无铬达克罗国内外发展状况
简述达克罗技术的现状与发展方向
世界各国环境法规、职业安全和健康法规,特别是ELV欧洲指引以及OEM汽车工业标准,要求在2007年7月1日前要清除汽车装饰件Cr6+。
一些汽车公司已明确建议汽车大于10.9级的紧固件建议使用达克罗涂层防腐。
除了高耐蚀性、无氢脆外,摩擦系数也是紧固件的一个重要指标。
达克罗技术是由片状锌粉、铝粉、含Cr的金属盐及粘结剂组成的,涂液涂覆于零件表面,经过烧结而形成的一种全新结构和性能的防护层,它的英文名为“Dacromet”。
作为对某些传统金属表面处理进行彻底革新的新型技术,至1993年首次引进我国以来,由于达克罗技术在高防腐、薄涂层和高清洁环境友好型生产等方面具有诸多优点。
在紧固件行业的广泛应用,达克罗处理量已超过15%的迅猛速度增长。
1、达克罗涂层的特点无公害——不存在传统电镀工艺中产生的酸、碱、Cr6+、Zn2+等严重污染环境的物质,可称为“绿色工艺”。
高抗腐蚀性——达克罗膜层厚仅4~8μm,其防锈效果确实是传统电镀锌、热浸锌等的7~10倍。
无氢脆——传统的电镀采用酸洗除锈,在锌沉积过程中析出氢,而达克罗膜层在处理过程中不存在氢的渗入。
改善摩擦性能——在达克罗处理液中加入聚四氟乙烯(PTFE)可以明显改善达克罗膜的摩擦性能。
这对高强度螺栓类零件尤为重要,一般汽车螺钉摩擦系数0.09~0.17,达克罗涂层的摩擦系数可固定在一定范围内,以便于装配。
2、达克罗技术作为达克罗技术的两个主要组成部分,达克罗涂覆设备和涂液。
达克罗涂覆设备主要有前处理设备、涂覆设备和固化炉。
整个处理过程有三个重要的质量控制点,即前处理、涂覆、烘烤。
作为达克罗的主液——鳞片状锌(铝)粉品质的好坏直接影响到达克罗液的质量和达克罗涂层防腐的强弱,现阶段,国内鳞粉的制备为湿法研磨和低温压制,与美国、日本、德国等国的相比,还存在的不少的差距。
鳞粉的形状、纯度、色泽、大小、均匀度、经厚比的有效控制及生产工艺方面,将是今后研究和提高的目标。
达克罗(Dacroment)技术
达克罗(Dacroment)技术达克罗(又称乐、达克锈、锌铬膜、达克曼等),即片状锌基路盐防镀涂层,是当今世界表面处理高新技术,被专家们誉为国际表面处理行业中具有划时代意义的革命性产品。
钢铁达克曼技术目前在国内尚属空白。
达克罗涂层具有的性能。
如极强的抗腐蚀性:比电镀锌提高7-10倍;无氢脆:特别适用于高强度受力件;高耐热性:耐热温度300℃。
特别适用、摩托车发动机部件的高强度构件。
此外,还具有高渗透性、高附着性、高减摩性、高耐气候性、高耐化学品稳定性及无环境污染等优点。
适用达克罗技术的基体材料范围:钢铁制品及有色金属如铝、镁及其合金,铜、镍、锌等及其合金。
达克罗技术可以代替电镀锌、电镀镉、热浸镀锌、热喷锌、机械镀锌、锌基合金镀层、氧化、磷化等多种表面防护工艺。
极好地杜绝了环境污染的发生。
无铬锌铝涂层(也叫无铬达克罗)是为满足世界各国的VOC法规和汽车行业规定的环保要求而开发出的表面处理新概念,无铬锌铝涂层作为锌铬涂层(达克罗)的更新换代产品已经首先被汽车制造行业普遍认可和接受。
无铬锌铝涂层目前实现了产业化的产品屈指可数:一种是由美国MCI公司推出的Geomet(交美特)涂层,一种是德国Delta公司推出的Delta涂层,以及北京永泰和推出的BNC水性无铬锌铝涂层。
目前GEOMET(交美特)主要市场是美国和日本;DELTA主要市场是欧洲和亚洲部分国家;BNC主要市场是西欧和中国台湾。
三种涂层基本占据了世界95%以上的无铬达克罗市场份额。
一.防腐机理 无铬锌铝涂层的外观呈亚光银灰色,光泽较锌铬涂层略暗,是一种将超细锌鳞片和铝鳞片叠合包裹在特殊粘结剂中的无机涂层。
无铬锌铝涂层主要从物理屏蔽、阴极保护、锌粉钝化、自修复等方面对钢铁基体提供保护作用,三种涂层防腐机理类似。
不同的是三种涂层选用了不同的黏结剂和钝化剂。
二.性能特点 从市场反馈情况以及各自的官方网站宣传资料来看,GEOMET(交美特)的耐蚀性最差,据传已被欧洲市场淘汰,DELTA耐蚀性优于GEOMET(交美特),但是附着力不好。
达克罗表面处理工艺
1000h
良好
良好
300℃
有
溶剂型
良好
MAGNI (美加力)
灰暗
960h
良好
良好
250℃
有
溶剂型
良好
达克罗主要有以下几种:
新型达克罗的特点
优点 1.超强的耐蚀性能 2.无氢脆性 3.高耐热性 4.无铬,无污染和公害
缺点 1.成本相对高 2.表面硬度不高 3.耐磨性差 4.外观易出现溶液堆积
共同点
应用及工艺流程
工艺流程 4 冷却 由于固化的温度较高,须对固化好的工件进行强冷,以缩短冷却的时间,减小固化炉的长度,节省投资费用。 5 后处理 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。需要对工件表面作少许修正。
种类与区分
Байду номын сангаас项目
达克罗表面处理工艺及发展
内容概要
CONTENTS
简介与发展
防腐原理
应用及工艺流程
01
02
03
种类与区分
无铬达克罗的优缺点
无铬达克罗目前市场及前景
04
05
06
在国内传统达克罗技术俗称:
达克罗是 DACROMET 译音和缩写:
世纪 70 年代日本的 NDS 公司从美国的 MCII 公司买断了在亚太地区的达克罗技术使用权。
世纪 50 年代,达克罗产生于美国的大洋公司。
传统达克罗溶液含有所含6-8%的CrO3,加工后容易残留+6价铬,会导致污染甚至对人体致癌,无法满足汽车等行业对有毒害物质含量的要求。
水系锌铬膜涂层、锌基涂层、片状锌基铬盐防护涂层、非电解锌铬酸盐涂层、达可乐等。
达克罗技术在重汽的应用现状与趋势
达克罗技术在重汽的应用现状与趋势于安军1 张建国2 吴伟峰2 杜冬平21 济南重汽技术中心山东济南2500002 常州君合达克罗涂覆工程技术有限公司江苏常州213032【慧聪表面处理网】[摘要]本文简要介绍了达克罗类锌基防腐处理在济南重汽的应用工艺,同时着重介绍了该处理方法的特点和注意点、以及如何节能、符合环保方面的发展趋势与前景。
[关键词]达克罗工艺介绍环保节能发展趋势1 前言达克罗是英文Dacromet的缩写与音译,是一种借助前处理、涂覆及固化设备通过物理的、化学的方法将处理液在金属材料表面上形成具有防护等功能的锌基铬酸盐复合覆盖层的表面防腐涂装技术,它涵盖了涂液、涂覆工艺、涂覆设备及质量管理和生产组织、成本控制等内容。
该技术源于六十年代美国汽车工业,由于其具有高耐蚀性、无氢脆、环保性能好等优点而被迅速推广发展。
九十年代初,我国从日本NDS(Nippon Dacro Shamrack)公司引进达克罗生产线和达克罗技术,九八年以后,中国的表面处理工作者对达克罗技术进行了深入的探索与大量的研究,已逐步使其涂液技术、涂覆工艺技术、涂覆设备技术基本实现国产化。
在常州、上海、南京等达克罗相关专业厂家的倾力而有序的宣传推广下,该技术如今已被广泛应用于汽车、建筑、交通、电力、通讯、家电、军事等诸多领域,并进一步形成了规模化市场与标准化产品,到目前为止国内的达克罗生产线已有两百多条,涂液的月使用量超过两百多吨。
可以肯定,中国的达克罗市场将日益壮大,技术水平已经达到国际先进水平,并形成了出口。
