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成都碱性镀锌规格型号热镀锌镀层的形成机理热浸镀锌是一个冶金反应过程。从微观角度看,热浸镀锌过程是两个动态平衡:热平衡和锌铁交换平衡。当把钢铁工件浸入450℃左右的熔融锌液时,常温下的工件吸收锌液热量,达到200℃以上时,锌和铁的相互作用逐渐明显,锌渗入铁工件表面。随着工件温度逐渐接近锌液温度,工件表面形成含有不同锌铁比例的合金层,构成锌镀层的分层结构,随着时间延长,镀层中不同的合金层呈现不同的成长速率。从宏观角度看,上述过程表现为工件浸入锌液,锌液面出现沸腾,当锌铁反应逐渐平衡,锌液面逐渐平静。工件被提出锌液面,工件温度逐渐降低至200℃以下时,锌铁反应停止,热镀锌镀层形成,厚度确定。
热镀锌镀层厚度要求影响锌镀层厚度的因素主要有:基体金属成分、钢材的表面粗糙度、钢材中的活性元素硅和磷含量及分布状态、钢材的内应力、工件几何尺寸、热浸镀锌工艺。现行的国际和中国热镀锌标准都根据钢材厚度划分区段,锌镀层平局厚度以及局部厚度应达到相应厚度,以确定锌镀层的防腐蚀性能。钢材厚度不同的工件,达成热平衡和锌铁交换平衡所需的时间不同,形成的镀层厚度也不同。标准中的镀层平均厚度是基于上述镀锌机理的工业生产经验值,局部厚度是考虑到锌镀层厚度分布的不均匀性以及对镀层防腐蚀性要求所需要的经验值。因此,ISO标准、美国ASTM标准、日本JIS标准和中国标准在锌镀层厚度要求上略有不同,大同小异。
热镀锌镀层厚度的作用和影响热镀锌镀层的厚度决定了镀件的防腐蚀性能。详细讨论请参见附件中由美国热镀锌协会提供的相关数据。用户可以选择高于或低于标准的锌镀层厚度。对于表面光滑的3mm以下薄钢板,工业生产中得到较厚的镀层是困难的,另外,与钢材厚度不相称的锌镀层厚度会影响镀层与基材的结合力以及镀层外观质量。过厚的镀层会造成镀层外观粗糙,易剥落,镀件经不起搬运和安装过程中的碰撞。钢材中如果存在较多的活性元素硅和磷,工业生产中得到较薄的镀层也十分困难,这是由于钢中的硅含量影响锌铁间的合金层生长方式,会使ζ相锌铁合金层迅速生长并将ζ相推向镀层表面,致使镀层表面粗糙无光,形成附着力差的灰暗镀层。
因此,如上述讨论结果,镀锌层的生长存在不确定性,实际生产中要取得某一范围的镀层厚度常常是困难的,热镀锌标准中规定的厚度是大量实验后产生的经验值,照顾到了各种因素和要求,较为合理。
附件:热镀锌层服役寿命,美国热镀锌协会,见次页。
达克罗技术
首先达克罗不是镀的,他只是电镀的另一种形式而已,电镀的缺点,达克罗都没有。达克罗是采用电镀的原理,而用涂装的方式施工。达克罗的耐蚀性能要比电镀的耐蚀性强很多很多,而成本却比电镀的低,而且相对电镀来说,达克罗算是比较环保的。达克罗的定义,简言之就是烧结式锌铬涂层。
在20世纪70年代初期,美国人发明了一种特殊的表面处理新工艺(达克罗),即在被涂物件上形成锌铬膜的一种全新的防锈技术,它具有不产生氢脆、防蚀能力强、对环境污染少等一系列优点,从而引起了世人的注目。1976年前后,先后转让给美国的M.C.I公司、法国的DACRAL公司和日本的NDS公司。1990年我国由于汽车工业发展的需要,从日本引进了这种工艺,并作为一种比较清洁的生产方式而加以推广,直至今日达克罗工艺在我国已形成了一个崭新的产业。
达克罗(Dacromet)是是一种新型的金属表面保护工艺,国内又称为锌铬涂层,为达克罗涂层的生产和检测带来了方便。与传统的电镀锌相比,达克罗的耐腐蚀性能好,而且在涂覆全过程中无污染,成为符合环保要求的一项“绿色工程”。应用该技术可以使基体表面具有耐蚀、耐高温氧化、隔热和密封等性能。这一技术不仅在航空航天、石油化工、机械制造、公路、铁路、码头等领域得到了广泛的应用,而且已推广到电器行业中。
1 达克罗涂层的特点[1]
