期很短，所以应该尽快用完。

4.达克罗的耐磨性能较差，所以应顶涂达克罗，然后再涂以耐磨性的其他涂料。

达克罗涂覆生产线在欧美和日本，是一种常见的表面涂装生产设备，达克罗涂覆生产工艺在这些国家早已得到广泛的应用。由于达克罗涂层实际上是一种锌铬涂层，而涂层中的的铬离子，尢其是其中的六价铬离子，对人体是非常有害的，在进入九十年代后，欧共体各大汽车制造商纷纷提出在对汽车的零件进行表面处理时，要减少甚至取消涂层中的六价铬离子，有关的草案也被提了出来。因此，国外一些与达克罗生产相关的企业，开始着手达克罗液无铬化的研究，寻找铬的替代品。

达克罗液的无铬化，国外相关的企业研究已有一些年头了，由于铬盐是一种价廉易得且防腐效果显著的化合物，所以一时还难以找到各方面的性能都优于它的替代品。人们对此问题进行了深入的研究，有许多相关的文献资料论述了这一方面的问题。经过许多专家的共同努力，一些无铬达克罗液的产品已经开始面世，在日本，有V505和V872，在韩国，有NC-100和NC-400等产品推出。

在日本市场上推出的无铬达克罗液直译为：无铬生态防锈膜V872，或称为无铬生态达克罗金属表面处理液V872，该产品在2001年12月获得日本专利，在其它国家的专利正在申请中。无铬生态达克罗金属表面处理液V872是选用特殊的金属锌鳞片和铝鳞片，配制到水溶液中分散而成的处理液。

工件在处理液中经过浸泡和甩液处理后，进到固化炉中，在二百五十度左右加热固化，得以在工件表面形成无铬达克罗涂层。无铬生态达克罗金属表面处理液V872的防锈机理是：由该涂液所形成的涂层，是由多层锌鳞片和铝鳞片组成，在涂液中其它组元的共同作用下，对金属基体起到自我牺牲的保护作用。组元中的特殊防腐防锈剂对金属基体起到了纯化的作用，层层叠叠的鳞片金属层在金属基体上形成了障壁，使侵蚀物到达金属基体要经过更长的路线，消耗更多的时间，涂层因此获得了优异的防蚀防腐性能。

无铬生态达克罗金属表面处理液V872的主要性能如下：

    1）该涂液是水性金属表面处理液，不含金属铬

    2）涂层无氢脆

    3）盐雾试验，>1000小时（涂层厚二十微米，按JIS Z2371)

    4）附着力，划格法，（100/100）无脱落

    5）硬度，B

    6）耐热性，350℃

韩国企业推出的无铬达克罗产品，其主要成份为树脂和鳞片状金属粉，黑色，每吨售价在十万元左右。

国内也有部分企业推出了自已的无铬达克罗液产品，经试用，效果普遍没有达到原来的有铬达克罗液的水平，在这方面，还有不少工作要做。

    根据经验，就无铬达克罗液的组成，可考虑由以下几部分组成：

    一、片状金属粉末

    二、润湿剂

    三、增稠剂

    四、高沸点有机液

    五、粘合剂

其中金属粉末主要由鳞片状锌粉和铝粉组成，当然也可以使用其它的鳞片状金属粉末，如镍粉、不锈钢粉、铁合金粉等。增稠剂可以使用与有铬达克罗液相同的物质，主要是采用羟乙基纤维素类的增稠剂。高沸点有机液可供选用的有许多种，如三丙三醇、聚丙二醇、二甘醇醚等等。其它组元视各人的爱好和经验定，大体上与原来的有铬达克罗液的组元相近，考虑到各组元间的相互作用及所要达到的涂液的最终性能目标，而对原配方进行适当的修改补充和调整。

从市场反馈的信息看，目前无铬达克罗的价格还比较高，其性能与有铬达克罗尚有差距，这有待改进和提高。另外，目前企业无铬化的压力也不够大，所以对无铬达克罗液虽然感兴趣，但很少采用。