达克罗处理的机理与优点已有大量文献介绍,在此就不在累述,鉴于达克罗处理的技术优点,我们济南重汽于2004年从常州君合达克罗涂覆工程技术有限公司引进了达克罗技术,主要用于重汽零部件的防腐处理。
2 达克罗在重汽的应用现状目前济南重汽达克罗技术主要用来对骑马螺栓和重型卡车消音器进行表面防腐,防腐的主要要求为耐中性盐雾实验480小时以上。
无铬达克罗前处理技术
汉高这次来参加江阴环保局主办的研讨会议,也反映了汉高对环保的重视。
我们也了解到汉高的生产过程、产品技术很多都融入了环保理念,请您首先对汉高多年来对环保、可持续性生产方面作出的努力做一下介绍。
单树清:汉高公司04年加入联合国国际公约组织,保护人权、保护环境是我们的宗旨。
早在80年代,我们公司就开始研发和应用环保产品,尤其在铝合金钝化方面,最早使用在易拉罐行业。
多年来在我们公司德国、美国研发中心投入大量的精力和人力来研发用于各个行业的表面处理的环保产品。
汉高公司的环保产品已经覆盖金属表面的各类需求。
汉高公司的销售人员也极力倡导和推广这类产品,当然在推广过程中也会遇到一些困难和阻力,不过我们坚信,随着各级地方政府对有害物质的严格控制和各企业对环保的重视,我们会得到当地政府和各位朋友的理解和支持。
我们更加坚信我们今天做的事情是在保护我们的绿色家园,使我们的生活更加美好,无愧于我们的子孙后代。
本次会议的主题是“江阴市铝材行业减排工作推进会”,到会的有许多铝材企业,那么能否介绍一下汉高的铝材无铬前处理产品的特点及其安全性呢?单树清:铬酸盐化学氧化方法又称阿罗丁法(Alodine,汉高最早的专利之一,现成为汉高的商标),经70多年的使用,已经成为一种有效的表面处理方法。
随着专利保护期满,技术已经相当成熟公开,各种仿制的产品充斥市场,但基本都可以满足市场需要。
但是六价铬作为有毒的重金属,废水的高污染、难处理是其主要危害,一直没有相应的解决方法,几十年来,很多化学家一直致力寻找替代产品。
由于铬酸盐的特殊化学性能,很难找到化学性能相近而危害小的化合物。
作为全球表面处理的领导者,汉高的专家最早在上世纪70年代开发了磷酸锆和磷酸钛为涂层的产品,80年代改进以氟锆酸,硝酸和硼酸为基础配方,90年代应用纳米技术开发了更新一代无铬产品。
作为替代铝合金有铬化学氧化处理的产品,其产品特点如下:a)无重金属,减少污水处理的成本,消灭了重金属对环境的污染以及改善了操作工人的作业环境(废水经过简单中和处理就可以达到国家废水排放标准);b)基于锆盐和钛盐以及聚合物等,取代了重金属钝化膜,符合ROSH标准中规定的钝化膜中不含重金属;c)钝化采用室温处理,节约能源成本;d)钝化时间短,提高了生产效率;e)较高的PH控制,对铝基体腐蚀小;f)可以用于喷淋也可用于浸渍;g)为有机涂层提供极好的基底;h)汉高无铬产品是目前唯一通过AMAA2605-05和QUALICOAT测试和认可的产品,其QUALICOAT认可序号A2、A3、A12、A25、A41。
交美特简介
交镁特技术介绍2003年2月,欧盟颁布了《关于在电器电子设备中限制使用某些有害物质的指令》和《报废电子电器设备指令》两项环保要求,规定自2006年7月1日以后投放欧盟市场的电子电器产品中不得含有铅、汞、镉、六价铬、聚溴二苯醚、聚溴联苯等6种有害物质。
因此,无铬处理技术及开发新的替代性环境友好型产品成为金属表面处理业所共同面临的世界性难题。
常州捷迈特表面工程技术有限公司,专业致力于无铬产品的研究和生产。
于2005年底成功研制出无铬达克罗涂料(又称交美特、交镁特、GEOMET),实现了完全意义上的无毒环保产品概念。
交美特产品既延续了达克罗涂料的各种优越性能,又不含有六价铬和三价铬,是目前为止少数不多的符合欧盟2项环保要求的水性涂料。
常州捷迈特公司的无铬达克罗产品目前通过若干次试验和对工艺参数的调整,耐腐蚀盐雾试验达到750h 以上,并顺利通过了SGS国际认证。
1 达克罗(Dacromet)技术Dacromet起源于20世纪60年代末,具有高抗蚀、无氢脆、涂层薄等优点,广泛应用于汽车、建筑、铁路、电力、桥梁、隧道、电器、军工等许多行业。
十年前,该技术在国内表面处理界还鲜为人知。
1993年,航空工业部首家从日本NDS公司将Dacromet引进我国,并于1995年在《材料保护》杂志上以“达克罗”的中文译名向国内同行作全面介绍。
从此,国内表面处理工作者也着手对它进行了多角度多层次的探索和研究。
1996年,机械工业部将达克罗列为清洁生产重点资助开发项目。
1999年,达克罗被国家环保总局列为国家重点保护环保实用技术,如今它已经成为各地电镀涂装行业推荐的热点。
由于达克罗涂层突出的抗蚀性能,以及加工过程中基本无三废排放,因而在不到十年的时间内取得了长足的发展。
目前,达克罗生产线设备和达克罗涂料以及超细金属薄片材料已全部实现国产化,并已达到国外20世纪90年代前期水平。
国内正在运行的达克罗处理生产线已经超过50条(江苏、浙江、上海地区就达到30条以上), 年消耗达克罗涂料约200吨(其中90%以上是国产涂料)。
浅谈表面处理新技术一无铬达克罗
达克 罗列 为清洁生产重点 资助开发项 目, 范定名 并规
为“ 锌铬涂层” 。 随着科 技 的不断发展达 克罗技术 、 工艺 及设备得 到不断改进 和完善 。最初 主要应用 在 汽车工业上 , 近
比, 该技术 具有 对环 境 污染 少 、 防护 性能 好 、 氢 脆 、 无 耐高温等特 点 , 称为 表面 处理 的“ 被 绿色 生 产” 艺 , 工 在全球得 到迅猛发展 。19 年 2月 , 空工业部 首家 93 航 从 日本 N S公司引进 D c n ,96 机械工业 部将 D ar  ̄t19 年 o
8 预 热 炉 和 30 C左 右 温 度 固化 炉 内 分 别 烘 烤 O 0 ̄ 2m n和 3m n 0i 0 i。使 得 C6 已二醇 等有机 物还 原生 r 被
成不溶于水 、 无定形 的 nr 3m r 3作 为结合 剂 与 C2 .C2 , 0 O 工 件表 面 数层 锌 片 、 片相 互 结 合形 成 致 密保 护膜 铝
汽车制造业 普 遍认 可 和接 受 。世 界上 工业 发 达 国家
度 , 常为 8 n 0 n 通 t 一1t 。 a a
() 2 抗双金属腐蚀
大多数 锌层 与 铝或 基体 紧 密配合 时会 产生 双金 属电池腐 蚀 , 无铬达 克罗涂层 中的铝 片能消 除此 现象
的发生 。 ( ) 氢脆 3L
图 l 达 克罗涂层结构 示意图
收 稿 日期 :(( 1— 1 2) 1 ( x卜 】
( 海 达 克 罗涂 覆 工 业 有 限公 司 在 20 上 0 1年 引 进 了
达克罗技术将在两三年内被彻底取代
达克罗技术将在两三年内被彻底取代发布日期:2006-08-11 浏览次数:109 关注:加关注核心提示:达克罗技术将在两三年内被彻底取代现在,锌铬涂层(达克罗)还被我国的一些人称为当今世界表面处理的高新技术,是什么国际表面处理行业中具有划时代意义的革命性产品。
听起来不禁让人哑然失笑,如果在10年前称锌铬涂层(达克罗)为革命性的高新技术,也许还能唬些人,但今天的锌铬涂层(达克罗)不仅早已褪下了高新技术的光环,而且,它很可能在两三年内寿终正寝。
因此,是到了让锌铬涂层(达克罗)走下神坛的时候了。