(1)生产过程无污染。达克罗涂覆生产过程中,工件在前处理时,仅生成少量的铁锈和粘附在工件表面的油污,整个生产是在一个封闭循环的工序中进行,达克罗涂液在固化时向外排放的主要是涂液中的水份,因此对外界无污染。
(2)极强的抗腐蚀性能。达克罗涂层的厚度一般情况下,一涂的厚度3~5μm,二涂二烘在6~10μm,根据统计,在标准盐雾试验下,达克罗涂层每100h消耗1μm,而电镀锌时涂层每10h即消耗1μm,因此达克罗涂层的抗盐雾侵蚀能力,在同等涂层厚度下,是电镀抗腐能力的7~10倍。做的好 的达克罗的涂层,耐盐雾侵蚀能力可达1000h以上。
(3)高渗透性。达克罗涂液是水溶性的涂液,所以它的渗透性非常好,在细微的空隙的中也能形成涂层,其深涂能力远优于电镀。与电镀相比,对于小孔的内壁,电镀时是很困难的,但达克罗涂覆时则能很好的涂覆上去。有人曾做过试验,,收紧的弹簧件经过达克罗处理后,放开后再作盐雾试验,其耐盐雾试验的时间仍可达到240h以上,说明达克罗涂液已渗入紧密结合的缝隙处.
(4)无氢脆。达克罗处理的一个特点是工件在前处理时不进行酸洗。氢脆是传统电镀锌工艺不能完全克服的弊端,由于达克罗工艺不对工件进行酸洗,就可以避免氢离子侵蚀钢铁基体,因此达克罗涂层特别适用于6~1000N/mm2的高强度螺栓和弹簧种类的工件的表面防腐保护。
(5)高附着性。达克罗的涂层经过高温烘烤后,在工件的表面形成了由锌、铝片及复合盐组成的涂层,它与钢铁基体有着良好的结合力,所以它的附着性相当的好。同时,这样形成的涂层表面,有利于各种涂料的再涂装。
(6)极好的耐热性。达克罗涂层是在300℃左右的温度条件下固化的形成的,因此它能长时间在高温条件下工作,其涂层的颜色不改变,耐热腐蚀性极好。
(7)较好的耐候性。达克罗在一定层厚下可以经受二氧化硫、酸雨、烟尘、粉尘的侵蚀。被用于市政工程中。经检测,其耐SO2试验可达3周,此外还具有一定耐化学药品的腐蚀性,在汽油、机油中耐蚀性较好。
(8)低摩擦性。在达克罗涂层中加入高分子材料,经适当处理工件的为摩擦系数0.06~0.12,经一 般处理为0.12~0.18,能满足工业的需要。
(9)涂层厚度易控制。一般达克罗涂层的厚度,二涂二烘可以控制在6~8μm之间,用于紧固件的表面防腐处理时,其配合精度可以符合6g/6H的精度,不会出现象热镀锌处理过的紧固件在操作中易破坏涂层的现象.(10)涂层硬度低。达克罗涂层本身的硬度仅有1~2H,再加上它较薄,达克罗涂层不适用于运动件或 在高耐磨的条件下使用。
由于达克罗涂层具有上述十大特点,所以适用于电器设备的金属表面涂覆。
达克罗技术是当今国际上新一代替代电镀锌和热镀锌的清洁生产技术,其涂层具有优良的耐蚀性、少污染、不用酸洗、不用漂洗、无氢脆、强耐候性、适合多种金属基体等优点,因而自本世纪70年代初发明以来,已在世界20多个国家取得专利,广泛应有于汽车、摩托车、电力、建筑、船舷、铁路、桥梁、家具以及高速公路护栏、城市路灯柱、军事工业等领域。武钢金属结构公司的魏计文先生,他在《武钢技术》第性0卷第5期上发表文章指出:达克罗技术是当今国际金属处理的高新技术,其涂层具有极好的抗腐蚀性,无氢脆,耐高热,整套工艺彩全过程闭路循环涂覆方式,具有全过程无污染排放特性,可代替电镀锌、电镀镉、热浸镀锌等传统工艺。
达克罗工艺流程与涂覆层的性能特点
一、达克罗工艺流程:
基材、脱脂、除锈、涂覆、预热、固化、冷却
注:可重复以上涂覆和固化工艺
1、脱脂:带有油脂的工件表面必须进行脱脂,方法一般有三种:有机溶剂脱脂、水基脱脂剂脱脂、高温炭化脱脂。脱脂是否彻底有效,将直接影响涂层的附着力及耐腐蚀性。
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序,此工序用机械方法,避免酸洗,以防氢脆,且酸洗除锈,因酸洗影响达克罗涂层的耐蚀性。
