導(dǎo)航欄目

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上圖，為大眾某輛車(chē)上緊固件的用量和各種表面保護(hù)的占比，鋅鋁涂覆以其優(yōu)異的防腐性能和無(wú)氫脆的特點(diǎn)占據(jù)了40%的比例。

1 鋅鋁涂覆介紹

鋅鋁涂覆，通常稱(chēng)為“達(dá)克羅”，是一種以多層超細(xì)片狀鋅、鋁和無(wú)機(jī)鹽為主要構(gòu)成，經(jīng)一定溫度和時(shí)間烘烤反應(yīng)固化防腐蝕涂層技術(shù)。
目前，世面的鋅鋁涂覆主要有黑色和銀灰色兩種。

2 鋅鋁涂覆的發(fā)展歷史

世紀(jì)60 年代后期，汽車(chē)工業(yè)發(fā)展迅速，由于冬天為疏通道路用鹽融雪，使大量汽車(chē)底盤(pán)發(fā)生銹蝕，導(dǎo)致交通事故頻繁發(fā)生。
為此，科研人員以防鹽水、鹽霧腐蝕為目標(biāo)進(jìn)行了大量研究。其中，1973 年美國(guó)Diamond Shamrock 公司申請(qǐng)了由金屬粉和鉻酸、表面活性劑、pH 調(diào)節(jié)劑、分散劑和還原劑等組成的涂料專(zhuān)利。
1976 年, 該公司把這項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了法國(guó)的DACRO公司和日本的NDS公司。我國(guó)也于1993 年從日本NDS公司引進(jìn)該技術(shù)，由于其具有諸多傳統(tǒng)電鍍無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)而迅速得到推廣。
這些年，隨著世界各國(guó)的VOC 法規(guī)和汽車(chē)行業(yè)規(guī)定的環(huán)保要求的提高，逐漸開(kāi)始研發(fā)生產(chǎn)無(wú)鉻鋅鋁涂層并且被汽車(chē)制造行業(yè)普遍認(rèn)可和接受。
目前世界上許多汽車(chē)公司如德國(guó)的大眾，美國(guó)的通用、福特、戴姆勒—克萊斯勒，韓國(guó)的現(xiàn)代以及日本的豐田、日產(chǎn)、本田、三菱等均已采用達(dá)克羅技術(shù)，并明確指定某些零件只能使用達(dá)克羅涂層防腐。

3 鋅鋁涂覆在緊固件上的應(yīng)用

汽車(chē)緊固件設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)采用鋅鋁涂覆技術(shù)進(jìn)行防腐,且某些高強(qiáng)度緊固件規(guī)定只能使用鋅鋁涂層防腐。
鋅鋁涂層應(yīng)用，在緊固件上有很多優(yōu)點(diǎn)有：

· 良好的耐腐蝕性能，

· 耐化學(xué)穩(wěn)定性和耐溫性能，

· 無(wú)氫脆問(wèn)題，

· 無(wú)需另作去氫熱處理，

· 環(huán)境友好等。

4 鋅鋁涂覆防腐原理

鋅鋁涂層的外觀，一般呈亞光銀灰色和黑色，是一種將超細(xì)鋅鱗片和鋁鱗片疊合包裹在特殊粘結(jié)劑中的無(wú)機(jī)涂層。

(1)  物理屏蔽：在涂料成膜過(guò)程中，表面張力相對(duì)低的物質(zhì)會(huì)向涂料表面運(yùn)動(dòng)，片狀鋅粉和鋁粉會(huì)漂浮并與表面平行取向，排列形成層層相疊的狀態(tài)，并且其間有非晶態(tài)粘結(jié)劑填充。這樣的結(jié)構(gòu)形成多層幾乎連續(xù)的屏障，有效地阻止了腐蝕介質(zhì)到達(dá)基體，顯著提高涂層的防腐能力。