锌铬涂层(达克罗)问世已经50年了,它今天如果还能被称为高新技术,在当今科技高速发展的时代,那一定是空前绝后的奇迹。
但事实并非如此,从2 0世纪50年代问世,锌铬涂层(达克罗)作为美国军方专利被保密了整整20年;20世纪70年代,锌铬涂层(达克罗)解密后开始转入民用,最初是由美国、法国和日本的三家公司分享这一技术,不久日本成为这一技术的惟一持有者。
如果它真是前途无量的高新技术,为什么对技术十分重视的美国和法国会如此轻易地放弃呢?它的答案可以在我国找到线索。
我国直到20世纪90年代才从日本引进了这一技术。
按理说,作为技术的源头,日本的锌铬涂层(达克罗)工艺技术在我国应该是技高一筹、无人能比的,但实际上却并非如此。
日本的锌铬涂层(达克罗)工艺技术在我国仅处在中上水平,我国自己研制的锌铬涂层产品不少都达到甚至超过了日本。
谁都知道,我国的开发能力是无法与日本相比的,为什么在这里会轻而易举地超过日本呢?答案只有一个,日本根本就没有费力气提高锌铬涂层(达克罗)的性能水平。
这就出现了一个耐人寻味的现象,对锌铬涂层(达克罗)这个所谓的高新技术,美国、法国毫不犹豫地放弃了,而日本则在其开发研究上采取了不作为的态度。
一个合理的解释是,锌铬涂层(达克罗)早就被美国、法国和日本确定为没有研究开发的价值了,日本之所以还没有舍弃它,只是因为希望能从它身上获取更多的剩余价值;也就是说,在工业发达国家,锌铬涂层(达克罗)已经是一个失去了生命力的产品,没有再挖掘的价值了。
铬矿行业的国内外竞争态势分析
国内外政策环境对铬矿行业的影响
单击此处添加标题
国内政策环境分析:国家对资源保护和环境保护的重视,限制了铬矿的开采 和出口,促进了行业整合和转型升级。
单击此处添加标题
国外政策环境分析:国际市场对环保和可持续发展的要求,促使国外企业加 强技术创新和绿色发展,提高了行业整体水平。
单击此处添加标题
国内外政策环境对铬矿行业的影响:国内外政策环境的调整,对铬矿行业产 生了深远的影响,促进行业向绿色、可持续发展转型。
国内铬矿企业竞争分析
国内主要铬矿企业介绍 国内铬矿企业市场份额分析 国内铬矿企业技术水平比较 国内铬矿企业战略合作与竞争关系分析
国内铬矿行业集中度分析
国内主要铬矿企业排名 各企业市场份额占比情况 行业集中度的变化趋势 对行业发展的影响和作用
国际铬矿行业竞争 态势
国际主要铬矿企业及产能
需求特点:铬矿 需求量与全球经 济形势密切相关, 经济繁荣时需求 量增加,经济衰 退时需求量减少。
需求趋势:未来 几年,随着全球 经济的发展和人 口的增长,铬矿 市场需求量将继 续保持增长态势。
国内外铬矿市场供给分析
国内铬矿产量:近年来,国内铬矿产量呈现出逐年递增的趋势,主要集中在南非、俄罗 斯等地区。
供需关系对铬矿行业竞争态势的影响
需求增长:随着全 球经济复苏,铬矿 市场需求持续增长, 对行业内的竞争态 势产生影响。
供给格局:国内外 铬矿供给格局的变 化,如资源分布、 生产成本等,对行 业竞争态势产生影 响。
价格波动:供需关 系的变化导致铬矿 价格波动,从而影 响行业内企业的盈 利能力和竞争态势 。
政策支持:国家对资源型产业的重视,支持铬矿行业的可持续发展 环保要求:随着环保意识的提高,对铬矿开采和加工的环保要求越来越严格 资源税征收:对铬矿资源征收资源税,促进资源的合理开发和利用 市场准入:加强市场准入管理,提高行业集中度,促进产业升级
镁合金无铬达克罗工艺研究
镁合金无铬达克罗工艺研究最近,镁合金无铬达克罗工艺技术已经发展成为一种重要的轻量化材料加工解决方案,可以实现精密零件制造,有效减轻零件重量,提高整体部件的功能性和可靠性。
本文着重研究了镁合金无铬达克罗工艺的发展现状以及相关的制造技术,并结合实际案例研究了该工艺的应用及其优点。
一、镁合金无铬达克罗工艺的发展现状镁合金无铬达克罗工艺是一种新型加工技术,它采用冷冲压成形技术加工出高精度、复杂形状的零件,不需要金属成形工艺,也不需要铬进行原料预处理。
目前,镁合金无铬达克罗工艺已经全面发展,并可以制造出高质量的零件,包括汽车零部件、航空航天零件以及电子产品部件。
此外,镁合金无铬达克罗工艺在成形过程中涉及的专用设备有把轧机、液压机和冷冲压机等,设备技术可实现自动控制,可以实现稳定的成形和高效率的生产。
二、镁合金无铬达克罗工艺的制造技术镁合金无铬达克罗工艺的成形技术主要分为高压冷冲压、激光蒸发成形和气动冲击三种。
其中,高压冷冲压技术的实现原理是将材料以高压的方式轧制和成形,达到所需的形状和尺寸,可以获得高质量的零件;激光蒸发成形技术的实现原理是将材料的有序分布的激光靶材层层蒸发,而不受原始材料的约束;气动冲击技术的实现原理是通过对材料表面进行局部击打,达到勾缝、调整大小、拆模和边缘处理等目的。
三、应用及优点镁合金无铬达克罗工艺由于其精度高、造价低、质量可靠、成形性能好等特点,目前已经被广泛应用于汽车零部件、航空航天零件以及电子产品部件等制造领域。
比如,它可以用于制造汽车底盘零件,能够实现高强度、高稳定性、低重量和低噪声;用于制造航空航天零件,能够有效抵抗极端温度和空气压力;还能用于制造电子产品部件,能有效降低部件存在的热量,从而提高产品的可靠性。
而且,由于该工艺能够实现自动化控制,可以大大提高生产效率,减少工人的劳动强度。
综上所述,镁合金无铬达克罗工艺是一种新型加工技术,可以高效地加工出高质量的零部件,应用广泛,具有自动控制功能,可以大大提高生产效率,是未来轻量化材料加工解决方案的必然发展方向。
无铬达克罗技术的研究进展
De eo m e to s a c n Th n- h o i m v lp n fRe e r h o e No c r m u Da r m e c n l g co tTe h o o y
K hn — i EC agme,WA G Q a —un HU Y n , H U L—i N unq a , og Z O i n q
b ify p o p ce . rel r s e t d K e wo d y r s:n n c r n u d c o e e hn l g o — h o i m a r m tt c oo y; d e o e e h oo y;c ro in r ssa c a r m ttc n lg o r so e itn e
ts a d a p ia in r a a e i to u e u n p le t a e r n r d c d.Th l p o e le r e e r h d b o ta tn o — h o i m o e f m r p ris ae r s a c e y c nr si g n n c r n u i d c o tf m t r dt n ld c o tfl a rme l wi ta i a a r me m.Th u t e fo t fn r—hrmi m c o tt c n lg r i h o i e f rh refrso o lc o u Da r me e h o o a e y
引言
