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交美特—取代達克羅的表麵處理新技術

發布時間:2017-05-19

隨著物質文明的不斷進步,人們對生存環境的質量要求越來越高。保護和改善生態環境,實現經濟社會的可持續發展,已經成為大多數國家擬定新世紀發展戰略的重要價值取向。19996月,歐洲通過一項有關報廢汽車及其配件的監管條例。此項名為“End of Life Vehicle Directive (EOLVD)的法規,將於2006年正式生效。條例的4.26.3條限製使用有害的物質如鉛、汞、鎘及六價鉻,規定每輛汽車的鉻(Cr6+)含量不超過2ke。zhexiangtiaolidechutai,duiqichelingbujiandebiaomianchulitichulegenggaodehuanbaoyaoqiu,shidemuqianzaiqichezhizaoxingyedaliangcaiyongdedakeluotucengjishumianlinyanjundetiaozhan。

關於達克羅(Dacromet

   Dacromet
起源於20世紀60年代末的美國,當時被譽為世界表麵處理行業具有劃時代意義的革命性產物。Dacromet塗層以其高抗蝕、無氫脆、塗層薄的特點著稱於世,廣泛應用於汽車、建築、鐵路、電力、橋梁、隧道、電器、軍工等許多行業。十年前,該技術在中國表麵處理界還鮮為人知。1993年2月,航空工業部南京宏光空降裝備廠首家從日本NDS公司將Dacromet引進中國,並於1995年在《材料保護》上以“達克羅”dezhongwenyimingxiangdalutongxingzuolequanmianjieshao。congci,dakeluojishukaishizhujianbeirenmensuolejie,zhongguobiaomianchuligongzuozheyezheshouduitajinxingleduojiaoduduocengcidetansuoheyanjiu。1996年國家機械工業部將達克羅列為清潔生產重點資助開發項目,1999niandakeluobeiguojiahuanbaozongjulieweiguojiazhongdianhuanbaoshiyongjishu,rujintayijingchengweigedidiandutuzhuangxingyetuijiederedian。youyudakeluotucengtuchudekangshixingneng,zaijiashangtazaituzhuangguochengzhongduihuanjingdewuranjiaoshao,yinerzaibudao10年的時間內取得了長足發展。現在,達克羅塗裝生產線設備和達克羅塗料以及製造塗料所必需的超微片狀鋅、鋁材料已經實現國產化,並基本達到國外上世紀九十年代前期水平。目前,中國正在運行的達克羅塗裝生產線已經超過70條(僅江浙滬地區就達到了30條之多),年消耗達克羅塗料近400噸。關於達克羅的國家標準GB/T 18684-2002《鋅鉻塗層技術條件》也於2002年由國家質量監督檢驗檢疫總局正式頒布實施,並將達克羅塗層正式定名為“鋅鉻塗層”。

   
達 keluobiaomianchulishiyigewanquanbihedeguocheng,congqianchulidaozuihoudechengmo,meiyoushuipiaoxigongxu,henshaoxiangwaijiepaifanghanyouhaiwuzhidefeishui。hongkaoshidepaichuwuzhuyaoshishuizhengqi,jibenshangbuhanyouhaiwuzhi。yinci,yongdakeluotidaidianduxinherejinduxin,queshikeyijianqingchuantongbiaomianchulichanshengdeyanzhonghuanjingwuran。danshi,congyangeyiyishanglaishuo,dakeluohaibushiwanquande“綠色產品”, 不能簡單地將其冠名為“綠色電鍍”。這主要是因為在達克羅處理液中還含有約2%Cr6+Cr6+是shi眾zhong所suo周zhou知zhi的de有you害hai物wu質zhi,毒du性xing強qiang且qie有you致zhi癌ai作zuo用yong,會hui對dui人ren類lei生sheng存cun環huan境jing造zao成cheng嚴yan重zhong汙wu染ran,因yin此ci鉻ge的de使shi用yong已yi經jing受shou到dao越yue來lai越yue嚴yan格ge的de限xian製zhi。盡jin管guan達da克ke羅luo塗tu料liao中zhong絕jue大da部bu分fen的deCr6+在烘烤成膜的過程中通過反應轉化成了Cr3+,但仍有很少量的鉻以可溶性六價鉻的形式保留在達克羅塗層中。在正常情況下,它的溶出量應該不大於3μg/cm2,但即使是這個數量也同鍍鋅鈍化層一樣超過了0.6μg/cm2zheyiyinqiguomindexiandu。ruguotuliaozhiliangdiliehuoshigongyiguochengshikong,zetucengzhongkerongxingliujiagedelianghuidadazengjia,zaochengdehouguoxiangdangyanzhong。weilejiejuezheyiwenti,faguodeDacral公司調整了達克羅塗料液的材料,於10年前推出了名為Dacromet LC的低鉻達克羅。它在不改變原有烘烤條件的情況下使六價鉻盡可能全部在反應中被還原,其膜層中Cr6+的含量降為0.03μg/cm2。中國有些達克羅塗料生產企業也采取了用鉬或鈦的化合物替代部分鉻酸以降低Cr6+含量的措施。不過,盡管如此也難以應對越來越高的環保要求。在這種情況下,經曆了一個從量變到質變的過程後,被人們稱之為“無鉻達克羅”的交美特終於問世。

