1 概述
达克罗是dacromet的缩写和译音,又称达克锈、久耐锈、高克锈、锌铬膜等。达克罗技术主要用含有锌片、铬酸酐、乙醇等物质的糊状处理液浸渍或喷刷金属基体,经高温烘烤后,在金属基体表面形成一层有极佳耐蚀性的非装饰涂层。它杜绝了电镀过程中产生的酸、碱、锌、铬等重金属废水、废气的排放等污染问题,是当今替代电镀锌、热镀锌等表面防腐的新技术。

2 达克罗涂液的组成
达克罗涂液种类虽多,但涂液的基本组成可归纳如下:
(1)金属物:锌、铝以及它们的混合物等,主要为超细片状锌、超细片状铝;
(2)溶剂:惰性有机溶剂,如乙二醇等;
(3)无机酸组分:铬酸等;
(4)特殊有机物:为涂液的增粘分散组份,主要成份为纤维素类白色粉末。

3 达克罗膜层结构及防腐处理
达克罗膜层由许多薄层堆积而成,主要由微小锌(铝)片及粘合锌片的无机铬聚合物组成。无定型的复合铬酸盐化合物(mCrO3•nCr2O3)作为结合剂与数十层约0.2um厚、10um大小的片状锌、铝相互结合形成的膜层。工件经过除油、抛丸处理后,浸涂达克罗液。达克罗液是一种水基处理液,金属件在水基处理液中浸涂或喷刷后,进炉固化,经300ºC左右烘烤成膜形成锌、铝、铬无机涂层。固化时,涂膜中的水分、有机物类等在挥发的同时,依靠达克罗液中高价铬酸盐的氧化性,使电极电位较负的锌片、铝片浆与铁基体反应,形成铁、锌、铝的铬酸盐化合物。由于膜层是与基体直接反应获得的,故防腐蚀层极为致密。涂层在腐蚀环境下会形成无数个原电池,使其基体受到保护。因此,由于铬酸的钝化作用,复合铬酸盐,多层结构的屏蔽效应和即使在有害盐条件下的锌的受控电化学保护作用,以及铝抑制锌析出的作用,使达克罗涂层显示出较好的耐蚀性。

4 达克罗工艺流程

4.1 除油脱脂
工件必须先进行表面除油脱脂,采用高温除油、水基脱脂剂除油、二氯甲烷等有机溶剂除油。除油是否有效,将直接影响工件的耐盐雾能力。
4.2 除锈除毛刺
凡是有锈或有毛刺的工件严禁直接涂覆,必须通过除锈除毛刺工艺,好用机械除锈,避免酸洗,以防氢脆,且酸洗除锈等会影响达克罗涂覆层的耐蚀性。
4.3 涂覆
经过除油除锈的清洁工件必须尽快通过刷涂、浸涂,或喷涂的方式进行表面涂覆。工件涂覆加工时,涂液的比重、pH值、粘度、Cr6+含量、涂液的温度及涂液的流动状况等将直接影响工件的涂层效
果,影响涂层的各项性能。所以涂覆过程中要调整好温度、溶液、离心机转速三者之间的关系。
4.4 预烘
通过前处理、达克罗液涂覆后的工件必须尽快在110士10ºC的温度下,预烘10~15 min(根据工件吸热量定),使涂液水份蒸发,流平均匀。
4.5 烧结
预烘后的工件必须在310士10ºC的高温下烧结,烧结时间20~40 min(根据工件的吸热量定),也可适当提高温度来缩短烧结时间。
4.6 固化
涂覆达克罗涂液的工件加热到300ºC左右,反应形成一种坚固的薄层,该薄层是铬氧化物的聚合物,即达克罗膜层。
4.7 冷却
工件经过冷却系统充分冷却后,达到客户的达克罗技术加工要求。