2 0世 纪 7 0年代美 国研 究开 发 了一种 较 为先 进 的表 面处 理工 艺—— 达 克罗处理 技术 , 到 2 纪 直 0世 9 0年 代这项 技术 才被 引入 中 国。19 9 3年 2月 , 国 我 首次 引进 国外达 克罗 生 产 技术 , 随后 南 京 、 海 、 上 云 南 和 天津 等地 陆续 引进 了达 克 罗 涂 覆 设 备 和技 术 工 艺 , 开始试 验研 究 。 并
环境友好型达克罗处理技术的现状及研究进展
第52卷第10期表面技术2023年10月SURFACE TECHNOLOGY·115·环境友好型达克罗处理技术的现状及研究进展李红玲(新乡学院,河南 新乡 453000)摘要:达克罗涂层的无氢脆、耐高温、强耐腐蚀性、附着力良好、高渗透性和强涂覆能力等特点使其近年来广泛用于汽车、家用电器、建筑、石油化工等领域。
然而该涂层中的Cr6+由于具有较强的致癌、致畸、致突变作用而受到限制,且其硬度仅有1~2H,抗划伤能力差,耐磨性低,因此使用该图层的工件不适用于硬度和耐磨性要求高的场合。
本文先介绍了达克罗涂液的主要组成成分(金属粉末、溶剂、铬酸盐钝化剂和特殊有机物)及铬酸盐在达克罗涂层中的作用(钝化作用、黏结作用和自愈作用);接着从环境友好型达克罗防腐涂层的成膜物质-铬酸盐替代物(无铬钝化剂-含氧酸盐及氧化物、稀土盐和有机黏结剂-硅烷偶联剂、硅烷偶联剂+缓蚀剂、树脂+缓蚀剂)的选取、无铬钝化液的配方优化、纳米微粒增强达克罗涂层三方面分别综述了国内外关于提高环境友好型达克罗涂层的硬度和耐蚀性,指出了各种成膜物质的不足并指出进一步的研究方向;最后简要介绍了稀土改性达克罗处理技术的防腐蚀机理,对环境友好型达克罗涂层研究中存在的问题进行了归纳,并对其发展方向进行了展望。
在总结与分析的基础上可知,随着环境保护要求的提高,开发由有机聚合物(硅烷或树脂)和稀土盐组成的具有钝化和自愈作用的复合成膜系统,以及纳米粒子将具有很大的发展潜力。
关键词:环境友好型达克罗涂层;铬酸盐替代物;防腐机理;纳米颗粒中图分类号:TB34 文献标识码:A 文章编号:1001-3660(2023)10-0115-09DOI:10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.10.008Present Situation and Research Progress of Environment-friendlyDacromet Treatment TechnologyLI Hong-ling(Xinxiang University, Henan Xinxiang 453000, China)ABSTRACT: Dacromet coating is widely used in automobile, home appliance, architecture and petrochemical industry because of its non-hydrogen embrittlement, high temperature resistance, strong corrosion resistance, good adhesion, high permeability and strong coating ability. However, the Cr6+ content in the dacromet coating is limited due to its strong carcinogenic, teratogenic and mutagenic effects, and the hardness of dacromet coating is only 1H ~ 2H, the scratch resistance is poor, and the wear resistance is low. Therefore, the workpiece with such a coating is not suitable in the situation requiring high hardness and wear resistance. Under this background, the chromium-free dacromet technology is put forward. Chromium-free Zn/Al coating has become the trend of development. However, without chromate, the coating will lose self-repair capabilities, so the corrosion收稿日期:2022-07-29;修订日期:2022-09-30Received:2022-07-29;Revised:2022-09-30基金项目:河南省科技发展计划项目(1521023102122)Fund:Henan Provincial Science and Technology Development Plan Project (1521023102122)引文格式:李红玲. 环境友好型达克罗处理技术的现状及研究进展[J]. 表面技术, 2023, 52(10): 115-123.LI Hong-ling. Present Situation and Research Progress of Environment-friendly Dacromet Treatment Technology[J]. Surface Technology, 2023, 52(10): 115-123.·116·表面技术 2023年10月resistance is to be further improved. In addition, the hardness and wear resistance of chromium-free dacromet coating is not high enough, which limits the use of the coating.The chromium-free dacromet technology solves the pollution problem well, but the hardness and wear resistance of the coating are low, so the coating is easy to scratch. It is not possible to use chromium-free dacromet technology for workpieces requiring wear resistance. The workpiece is often scratched and worn during transportation, assembly and use. At the same time, the corrosion resistance of dacromet coating is also weakened in the high salt spray and high humidity environment, which affects the corrosion resistance of coating and