關於交美特(Geomet

   Geomet
是美國MCI公司為滿足政府VOC法規和汽車行業規定的環保要求而開發出的表麵處理新技術,這項技術通過其達克羅姊妹公司即日本的NDS、法國Dacral和巴西的MCBI公司共同推向全球市場。不含鉻的交美特塗層作為達克羅塗層的更新換代產品已經首先被汽車製造行業普遍認可和接受。

   
防腐蝕途徑

   
交jiao美mei特te塗tu層ceng的de外wai觀guan呈cheng亞ya光guang銀yin灰hui色se,光guang澤ze較jiao達da克ke羅luo塗tu層ceng略lve暗an,是shi一yi種zhong將jiang超chao細xi鋅xin鱗lin片pian和he鋁lv鱗lin片pian疊die合he包bao裹guo在zai特te殊shu粘zhan結jie劑ji中zhong的de無wu機ji塗tu層ceng。交jiao美mei特te塗tu層ceng從cong四si個ge方fang麵mian對dui鋼gang鐵tie基ji體ti提ti供gong保bao護hu作zuo用yong:

(1)
屏障保護:經過處理的層層疊合的鋅鱗片和鋁鱗片在鋼鐵基體和腐蝕介質之間提供了一道優良的屏障,阻礙了腐蝕介質和去極化劑到達基體;

(2)
電化學作用:鋅層作為犧牲陽極被腐蝕以保護鋼鐵基體;

(3)
鈍化作用:由於鈍化而產生的金屬氧化物減慢了鋅及鋼鐵的腐蝕反應速度;

(4)
自修複作用:當塗層受損時,鋅的氧化物和碳酸鹽向塗層被損壞的區域移動,積極地修複塗層,恢複保護屏障。

環境效益

 
交美特所采用的塗料是符合美國VOC法規的水性塗料,塗料中不使用危險的溶劑,不含有毒的金屬(如鎳、鉛、鋇和汞)。交美特與鉻完全不沾邊,在其塗料和塗層中均不含有任何的鉻,既沒有六價鉻也沒有三價鉻。所以,交美特完全符合美國環保署(EPA)、美國職業安全和健康行政部門(OSHA)的相應規範和世界各大汽車製造廠商的標準要求,在表麵處理過程中不折不扣地實現了清潔生產,是一種真正意義上的環保實用技術。

   性能特點

(1)塗層薄:交美特塗層的厚度通常為8-10微米,帶有封閉層的(如GEOMET L),其厚度為10-14微米;

(2)無氫脆:塗覆過程不采用酸洗,不涉及電化學過程,避免了氫脆的產生;

(3)抗雙金屬腐蝕:大多數鋅層當與鋁或鋼緊密配合時會產生典型的雙金屬微電池,而交美特塗層中的鋁鱗片能夠消除上述現象的發生;

(4)耐有機溶劑:作為一種無機塗層,它的本性導致它能夠耐受有機溶劑;

(5)耐熱性:在550°F288)下加熱3小時後仍保持其原有的抗腐蝕性能;

(6)導電性:塗層中疊合在一起的金屬鋅、鋁薄片允許電流通過並傳導到基體;

(7)耐腐蝕:對於羅紋零件來說,8-10微米的交美特塗層可以承受720小時鹽霧試驗不出現紅鏽;而對於非羅紋緊固則可達800小時。單純的交美特塗層的耐鹽霧腐蝕性能稍遜於達克羅塗層,但在仿真真實自然環境的循環腐蝕試驗中的表現與達克羅不相上下。

   通用的塗覆加工程序

   
交美特與達克羅在塗覆生產線設備上是通用的。在對零件進行前處理以後,交美特同達克羅一樣,采用常規的浸漬-離心、噴塗或浸漬-瀝液-離心的塗覆工藝,通過調整塗覆過程的工藝參數可以得到不同的塗層厚度。經塗覆後的零件在525°600°F(274°316,此為金屬零件溫度峰值)下烘烤15分鍾形成交美特膜層。其固化溫度範圍較寬,這是由塗料的化學性質決定的。        烘烤方式的革新