(2)  陰極保護(hù)：由于鋅鋁電位比鐵負(fù)，鋅鋁和鋼鐵基體之間存在電極電位差可作為陰陽(yáng)極形成內(nèi)部電池，片狀鋅、鋁片會(huì)作為犧牲陽(yáng)極為鋼鐵基體提供陰極保護(hù)而首先被腐蝕掉，從而保護(hù)了基體鋼材。
(3) 鈍化作用：涂層中的鈍化劑能在金屬表面形成致密的氧化膜，使金屬表面鈍化，使鋅和基體的腐蝕速度大大降低。
(4) 自我修復(fù)：當(dāng)涂層因外力劃傷受損時(shí)，一方面可能有殘留的鈍化劑把裸露的鋅鋁表面氧化形成鈍化膜；另一方面，附近的片狀鋅可能與腐蝕介質(zhì)反應(yīng)形成不溶性的鋅鹽如氧化物、氫氧化物和碳酸鹽等，這些物質(zhì)會(huì)填充細(xì)小的涂層損失并且作為一種腐蝕抑制劑而存在，從而阻止涂層的進(jìn)一步破壞。

5 涂覆工藝過(guò)程

鋅鋁涂覆的工藝主要包括：零件前處理，涂覆和固化。
對(duì)于汽車(chē)零件，用途和工作環(huán)境不同，防腐要求也不同，因此涂覆方式、烘涂次數(shù)等也應(yīng)有所區(qū)別。
達(dá)克羅涂層的主要涂覆方式有三種：

· 浸漬－甩干

· 靜電噴涂

· 浸漬—瀝干

目前最常用的是，浸漬—甩干涂覆方式。

(1)  零件前處理：一般有化學(xué)清理和機(jī)械清理堿清洗油脂即堿性水溶液浸或噴淋清洗零件表面油脂。機(jī)械清理是在清洗表面油脂后，清除零件表面熱處理鱗皮和紅銹，主要的方法為拋丸。
(2) 涂覆：小零件的涂覆采用浸涂-旋轉(zhuǎn)離心方法。大零件的涂覆采用浸漬—瀝干或噴涂方法。可采用空氣噴涂或靜電噴涂。
(3) 固化：一般現(xiàn)在較低的溫度下烘烤預(yù)固化使涂料形成涂層，形成好的附著和平整度。然后在較高的溫度下烘烤完全反應(yīng)固化。

6 大眾銀色鋅鋁涂覆的類(lèi)型及標(biāo)準(zhǔn)TL245要求

鋅鋁涂覆層，適用于在高腐蝕負(fù)荷下的重度防腐。
由于涂層結(jié)構(gòu)的原因，鋅片涂覆層能用于如發(fā)動(dòng)機(jī)部件的高溫環(huán)境。
由于這種涂覆工藝不會(huì)導(dǎo)致氫脆的風(fēng)險(xiǎn)，涂覆層適用于抗拉強(qiáng)度>1000MPa 或者表面硬度>320HV的高硬度和高強(qiáng)度鋼制件，
下面，以最常用的緊固件表面保護(hù)類(lèi)型Ofl-t647說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)要求：
(1) 外觀：保護(hù)層必須不能有會(huì)影響防腐性能和/或功能的空洞，裂紋，損傷或者其他缺陷。
(2) 涂層厚度：涂層厚度獨(dú)立測(cè)量結(jié)果可在6μm到20μm之間變化，平均最小涂層厚度為8μm。

(3) 附著強(qiáng)度：如果零件尺寸允許，先根據(jù)DIN EN ISO 9227 進(jìn)行劃線，然后用粘附強(qiáng)度為(10 ± 1) N 每25mm 寬度的膠帶粘附，用手緊壓于試件表面，然后相對(duì)表面垂直的快速剝離。涂層必須不能有大面積剝落。
(4)鹽霧試驗(yàn)：

· 600 小時(shí)試驗(yàn)后無(wú)基體金屬腐蝕。

· 在+180℃熱存放（在高溫/循環(huán)空氣下烘烤）96 小時(shí)后，480 小時(shí)試驗(yàn)時(shí)間后無(wú)基體金屬腐蝕。

(5)冷凝水實(shí)驗(yàn)：一般只針對(duì)新涂層系統(tǒng)認(rèn)可，常用的涂層在TL245附錄。在涂覆試板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。720 小時(shí)的試驗(yàn)時(shí)間后，表面基體金屬無(wú)腐蝕；允許劃線處基體金屬腐蝕，但不能有腐蝕擴(kuò)展。
(6)摩擦系數(shù)實(shí)驗(yàn)：Ofl-t647一般帶有潤(rùn)滑，需要滿足摩擦系數(shù)要求。大眾的摩擦系數(shù)要求是10個(gè)零件頭部、牙部、總的摩擦系數(shù)均要在0.08-0.16的范圍。

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