the appearance of products. Therefore, it is urgent to improve the hardness and corrosion resistance of the coating by adding reinforcing phase to the non-chromium dacromet coating.In this work, the main components of dacromet coating solution (metal powders, solvents, chromate passivators and special organic compounds) and the effect of chromate (passivation, adhesion and self-healing) in dacromet coating were introduced.Then, the selection of chromate substitutes (non-chromate passivating agent-oxygen-containing salts and oxides, rare earth salts and organic binders-silane coupling agent, silane coupling agent + corrosion inhibitor, resin + corrosion inhibitor), and the formulation optimization of non-chromate passivating solution and nano-particle reinforced dacromet coatings were reviewed to improve the hardness and corrosion resistance of environment-friendly dacromet coatings in China and abroad. At present, there are many reinforcing phases including oxylate and oxide, rare earth salt, silane coupling agent, silane coupling agent + corrosion inhibitor, resin + corrosion inhibitor, which can improve the corrosion resistance of the coating. However, the research on nano-particles is limited. In the previous research, nano-particles can improve the hardness and wear resistance of coatings, but nano-ions have little effect on the corrosion resistance of coatings. Finally, the anti-corrosion mechanism of rare earth modified dacromet treatment technology is briefly introduced, the existing problems in the research of environment- friendly dacromet coatings are summarized, and the development trend of the dacromet coatings is prospected. On the basis of summary and analysis, it is pointed out that with the improvement of environmental protection requirements, the development of composite film-forming systems consisting of organic polymers (silane or resin) and rare earth salts with passivation and self-healing effects and nanoparticles will have great potential.KEY WORDS: environment-friendly dacromet coating; chromate substitutes; anti-corrosion mechanism; nanoparticle达克罗是1种防腐涂料,由锌粉、铝粉、铬酐、去离子水、分散剂、消泡剂和其他溶剂制成。
达克罗与无铬达克罗技术的发展
达克罗技术的发展与无铬达克罗MonroeD,2013-10-11摘要:本文介绍了达克罗和无铬达克罗技术的发展过程及达克罗涂层的组成、防腐蚀机理、优异性能和不足之处,论述了达克罗技术被无铬达克罗技术代替的必然性。
本文对无铬达克罗涂层的组成和性能特点也作了简单介绍。
关键词:达克罗;锌铬膜;无铬达克罗;涂层;腐蚀;氢脆;污染1、概述达克罗是单词“Dacro”的音译,商品名称“Dacromet”,能体现技术特点的中文名称又叫锌铬膜涂层,是一种上世纪60年代由美国发明的一种高耐蚀涂层。
达克罗技术自1993年开始引入我国,开始是直接外购涂液,之后才在涂液配方、涂覆工艺、涂覆设备、防腐机理、涂膜性能等方面有了比较深入的研究,并使这一技术迅速得到推广应用;在此之前几年虽有一些研究,但都没有取得突破性进展。
目前,我国已经有了近千条达克罗涂层生产线,从原材料到配方、工艺、设备等各方面都已经实现了国产化。
相对于电镀锌、热侵锌和一般有机涂层,达克罗技术是以标榜无公害、无污染、无氢脆、高耐热、和高耐蚀等优异性能而受到追捧的;自引进我国以来发展也相当迅速。
但是,随着研究的发展,人们发现从它的原液、涂覆生产过程以及涂膜中都存在Cr+6污染问题,尽管其工艺对基体金属无氢脆影响以及高耐热、高耐蚀涂层特性仍然还是各行各业各种用途所追捧的。
于是,达克罗技术在诞生之后50多年,在中国引进20多年之后,已经有了被一种叫做‘无铬达克罗’的技术代替的趋势,只是目前这种技术还处在研究发展的初期,要达到从理论到工艺的完全成熟还有一个过程。
其实,达克罗,锌铬膜,是以其中有铬(包括Cr+6和Cr+3)存在而特征化的。
无铬达克罗,其中已经没有铬,从防腐机理到使用的材料已经有所不同,只是要取达克罗的无氢脆、高耐热、高耐蚀特征而已。
达克罗和无铬达克罗有很多相似之处,也有很多不同之处,以下分别加以介绍。
2、达克罗2.1达克罗涂料的组成达克罗涂料的主要组成及含量(g/L)为:CrO3[即铬酐]30~100片状金属锌粉/铝粉50~500还原剂≤20活性剂<5%液体介质[水等]适量根据物料性质,达克罗涂料一般分成两组分或三组分存放,在使用前混合到一起,配置好的涂料保存时间不会很长。
