弹性零件和紧固件的腐蚀防护达克罗涂层
哈尔滨工业大学(150001)陈玲　李平　李宁　吴林　周德瑞

达克罗技术及其发展
　　达克罗涂层,也称锌铬膜[1]、锌-铬水系涂层[2]、锌基烧结涂层[3]和热固型铬酸盐转化涂层[4]等,是为钢铁基体提供牺牲阳极性保护的涂层,其结构由均匀分散的片状锌粉和少量铝粉由铬的化合物粘结在一起而构成,其制备方法是涂覆以后经300℃固化形成涂层。该技术70年代初产生于美国。70年代末至80年代,达克罗技术在美国、日本及欧洲得到迅速发展。到了90年代,在世界范围内以10%以上的增长速率发展着。
在我国直到90年代,达克罗技术才崭露头角。南京宏光空降设备厂和上海汽车空调机厂引进了达克罗生产线,国内各大汽车公司虽已考虑并谈判有关生产线的建设问题,但到目前为止尚未成功。达克罗技术已在汽车工业中得到了广泛应用,并在金属零件防腐蚀处理市场中确立了牢固的位置,其应用已扩展到农机、家电、建筑、军事、船舶、铁路、电力、桥梁、矿井等领域,并仍在扩展。这是因为达克罗涂层耐蚀性强,能满足苛刻的工业环境要求;处理液渗透性强,复杂形状零件也能全面涂覆;耐热性使其可用于要求中温耐蚀的场合;涂装性好;耐碎石屑、耐紫外线照射、耐候、耐汽油和刹车制动液等。除此之外,环境污染少也是达克罗技术得以广泛应用的重要因素。

达克罗涂层性能
　　达克罗涂层应用于弹性零件和紧固件,除上述性能外,还有两项重要性能起决定性作用,即无氢脆和润滑性。
1.无氢脆
弹簧钢零件和高强钢零件经酸洗和电镀等表面处理时,因析氢而增加了氢脆破坏的危险性。热处理驱氢不是百分之百有效,一旦发生氢脆,即使延长加热时间,也很难驱氢。而达克罗技术在施工中无电解过程,无析氢的电化学反应,前处理如采用喷丸法除锈能保证无氢脆。表1为软管夹脆性检验试验对比结果。

2.润滑性
Dacromet320涂层的摩擦系数为0.24±0.04,分布比其他镀层(0.15～0.3或更宽)要窄[6],然而对于汽车螺栓装配等场合,这样的性能仍不能够令人满意。
Dacral.S.A公司与螺栓生产厂合作,探索提高达克罗涂层润滑性的方法。在Dacromet 320涂层中引入干润滑剂PTFE得到Dacromet500涂层,在不影响耐蚀性的同时使摩擦系数降低至0.14±
0.01[6],分布更窄。紧固时无须再加入润滑剂就能保证转矩/应力关系得到良好控制。比较情况见表2。


达克罗涂层与镀镉层的比较
　　Dr.Phil.H.Simon提出了25种可能取代镉层的体系,其中包括Dacromet320和Dacromet500,通过考察耐蚀性、涂层厚度均匀性和摩擦性能来选取佳取代层,比较标准是镀Cd黄色铬酸盐钝化层。其中有10种体系在盐雾试验中(100h)因达不到要求而被淘汰。在后选出的两种体系中,Dacromet500是其中之一[8]。
另一种改善达克罗涂层摩擦行为的方法是,向Dacromet320涂层的封闭液中加入摩擦调节剂,得到润滑性的表面,如PLUS L封闭液就含有摩擦调节剂[9]。

1995年,克莱斯勒公司成立专门小组,选择可长期使用的技术代替紧固件镀镉层。他们对17种体系通过加速试验和半年到一年的现场试验并加以评价后,综合考察所有因素,确定Dacromet320/PLUSL涂层为紧固件上镀镉层的佳替代品[9,10]。克莱斯勒公司用其取代了87%的对紧固负载敏感的紧固件镀镉层,并扩展到用于紧固负载和扭矩之间关系稳定,同时又要求提高耐蚀性的紧固件上。
达克罗涂层已经在许多场合中取代了严重危害环境与健康的镀镉层。