3、涂覆:经过除油除锈的清洁工件必须尽快通过浸涂\喷涂\刷涂的方式进行表面涂覆。工件涂覆加工时,涂液的比重、ph、粘度、cr6+含量、涂液的温度及流动状况等将直接影响工件的涂覆效果,影响涂层的各项性能。所以涂覆过程中要调整好温度、溶液指标以及浸涂中离心机转速三者之间的关系。
4、预烘:达克罗湿膜的工件必须尽快在120±20℃的温度下,预烘10-15分钟(根据工件吸热量定),使涂液水份蒸发,流平均匀。
5、烧结:预烘后的工件必须在300℃左右的高温下烧结,烧结时间20-40分钟(根据工件的吸热量定),也可适当提高温度来缩短烧结时间。
6、冷却:工件烧结后,必须经过冷却系统充分冷却后进行后继处理或成品检验。
二、 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,锌、铝片的屏蔽效应以及铬酸盐的自我修复作用使得达克罗涂层具有很高的耐蚀性,达克罗涂层中性盐雾试验时,需要100小时左右才能腐蚀掉涂层1um,比传统的镀锌处理耐腐蚀性提高7-10倍,中性盐雾试验时间可长达1000小时以上(厚度8um以上的涂层),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,且铝\锌片的熔 点较高,所以涂层高温耐蚀性极好。达克罗涂层耐热温度可达300℃,在250℃下连续长期使用,其耐蚀性能几乎不受影响,而电镀锌层表面钝化膜在70℃左右开始被破坏,耐蚀能力急剧下降。
③ 无氢脆性。达克罗技术处理过程中无酸洗\电沉积\电解除油等工序,也就没有电镀锌过程导致析氢的电化学反应,所以不会使材质产生氢脆。因此特别适合于处理弹性零件和高强度的工件。
④良好的可再涂性。达克罗涂层外观为银灰色与基材、各种涂料均有良好的结合力,可作为面层使用,也可作为各种涂料的底层使用,在美、日汽车生产中常用作涂料底层取代有污染的磷化处理,同时大大提高整体的耐蚀性能.
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,不产生任何电化学腐蚀,所以相对抑制了zn消耗,同时也抑制了al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,形成防锈涂层。如果使用电镀锌的方法,由于屏蔽作用,管状部件的内面几乎电镀不上。但是,因为达克罗处理是采用涂覆方式,具有很好的渗透性,所以可以应用它来提高内外面的防锈能力。例如紧紧卷着的弹簧经过达克罗处理后,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。
⑦污染小。电镀锌时存在含有锌、碱、铬酸等的污水排放问题,会造成较大的污染,热浸锌时温度较高,释放的锌蒸汽和HCl对人体健康危害较大,目前大多数的热浸锌生产都必须远离城市和农村的地方进行。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过程,在烘烤过程中挥发的物质主要是水,不含有其它规定控制的有害物质,对环境污染小。
特氟龙喷涂
特氟龙高性能特种涂料是以聚四氟乙烯为基体树脂的氟涂料,英文名称为Teflon,因为发音的缘故,通常又被称之为铁氟龙、铁富龙、特富龙、特氟隆等等(皆为Teflon 的译音)。特氟龙(铁氟龙)涂料是一种的高性能涂料,结合了耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性,具有其他涂料无法抗衡的综合优势,它应用的灵活性使得它能用于几乎所有形状和大小的产品上。 特氟龙分为PTFE、FEP、PFA、ETFE几种基本类型:
·特氟龙PTFE:PTFE(聚四氟乙烯)不粘涂料可以在260℃连续使用,具有使用温度290-300℃,极低的摩擦系数、良好的耐磨性以及极好的化学稳定性。