达克罗表面处理技术的最新发展
达克罗表面处理技术的最新发展1 前言达克罗涂层技术是将片状锌、铬酐等配制成的涂料覆在钢材等基体表面,经300 ℃左右固化后获得约(6 ~8) m m 的有金属光泽的银灰色锌铬涂层。
它无污染、无氢脆,耐腐蚀性高于电镀锌(5 ~8) 倍,成为绿色环保型高防腐表面处理技术,许多发达国家已用它取代电镀和热镀锌。
该技术现已在我国推广,目前国内的工业装备及技术已经可以满足达克罗技术的要求,能够生产与之配套的工业化设备,价格远低于国外设备。
装备和工艺的成熟,最终决定了达克罗技术在我国汽车、农机、家电、铁路、公路交通、电力、建筑、桥梁等行业将得到更为广泛应用。
2 应用发展历程达克罗起源于1963 年的美国大洋公司(Diamond ShamrpckCorp. U.S.A ),最初是为解决汽车底盘零件遇含盐分的雨雪易发生锈蚀,威胁车辆运行安全而发明的一种防护技术,1972 年美国人申请了第一个技术专利,开始作为一种金属表面防锈处理法,已先后在美国、欧洲、日本以及我国获得专利权。
它以不污染环境和其他的优异特点迅速得到发展,该项技术的成功应用大大提高了铁基材料的防腐性能。
1976 年前后,大洋公司将达克罗技术分别转让给了美国的MCII 公司、法国的DACRAL 公司和日本NDS 公司。
日本油脂株式会社与美国MCII 公司合资成立的日本达克乐沙姆罗克株式会社(日本N DS 公司)促使达克罗技术工业化,并在日本国内得到迅速发展,成为了世界达克罗产业的“盟主”。
目前全球的达克罗产业被分为4 个区域,日本NDS 公司负责亚太地区业务,美国MCII 公司负责北美地区业务,法国D A C R A L 负责欧洲地区业务,巴西金属涂覆公司(MCB )负责南美洲业务, 4 家国际公司相互参股,结成同盟。
而我国,在1993 年以前,达克罗领域还是个空白,尽管也有人在此之前进行过小范围实验室研究,但都不得其果,更不能工业化,当时基本上是直接用达克罗原液,价格每吨高达20 多万元。
无铬达克罗的研究进展
腐蚀速率 ; ( 4)自修复作用 由于锌的标准氧化电极势较高 ,形成微电池时 ,
锌成为阳极 , Zn 溶解成 Zn2 + ,并和阳极的 OH - 形成 Zn (OH ) 2 , Zn (OH) 2 再与 CO2 形成 ZnCO3 。当涂层 被划伤 、擦破或其他方式破坏时 ,锌的氧化物和碳酸 盐向涂层被损坏的区域移动 ,积极地修复涂层 ,恢复 保护屏障 。 2. 3 性能特点
(1)屏蔽作用 由于片状锌、铝层状重叠 ,减少了涂层空隙 ,提 高了抗渗性 ,可以阻碍或抑制水 、氧和侵蚀性离子等 腐蚀介质到达基体的进程 ,起到屏蔽作用 ; (2)电化学作用 由于锌 、铝的化学活 性远大于铁 ,更易失 去电 子 。当涂层受到局部破损或有腐蚀介质侵入时 ,锌、 铝作为牺牲阳极为钢铁基体提供阴极保护 ; (3)钝化作用 锌 、铝粉与大气中的物质发生钝化生成锌或铝 的氧化物 ,这些氧化物逐渐积附在锌 、铝粉间的空隙 和钢铁基材的表面 ,增大了电阻 ,减慢了锌及钢铁的
2010年 2月
涂 装 与 电 镀
11
涂装防护
无 铬达克罗的研究进展
柯昌美 王全全 汤 宁 胡 永 张金龙 陈红祥 (武汉 科技大学化学工程与技术学院 ,湖北武汉 , 430081)
摘 要 介绍了无铬达克罗的国内外研究概况 、防腐蚀 机理 、膜层性 能特点 、工艺 流程及 应用领 域 ,并 对无铬 达克 罗技术的发展进行了展望 。 关键词 无铬达克罗 ;达 克罗 ;耐蚀性
但是 ,达克罗涂层中含有大量毒性强 、高致癌作 用的六价铬 ,而在世界各国范围内铬的使用已经受 到越来越严格的限制 ,同时 ,达克罗涂层硬度低 、能 耗高 [ 15 ] ,因此 ,研究和开发取代含铬达克罗涂层的 无铬锌铝涂层技术势在必行 。
达克罗技术存在的问题及发展方向分析
达克罗技术存在的问题及发展方向分析摘要:锌铬涂层(达克罗,也称锌铬膜)技术,是当今表面处理最新技术,其锌铬涂层被誉为国际表面处理行业中具有划时代意义的革命性产品。
达克罗涂层具有较高的耐蚀性(是电镀锌的7-10倍)、耐热性高(250℃能够继续正常使用)、无氢脆、渗透性高、耐候性好、与基体具有良好结合力、对环境无污染等优点,被广泛应用在航天、石油、汽车、化工、铁路等。
本文基于对达克罗涂层技术的研究上,重点对达克罗技术存在的问题及发展方向分析。
关键词:达克罗;存在问题;发展方向1 绪论锌铬涂层(达克罗)是指将水基碎铬涂料釆用浸涂、刷涂或喷涂的方法,涂覆于钢铁零件表面,经烘烤形成的鳞片状锌和锌的铬酸盐为主要成分的无机防腐烛涂层。
国外商品名称为DACROMET,中文译名为“达克罗”,国家标准名称:锋铬涂层。
[1]其它名称还有:达克乐、达克曼、非电解锌铬酸盐复合涂层、水系锌铬膜涂层等。
由于锌铬涂层很多优良的性能,在国外军、民品制造业得到了广泛的应用;年我国从日本引进第一条锌络涂层处理生产线,经过十余年的开发,锌铬涂层技术推广应用,己成燎原之势。
2 达克罗的技术特点锌铬涂层(达克罗)与传统的电镀锌、电镀镉、热浸镀锌相比有如下显着的优点。
(1)极强的耐腐烛性能。
锌铬涂层(达克罗)与其它涂(镀)层厚度相同的情况下其耐烛性优于其它任何涂镀层。
在厚度为8μm时,中性盐雾试验可达1000~2000小时,这是电渡锌无法做到的。
(2)不产生氧脆。
氢脆是传统镀锌工艺不能完全克服的弊病,而在涂覆碎铬涂层时,由于不经过酸洗,也没有电渡时的渗氧现象,再加之是在较高温度下固化,所以锌铬涂层绝对没有氧脆现象,特别适用于高强度零件的防腐处理。
(3)高渗透性。
经辞络涂料涂覆的金属零件,在细微的空隙处也能形成防腐性能良好的涂层,有利于复杂零件的表面处理。
(4)耐候性较好。
锌铬涂层可经受二氧化硫、酸雨、烟尘、粉尘的浸烛。
其耐二氧化硫试验可达3个周期。
达克罗
达克罗(Dacromet)技术诞生于20世纪70年代初,是美国Diamond Shamrock 公司为解决由融雪盐引起的汽车锈蚀问题而研制的一种全新的金属防腐系统。
与传统的电镀、热浸镀等工艺相比,达克罗涂层具有高耐蚀性、高耐热性、高耐候性、无氢脆、与环境友好等优点,自问世以来,在许多工业部门包括在汽车的防腐中得到了广泛应用。
目前,世界上、许多汽车公司如德国大众、美国通用、福特、戴姆勒-克莱斯勒、韩国现代以及日本丰田、日产、本田、三菱等均已采用达克罗技术,并明确规定某些零件只能采用达克罗涂层防腐。
除普通钢制件外,达克罗涂层还可用于铸铁、粉末冶金材料、铝合金等零件的表面防腐处理。
达克罗技术的应用,大大延长了汽车的使用寿命。
在多年的应用中,各汽车公司已逐步形成了达克罗技术的处理规范和涂层质量检测标准,如大众的TL245、TL193,TL233,通用的GME0025-F,福特的WSD-M2 1P11-B1等标准。
二、达克罗涂层的防腐机理达克罗涂层主要由鳞片状锌片、铝片以及无定形复合铬酸盐聚合物(nCrO3,mCr203)组成。
金属片在基体表面层层叠加,铬酸盐聚合物填塞在金属片之间,并通过树脂固化反应,使金属片之间以及金属片与基体牢固地粘结在一起,形成一种特殊的片状交错叠层结构。
达克罗涂层对基体的保护作用主要体现在以下3个方面。