5 达克罗性能特点
达克罗技术与传统的电镀锌、热浸锌技术相比,有如下优点:
(1)超常的耐蚀性
锌的受控电化学保护作用、铬酸盐钝化以及锌的屏蔽效应使得达克罗膜层具有很高的耐蚀性。达克罗膜层盐雾试验时,需约80 h才能腐蚀掉膜层1um,比传统的表面处理,耐蚀性提高7~10倍,中性盐雾试验时间可长达800 h以上(10um厚涂层以上),有的甚至更高,这是电镀锌和热浸锌层无法达到的。
(2)极佳的耐热性
因为达克罗涂层的铬酸聚合物中没有结晶水,具有耐热性和高温耐蚀性。达克罗涂层耐热温度可达300ºc,在250ºc下连续长期使用,其耐蚀防锈性能几乎不受影响,而电镀锌层表面钝化膜在70ºc左右开始被破坏,抗腐蚀能力急剧下降。
(3)无氢脆性
达克罗技术处理过程中不进行任何酸处理,没有电镀锌过程导致析氢的电化学反应,不可能使钢产生氢脆。因此,特别适合于处理弹性零件和高强度的钢工件。
(4)良好的装饰性
达克罗涂层外观为银灰色(如银粉漆,可与铝型材相媲美),与基体材料、各种油漆、涂料均有良好的结合力,可作为面层使用,也可作为各种油漆的底层使用,在美、日汽车生产中常用作油漆底层取代磷化处理。
(5)防止对铝的电化学腐蚀
金属之间由于电位的不同会发生电化学反应,对于镀锌层来说,其防护的无论是铁基还是铝基,都会发生电化学反应而大大降低防腐性。而对于达克罗防腐层来说,由于其防腐建立在铬酸钝化作用和
鳞片状锌层的受控牺牲保护作用之上,不产生任何电化学反应,所以相对抑制了锌消耗,也抑制了铝的腐蚀。
(6)优异的渗透性
达克罗处理液能渗入工件紧密结合处,形成防锈被膜。例如,紧紧卷着的弹簧经过达克罗处理液后,在拉伸开的状态下,进行盐水喷雾试验,仍显示出极佳的防锈能力。另外,如果使用电镀锌的方法,管状部件的内部几乎电镀不上。但是,因为达克罗液处理具有渗透性,所以可以应用它来提高内外面的防锈能力。
(7)污染小且节能
电镀锌时存在含有锌、酸碱、六价铬等的污水排放问题,会造成较大的污染。热浸锌时温度较高,释放的锌蒸汽和HCl对人体健康危害极大。达克罗工艺开创了金属防腐的新领域,由于达克罗处理是一个封闭的处理工程,涂液是水基型,在烘烤过程中挥发的物质主要是水,不含有其它法规控制的有害物质,对环境污染小。达克罗技术处理温度不高(高300ºc),节约能源,尤其是自动生产线节能效果
显著。

6 达克罗涂层的限制
达克罗涂层虽有许多优点,但它也有一些不足之处,主要表现为:
(1)达克罗涂层的导电性能不好,因此,不宜用于导电连接的零件,如电器的接地螺栓等。
(2)达克罗涂层因为是一个高温烧结层,所以它的表面硬度不高,抗划伤能力不强。
(3)达克罗涂层的结合力受到一定的限制,经过达克罗加工的工件,如弯曲幅度较大,会造成膜层的脱落,影响工件的防腐能力。

7 达克罗应用范围
达克罗的应用范围很广,它不但可以处理钢铁、合金,还可以处理烧结金属及特殊的表面处理。
(1)汽车、摩托车行业
达克罗技术起源于汽车行业,世界著名的汽车制造公司,如美国的通用、福特、克莱斯勒,法国的雷诺,德国的大众,意大利的菲亚特以及日本的丰田、三菱等在汽车零部件表面处理上均要求使用达克罗技术。汽车零部件经过达克罗处理具有较高的稳定性、防热、防潮及防蚀性。随着我国加入WTO,我国汽车工业与接轨的步伐越来越快,达克罗技术在国产汽车业上的应用前景越来越广阔。
(2)电器通讯行业
家用电器、电子产品、通讯器材等高档产品的零部件、元器件、配套件等,有的需长期置于户外,所以对产品的质量要求较高,过去使用电镀锌的方法,质量低且达不到要求。如果使用达克罗技术处理,产品的防腐性能将大大提高,产品的使用寿命、质量也将大幅提高,同时美化了环境,扩大了市场。
(3)交通设施行业
地铁和隧道都处于地下,环境阴暗潮湿,通风较差;大桥、高架、港口机械长期处于户外日晒雨淋,它们均极易生锈,大大降低了安全系数。如果关键的结构件和紧固件采用达克罗技术处理,不但安全可
靠,而且美观持久。
(4)输配供电行业
高压输配电,城市供电,除供电电缆外,裸体明线都处于室外高空,不但日晒雨淋,而且还受环境污染,维护保养任务十分繁重。高压输电线路的铁塔、电杆的横担、撑铁夹箍、弯头、螺栓、钢帽、变压器上的油箱、紧固件等如果都采用达克罗技术处理,虽然一次性投入较大,成本相应升高,但是防腐性能好,节约了大量的常年维修费用。
另外,市政工程、机械行业、铁路码头、造船修船、航天航空、海洋工程、五金工具、户外金属构件等都在研究应用达克罗涂覆技术。