·特氟龙FEP:FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)不粘涂料在烘烤时熔融流动形成无孔薄膜,具有卓越的化学稳定性、极好的不粘特性,使用温度为200℃。
·特氟龙PFA:PFA(过氟烷基化物)不粘涂料与FEP一样在烘烤时熔融流动形成无孔薄膜。PFA的优点是具有更高的连续使用温度260℃,更强的刚韧度,特别适合使用在高温条件下防粘和耐化学性使用领域。
·特氟龙ETFE:ETFE是一种乙烯和四氟乙烯的共聚物,该树脂是 坚韧的氟聚合物,可以形成一层高度耐用的涂层,具有卓越的耐化学性,并可在150℃下连续工作。
经过特氟龙涂装后,具有以下特性:
1、不粘性:几乎所有物质都不与特氟龙涂膜粘合。很薄的膜也显示出很好的不粘附性能。
2、耐热性:特氟龙涂膜具有优良的耐热和耐低温特性。短时间可耐高温到300℃,一般在240℃~260℃之间可连续使用,具有显著的热稳定性,它可以在冷冻温度下工作而不脆化,在高温下不融化。
3、滑动性:特氟龙涂膜有较低的摩擦系数。负载滑动时摩擦系数产生变化,但数值仅在0.05-0.15之间。
4、抗湿性:特氟龙涂膜表面不沾水和油质,生产操作时也不易沾溶液,如粘有少量污垢,简单擦拭即可清除。停机时间短,节省工时并能提高工作效率。
5、耐磨损性:在高负载下,具有优良的耐磨性能。在一定的负载下,具备耐磨损和不粘附的双重优点。
6、耐腐蚀性:特氟龙几乎不受药品侵蚀,可以保护零件免于遭受任何种类的化学腐蚀。
分散体涂层
概述
分散体涂层的加工方法是使涂层材料均匀的分布在溶剂中形成分散液(固态物质混在液体中)的一种湿法加工。这种混合物被高压空气雾化并喷涂于工件表面。
加工步骤:分散体涂层的加工步骤分为以下几步:
工件的制备---(湿法)分散体涂层喷涂---干燥---烧结
工件的制备:为了使工件表层获得足够的表面附着力,必须首先除去待涂表面的全部油脂。我们使用有机溶剂溶解油脂并加温至约400°C 使其完全挥发。下一步,采用喷砂处理的机械方式清洁工件并使其表面毛糙。可以通过应用粘接助剂(底漆)的方式来改善涂层同工件表层的结合能力。
(湿法)分散体涂层喷涂:喷涂涂层材料须均匀一致。涂层厚度取决于采用的涂层体系;涂层厚度的变化可能从几个微米到200微米(0.2毫米)不等。
干燥:在烘炉中将湿的涂层加热,温度控制在100°C以下,直至大部分的溶剂已蒸发。
烧结:烧结这一步骤,乃是将工件加热至一个较高的温度,直至一个不可逆的反应发生:涂层材料熔融,同粘接助剂形成网状结构。
粉体涂层
概述
粉体涂层加工的方法是一种干式加工,在此所使用的涂层材料为极其细小的固体颗粒形态。采用这种涂层方法,就避免了使用溶剂,以及随后涂层附着时发生的发散现象。
加工:采用恰当的方法使微粉状涂层颗粒附着在工件上。随后,涂覆的微粉在烘炉中熔融。
涂层步骤:粉体涂层加工步骤程序上分为以下几步 :
工件的制备---粉体喷涂---粉料熔融
工件的制备:为了使工件表层获得足够的表面附着力,必须首先除去待涂表面的全部油脂。我们使用有机溶剂溶解油脂并加温至约400°C 使其完全挥发。下一步,采用喷砂处理的机械方式清洁工件并使其表面毛糙。可以通过应用粘接助剂(底漆)的方式来改善涂层同工件表层的结合能力。
粉体喷涂:粉状微粒由压缩空气从捕集器中吹出,在其通往喷枪喷嘴的途中,有一段带静电的区域。由于微粒带同种电荷,它们在其飞行路线上互相排斥,并形成了均匀一致的云状喷雾。待喷涂的工件接地,借此,喷枪和工件之间形成了一个带静电的区域。粉状微粒受工件吸引,并附着于其上。
粉料熔融:在涂层技术中,高温喷涂和低温喷涂有原则性的不同。如采用高温喷涂,基材的温度要高于粉体材料的熔融温度,粉状微粒覆于其上。这样微粉在喷涂的过程中就已熔融。
低温喷涂这种加工方法则是基材温度低于粉体材料的熔融温度。随后在烘炉中进行熔融。
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