a.机械屏蔽作用达克罗涂层的交错叠层结构本身就是一个非常有效的机械阻卜挡层,而且.絮状无定形的铬酸盐聚合物填塞在金属片之间,大大减少了涂层的空隙率,使涂层更为致密。
此外,锌的腐蚀产物与空气中的CO2反应,生成不溶于水的碳酸锌,不断恢复其机械阻挡功能。
因此,达克罗涂层能在零件表面形成良好的机械屏蔽层,使腐蚀介质很难找到进人金属基体的通道。
b.自钝化作用锌、铝金属片与铬酸发生化学反应,在各自表面生成致密的钝化膜,并通过无机盐粘结在一起,使整个涂层完全由带有钝化膜的铝、锌片紧密叠加而成,形成“超厚”钝化膜。
达克罗
达克罗(锌铬膜)涂液的配方及发展趋势摘要:本文介绍了国内十余位专家学者所推荐的达克罗(锌铬膜)涂液配方,对各配方的组成和用法作了详细的介绍,对达克罗(锌铬膜)技术的从业人员有很好的参考价值。
1.前言全国达克罗涂覆生产线由几年前的十来条,迅速增加到近二百条,其发展速度是相当地快。
随着达克罗涂覆生产线在各地的普及,为了降低生产成本,自己配制达克罗涂液的工作已摆在投资者的面前,现在作为一个投资者,面对激烈的市场竟争,不得不考虑多方面降低自己的生产成本,而降低生产成本的一个大有潜力可挖掘的地方,就是减少在涂液上对外界的依赖。
现在大多数企业的涂液都是从外面采购而来。
由于现在各都有生产达克罗涂液的企业,所以要买到达克罗涂液,是不成问题的。
但是,外购达克罗液,有二个问题对生产厂家的影响是很大的,首要的是成本的问题,目前制作一吨达克罗涂液,如果在市场上销售的话,生产者大约可有五千至一万的利润可获得。
换言之,这个利润就是由使用者提供的。
如果使用者自已生产,则增加了企业的盈利能力。
其次是产品的质量的控制,由于达克罗(锌铬膜)涂液是一种比较特殊的涂液,受某些未知因素的影响,其质量有时会有所波动,当用户遇到这种情况时,与供应商是比较难以进行沟通的。
这就造成了用户无法控制住自己产品的质量。
当自己生产涂液自己用时,这个问题就容易解决了。
特别是当用户提出某些特殊要求时,通过改变配方中某些组元的含量,能很好地满应对用户的新要求。
这些,是外购达克罗(锌铬膜)涂液时所无法办到的。
从现在已掌握的情况看,国内现在已公开的达克罗的配方不下二十种,真正能在生产上应用的,可能是凤毛麟角,少之又少。
造成这种现象的原因其实很简单,现在达克罗(锌铬膜)涂液利润这么高,能用的配方早就在那为业主创造利润了,凭什么无偿提供出来。
所以,读者不要对已公开的达克罗的配方抱太大的希望,已公开的达克罗的配方在性能上总要比实际使用中的差一些,当然,如果你是涂料方面的专家,可能经过你的努力,也能配制相当好的达克罗(锌铬膜)涂液的配方来,一般的,如果需要能用于生产上的达克罗(锌铬膜)涂液配方,建议你还是选用业内信誉好的供应商的配方。
无铬达克罗国内外发展状况
无铬达克罗国内外发展状况2009-10-9来源:节选自《无铬达克罗涂液的制备与性能研究》作者:[作者中文名]高节明[导师]朱晓云[学位授予单位]昆明理工大学1无铬达克罗技术国外的发展状况1997年,美国金属涂层国际公司(Diamond Shamrock Corp Metal Coatings Dio)研究开发出“水性无铬有机硅锌铝涂料与涂装技术”(“交美特”技术)[28,29]。
交美特是美国金属涂层国际公司为满足政府VOC法规定和汽车行业规定的环保要求而开发的表面处理新技术,不含铬的交美特涂层作为有铬达克罗涂层的更新产品已经首先被汽车制造行业普遍认可和接受[30]。
交美特所采用的涂料是符合美国VOC法规的水性涂料,不使用有机溶剂,不含有毒的金属(如镍、铅、钡、汞)以及六价铬或三价铬[31]。
交美特涂层具有涂层薄、无氢脆、抗双金属腐蚀、耐有机溶剂、耐热性、导电性、耐腐蚀等性能特点。
涂层从屏障保护、电化学、钝化、自修复四个方面对钢铁基体提供保护作用[32]。
所以,交美特完全符合美国环保署、美国职业安全和健康行政部门的相应规范和世界各大汽车制造厂商的标准要求。
其技术指标如表1.1:表1.1各种交美特涂层的技术指标该技术采用水性有机硅作为金属防腐蚀保护膜的粘结物质,摒弃了传统使用的有机铬(Cr3+、Cr6+),从而使涂料不含有Cr3+、Cr6+及重金属,涂料不具有挥发性,涂料的生产、涂装及最终成膜物质都不会对环境造成污染;成膜物对基材的防护效果为电镀锌、热镀锌的5~7倍(按GB/T 10125-1997中性盐雾实验对比,“交美特”盐雾实验达到960小时),并使之系列化。
该涂料广泛的使用于汽车零部件、标准件、交通、军事、航空、机械工程等领域,可取代Dacromet(有铬达克罗)技术。
近年来,该涂料技术尤其在汽车行业得到迅速的认证和推广应用,许多国际知名汽车公司如福特、通用、宝马、雷诺、菲亚特、沃尔沃、戴姆勒、克莱斯勒等都制定了零配件交美特涂装标准,要求必须使用交美特涂料涂装技术[33]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
无铬达克罗国内外发展状况2009-10-9来源:节选自《无铬达克罗涂液的制备与性能研究》作者:[作者中文名]高节明[导师]朱晓云[学位授予单位]昆明理工大学1无铬达克罗技术国外的发展状况1997年,美国金属涂层国际公司(Diamond Shamrock Corp Metal Coatings Dio)研究开发出“水性无铬有机硅锌铝涂料与涂装技术”(“交美特”技术)[28,29]。
交美特是美国金属涂层国际公司为满足政府VOC法规定和汽车行业规定的环保要求而开发的表面处理新技术,不含铬的交美特涂层作为有铬达克罗涂层的更新产品已经首先被汽车制造行业普遍认可和接受[30]。
交美特所采用的涂料是符合美国VOC法规的水性涂料,不使用有机溶剂,不含有毒的金属(如镍、铅、钡、汞)以及六价铬或三价铬[31]。
交美特涂层具有涂层薄、无氢脆、抗双金属腐蚀、耐有机溶剂、耐热性、导电性、耐腐蚀等性能特点。
涂层从屏障保护、电化学、钝化、自修复四个方面对钢铁基体提供保护作用[32]。
所以,交美特完全符合美国环保署、美国职业安全和健康行政部门的相应规范和世界各大汽车制造厂商的标准要求。
其技术指标如表1.1:表1.1各种交美特涂层的技术指标该技术采用水性有机硅作为金属防腐蚀保护膜的粘结物质,摒弃了传统使用的有机铬(Cr3+、Cr6+),从而使涂料不含有Cr3+、Cr6+及重金属,涂料不具有挥发性,涂料的生产、涂装及最终成膜物质都不会对环境造成污染;成膜物对基材的防护效果为电镀锌、热镀锌的5~7倍(按GB/T 10125-1997中性盐雾实验对比,“交美特”盐雾实验达到960小时),并使之系列化。
该涂料广泛的使用于汽车零部件、标准件、交通、军事、航空、机械工程等领域,可取代Dacromet(有铬达克罗)技术。
近年来,该涂料技术尤其在汽车行业得到迅速的认证和推广应用,许多国际知名汽车公司如福特、通用、宝马、雷诺、菲亚特、沃尔沃、戴姆勒、克莱斯勒等都制定了零配件交美特涂装标准,要求必须使用交美特涂料涂装技术[33]。
交美特技术具有涂料绿色、施工环保卫生、涂层使用无害化等特点。
其已形成标准化、系列化。
从外观而言,已形成黑色、透明、蓝色系列;从品种上讲具有Geomet360、Geomet320等不同品类。