   
交美特在成膜時對烘烤方式進行了革新,采用了一些與達克羅不同的工藝方法和設備。新的烘烤方式有以下兩種:

(1)浸漬-離心後零件的烘烤:第一遍塗覆後的零件在350°450°F177°232,指金屬零件的溫度)下加熱15分鍾得到塗層;然後進行第二遍塗覆,並在525°600°F274°316,此為金屬零件溫度峰值)下烘烤15分鍾,對兩遍塗覆層一並進行最終的處理。

(2)噴塗後零件的感應加熱:對噴塗後的零件進行感應加熱可以很快地達到525°600°F274°316)的溫度。這種烘烤方式是快速,高效和緊湊的,因為零件的處理過程在極短時間內即可完成。

 

       封閉層

   
封(feng)閉(bi)層(ceng)是(shi)為(wei)完(wan)善(shan)交(jiao)美(mei)特(te)塗(tu)層(ceng)的(de)性(xing)能(neng),滿(man)足(zu)各(ge)種(zhong)工(gong)業(ye)標(biao)準(zhun)多(duo)方(fang)麵(mian)的(de)要(yao)求(qiu)而(er)開(kai)發(fa)出(chu)來(lai)的(de)。交(jiao)美(mei)特(te)塗(tu)層(ceng)與(yu)封(feng)閉(bi)層(ceng)配(pei)套(tao)使(shi)用(yong)後(hou),進(jin)一(yi)部(bu)提(ti)高(gao)了(le)原(yuan)有(you)的(de)性(xing)能(neng)並(bing)擴(kuo)展(zhan)了(le)其(qi)功(gong)能(neng)。封(feng)閉(bi)層(ceng)是(shi)交(jiao)美(mei)特(te)表(biao)麵(mian)處(chu)理(li)體(ti)係(xi)的(de)組(zu)成(cheng)部(bu)分(fen),它(ta)作(zuo)為(wei)麵(mian)層(ceng)塗(tu)覆(fu)在(zai)交(jiao)美(mei)特(te)塗(tu)層(ceng)上(shang),具(ju)有(you)以(yi)下(xia)作(zuo)用(yong):

(1)
減摩:不同的封閉層可以得到不同的減摩效果,最低可將塗層的摩擦係數降到0.1以下;

(2)
提高耐腐蝕能力;

(3)
提高抗雙金屬腐蝕能力;

(4)
提高對有機溶劑、汽油和刹車液的耐受能力;

(5)
良好的耐熱性;

       
係列化的塗層體係

   
交美特塗層已經發展成為能夠滿足工程上對耐蝕、減jian摩mo以yi及ji其qi它ta功gong能neng需xu求qiu的de係xi列lie化hua的de塗tu層ceng體ti係xi,具ju備bei了le全quan麵mian取qu代dai達da克ke羅luo塗tu層ceng的de能neng力li。通tong過guo以yi上shang表biao格ge中zhong的de數shu據ju可ke以yi具ju體ti了le解jie各ge種zhong交jiao美mei特te塗tu層ceng的de性xing能neng及ji其qi適shi用yong範fan圍wei。

     
發展與展望

   
交美特(Geomet)的英文前綴“geo-是“地球”、“土地”的意思,這個名稱的環保含意不言而喻。交美特不是簡單的“無鉻達克羅”,而是一種全新的表麵處理體係。作為達克羅的更新換代產品,交美特繼承了達克羅高抗蝕、無氫脆、塗層薄的特點,同時徹底摒棄了有害的Cr6+,shixianlezhenzhengdeqingjieshengchan。jinguanjiaomeitedetufujiagongchengbenmuqianhaibijiaogao,dantadejudadefazhanqianjingshikeyiyuqide。dakeluodangnianshiyingqichedefangshiyaoqiuerdansheng,bingtongguoqichexingye chenggongdizouxiangshijiede。jiaomeitejintianhaishixunzhezhetiaoguijixingjin,keweishiqingcheshulu。youyuzhongguodaliangdedianduxinherejinduxinqiyehaiyoudaigaizao,yincizaizuijinruoganniannei,dakeluozaizhongguorengranyouzheyidingdefazhankongjian,danshidakeluobeijiaomeitequdaidedaqushishiwufagaibiande,weilaiwuyishishuyujiaomeitede。