国外无铬的另一主流产品为溶剂型体系,产品多为复合涂层工艺,底层是锌基为主的防腐层,面漆为功能性附加后涂层可以为水性硅酸盐涂层,酚醛树脂,氟碳树脂等有机涂层,如德国德尔卡系列产品,英国美加力系列等,该涂液施工一般采用喷涂工艺与浸甩工艺,因为体系为溶剂型体系[34,35]。
所以产品较水基无铬涂液有如下特点[36]:1、涂液中不含与锌铝反应的水组分,所以涂液有效期较长,槽液维护相对简单;2、涂液中有挥发性溶剂,所以车间及涂覆设备需做好防燃,防爆措施,排放时仍需做必要的废液处理;3、溶剂性涂液回收相对困难,涂液利用率较低;4、涂层可实现较低温度固化,降低了能耗;5、需配备两组涂覆机供底涂、面涂用,涂覆设备投资较大。
对美国交美特系列产品、德国德尔卡系列产品和英国美加力系列产品三项无铬技术进行比较(如表1.2)。
交美特无铬涂料底涂、面涂均为水性涂料,且交美特技术得到国际几乎所有主流汽车厂家的认可,而德国无铬技术系列和英国美加力系列底涂为水性涂料,但面涂仍为有机溶剂型涂料,只是仅被部分厂商认可。
表1.2交美特系列、无铬技术系列、美国Magni系列三项无铬技术比较2无铬达克罗技术国内的发展状况1997年美国在中国申请了《无铬水可稀释涂液》(交美特)的专利,但由于前期市场的需求不是太为迫切,同时涂液本身成本高,性能不太稳定的瑕疵,所以前期产品的使用不是太广,到目前也只是国外汽车行业有批量使用,中国内地仍未有厂家批量使用该产品,涂液提供厂家主要为日本NDS公司,价格一般在200元/kg左右[37,38]。
上海达克罗涂复工业有限公司为满足汽车工业的需要,在2001年从德国 D ken 公司引进Delta-MKS无铬系列产品和技术,产品有:KL100、Delta-seal、Delta-Seal GZ、Delta C011、Delta C011 GZ、Delta Protekt VH 301Gz等十余种涂料,己服务于上海大众、广州本田、上海通用、福特、沃尔沃等汽车零件[39,40]。
国外的水性无铬达克罗涂液目前在我国市场是以“奇货可居”的态度,用高价格来索取高利润,它们在我国的价格均高于200元人民币/公斤,如此高的价格门槛,毫无疑问吓走了许多用户,从而极大减缓了水性无铬达克罗涂层在我国的应用推广速度[41,42]。
在国内无铬达克罗的研究尽管由于起步较晚,又加之投入的人员和资金的限制,但无铬达克罗的研究和应用与推广己取得了很大的发展。
2004年底,北京永泰和金属防腐技术有限公司在国内率先推出了我国首个拥有独立知识产权的有铬涂层的换代产品——BNC®水性无铬达克罗涂层,该产品的推出使北京永泰和金属防腐技术有限公司成为世界上为数不多的几个已形成产业化能力的,拥有水性无铬锌铝涂层产品之一公司。
BNC®水性无铬达克罗涂层的性能超过了国外同类产品,达到了世界领先水平,实现了我国在金属防腐工程方面的全过程无污染排放,满足了国外对我国出口金属产品防腐工艺的环保要求,为我国金属产品走向世界提供了必要的条件。
在2006年,该公司制定了国家行业标准《无铬锌铝涂层技术条件》(JB/T 10619-2006)也已正式实施。
BNC®无铬达克罗涂液的国内市场价仅120元人民币/公斤,从而大大降低了无铬锌铝涂层的加工涂覆成本,为我国大规模应用无铬锌铝涂层创造了条件。
其技术与性能指标如表1.3。
表1.3北京永泰和金属防腐技术有限公司的无铬达克罗指标资料[3,4]报道,长春吉大化学有限公司开发了适合镁合金的无铬达克罗溶液涂料,解决了现有达克罗溶液涂料及其它涂料在镁合金零件材料涂装上存在的附着力、耐盐雾、耐湿热、耐酸、耐碱性差的问题,并己获得国家专利。
该技术将有机硅和经过纳米分散液处理过的纳米粉体分散到多种树脂聚合交联的树脂中,对其进行改性,与锌粉和铝粉制成无铬、环保、涂膜薄、耐盐雾、耐酸、耐碱、抗冲击、附着力强、耐候性好的镁合金无铬达克罗溶液涂料。
镁合金无铬达克罗溶液涂料技术不仅保持了原有达克罗不产生废渣、废气、污水,无环境污染,较强的耐腐蚀性、耐热性、无氢脆性等特点外,更加突出了其耐酸、碱腐蚀、耐盐雾、附着力强、涂层硬度高等特性。
是一种水性环保、节能无铬体系。
尤其是具有高防腐,低膜厚的性能,使镁合金零件获得实用价值。
常州捷迈特表面工程技术有限公司,于2005年底成功研制出拥有自主产权的无铬达克罗涂料(又称交美特、GEOMET),交美特产品既延续了达克罗涂料的各种优越性能,又不含有六价铬和三价铬,是目前为止为数不多的符合欧盟2项环保要求的水性涂料。
该公司的无铬达克罗产品目前通过若干次试验和对工艺参数的调整,耐腐蚀盐雾试验达到750h以上,并顺利通过了SGS国际认证。
南京达克罗涂装技术有限公司采用德国爱卡铝片、爱卡锌片等全进口材料开发研制出了无铬达克罗。
哈尔滨工业大学的李宁等人发明了烧结式金属粉末涂料及以其制备金属陶瓷防腐涂层的方法,并己申请国家专利[45]。
它涉及一种环保型烧结式金属粉末涂料和以该金属粉末涂料制备金属陶瓷防腐涂层的工艺。
3无铬达克罗技术特点(l)防腐机理:无铬涂层的外观均呈亚光银灰色,光泽较有铬涂层略暗。
都是一种将超细锌鳞片和铝鳞片叠合包裹在特殊粘结剂中的无机涂层,故防腐机理和有铬涂层类似:物理屏障保护、电化学保护作用以及自修复作用[46]。
1)物理屏障保护:层层叠加的片状金属粉通过烧结过程中生成的复杂氧化物而紧密结合形成致密牢固的防护层[47,48],从而能很好的起到隔离腐蚀介质的作用,涂层具有很好的防渗透性,吸水率低,可以有效地阻挡水、氧、SO2、Cl-等腐蚀介质对基体过早的侵蚀[49,50]。
2)电化学保护作用:铁的电极电位为-0.44V,锌的为-0.7628V,铝的为-1.66V,这样涂层中的锌和铝可与基体铁形成原电池,他们将被优先腐蚀,再有,铝的电极电位较之锌的低,铝又可对锌的消耗起到抑制作用[51]。
另外,涂层的腐蚀电位约为-0.76V,且腐蚀电流很低,击穿电位约为-0.05V,被击穿的难度很大,其腐蚀电流密度约为0.17μA/cm,故涂层具有耐腐蚀的持久性非常强[52]。
3)自修复作用:当涂层受损,锌、铝的氧化物向损坏的涂层部位移动,修复涂层[53,54]。
(2)环境效益:无铬达克罗涂层均以水做溶剂,不使用有机溶剂,不含有毒的金属(如镍、铅、钡和汞)以及六价铬或三价铬,符合美国环保署、美国职业安全和健康行政部门的相应规范和世界各大汽车制造厂商的标准要求[55,56]。
(3)性能特点:无铬产品综合性能均很优异,但无铬涂层的中性盐雾试验稍逊于有铬涂层[57,58]。
(4)产品情况:从目前看,无铬锌铝涂层的成本要比锌铬涂层高许多,因此其价格很高,德国无铬涂液的德国产地价是40欧元/千克、交美特涂液的日本产地价为1750日圆/千克,由此估算它们在我国的销售价都应在250元人民币/千克以上。
4存在问题及发展前景无铬达克罗目前还有一些不及达克罗的方面,比如耐腐蚀性等,而且价格也比较贵[59]。
由于大部分无铬技术被国外封锁,我们还处在不断摸索和改进阶段[60,61]。
因此,要想使无铬达克罗技术更加完善,只有不断研究和认识达克罗,将达克罗中的铬酸用其他的代替品取代。
无铬涂层是一种更加环保的表面处理体系,它的发展前景是不可估量的。
我国现在正加强对电镀锌和热浸锌的改造,近几年内达克罗在我国仍然有发展空间。
但是从环保方面讲,在全球范围内用无铬达克罗代替达克罗的大方向是不会改变的[62]。