任 清 刘书强 连海根 姜 婕
(河南焦作258厂,河南焦作,454100)
1 前言
银灰色达克罗是表面处理的高新技术。我国于上世纪90年代引进达克罗技术,得到越来越多国人的认可,达克罗的应用也越来越广。为了满足市场黑色、消光零件的要求,如光学零件、隐身零件、电子产品连接件等,这就需要黑色达克罗。使产品既保持黑色外观,又在防腐性能上有所提高。目前,黑色达克罗涂层有两种工艺方式:一种是在银灰色达克罗的基础上,涂覆一种黑色涂料,简称外涂法。此种方法的缺点是喷涂或浸涂,易造成厚薄不均匀,易流挂或堆积,不适用精密、装饰的零件。另一种方式是日、德、美等国所采用的黑色达克罗涂液,简称自发式。直接产生黑灰色或哑光黑色达克罗。国内还未见有自发式的相关报道。
2 外涂法黑色达克罗
2.1 实验设备
达克罗生产线、高速分散机、电烘箱(0 -250)oc、喷枪、不锈钢电解槽、KGDS-100/110硅整流器、盐雾试验箱、湿热试验设备。
2.2 工艺流程
超声波除油→抛丸或喷砂→银色达克罗处理→浸去离子水→电化学黑色氟化处理→淋洗→浸乙醇→干燥→检验。
2.3 实验结果
(1)外观
均匀的黑色、涂层结构细腻光滑。
(2)附着力
按照GB/T9286-19985色漆和清漆漆膜的划格试验6,划格后以胶纸进行粘剥试验。方格中的膜层不脱落。
(3)耐湿热性能
采用达克罗两涂两烘、氟化处理30s-60s的工艺方法,依照GJB150.9-19865军用设备环境试验方法湿热试验6,经过500h的连续试验,无红锈。
(4)耐盐雾性能
依据GJB150.11-19865军用设备环境试验方法盐雾试验6,经过264h(11天)的盐雾试验,没有出现大面积的红锈现象。按GB6461标准对样件进行评级,达到7-9级。防腐效果较好。
(5)硬度
铅笔硬度达到2H。
(6)耐人造海水性能
人造海水溶液组成如下:
氯化钠 24.72g/L, 氯化钾 0.67g/L,氯化钙 1.36g/L,氯化镁 4.66g/L,硫酸镁 6.29g/L,碳酸氢钠 0.18g/L。在室温条件下,将样品浸泡在人造海水中。经过500h以上的试验,没有出现明显的红锈。
(7)涂层厚度
采用数显测厚仪进行测试,厚度见表1。
经过上述的试验,可以肯定的说:黑色氟化达克罗膜层完全能满足军民品消光及防腐的要求。
3 自发式黑色达克罗
3.1 黑色达克罗涂液的研制
A组分中分别加入含锌粉、铝粉和不含铝粉的料浆。含铝粉的达克罗涂层外观颜色白亮,加入黑色颜填料时,增大了黑色遮盖的难度,为使涂层呈黑色,必须加入更多的颜填料,进而增加均匀分散的难度,并较大的影响涂层性能。加入黑色颜料在A组分中,在分散机中充分分散,再加入B(铬酐)、C(醇)组分,进一步分散,制得黑色达克罗涂液。
其主要成分是:(1)超细鳞片状金属锌粉;(2)溶剂:多元醇;(3)无机酸:铬酸溶液;(4)复合黑色染料;(5)特殊有机物。
3.2 工艺流程
超声波除油→y抛丸或喷砂→黑色达克罗处理→固化→冷却→封闭→烘干→检验。
取零件按银灰色达克罗工艺清洗除油、抛丸后,在黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂,在经120ocx10min烘烤、360ocx30min固化,制得黑色达克罗涂层,涂层外观为灰黑色。
为了保证涂层完善的性能,在黑色底涂上增加透明顶涂层,构成完整的黑色达克罗涂层体系。封闭层是采用硅酸盐水性涂料,设备与常规达克罗设备相同,固化温度相同,固化时间为5min。该涂层可以提高黑色达克罗的耐腐蚀能力和表面硬度。
3.3 实验结果与讨论
(1)外观
涂层结构细腻,颜色均匀一致,呈灰黑色,哑光,有金属质感,满足消光要求。
(2)附着力
采用GB/T9286-1998划格后用胶纸进行粘剥试验,方格中的膜层无脱落。
(3)耐湿热性能
采用(70x100)mm钢铁试片,经过两涂两烘黑色达克罗处理,依照GJB150.9标准。经过72h的连续湿热试验,无红锈现象。
(4)耐盐雾性能
采用(70x100)mm钢铁试片,经过两涂两烘黑色达克罗处理(包括顶涂的涂层)。依照GJB150.11标准,采用NQ-015D型盐雾试验箱,试验温度35oc,以5% NaCl溶液间歇喷雾(喷15min,歇45min),经过240h试验,没有出现红锈现象。
(5)硬度
铅笔硬度达到2H。
(6)耐人造海水性能
按2.3(6)方法,经过240h以上的浸人造海水试验,无明显红锈现象。
4 结论
黑色达克罗涂层均匀一致,各项指标符合要求。能替代钢铁氧化、磷化、镀锌黑色钝化以及需要黑色涂层处理的零件,大大增强钢铁零件的耐腐蚀性能,并与漆膜有良好的结合力。经过近两年的试验摸索,黑色达克罗技术在我厂军民品上的应用是可行的。外涂法黑色达克罗已用于生产,取得良好效果。
任 清 刘书强 连海根 姜 婕
(河南焦作258厂,河南焦作,454100)
1 前言
银灰色达克罗是表面处理的高新技术。我国于上世纪90年代引进达克罗技术,得到越来越多国人的认可,达克罗的应用也越来越广。为了满足市场黑色、消光零件的要求,如光学零件、隐身零件、电子产品连接件等,这就需要黑色达克罗。使产品既保持黑色外观,又在防腐性能上有所提高。目前,黑色达克罗涂层有两种工艺方式:一种是在银灰色达克罗的基础上,涂覆一种黑色涂料,简称外涂法。此种方法的缺点是喷涂或浸涂,易造成厚薄不均匀,易流挂或堆积,不适用精密、装饰的零件。另一种方式是日、德、美等国所采用的黑色达克罗涂液,简称自发式。直接产生黑灰色或哑光黑色达克罗。国内还未见有自发式的相关报道。
2 外涂法黑色达克罗
2.1 实验设备
达克罗生产线、高速分散机、电烘箱(0 -250)oc、喷枪、不锈钢电解槽、KGDS-100/110硅整流器、盐雾试验箱、湿热试验设备。
2.2 工艺流程
超声波除油→抛丸或喷砂→银色达克罗处理→浸去离子水→电化学黑色氟化处理→淋洗→浸乙醇→干燥→检验。
2.3 实验结果
(1)外观
均匀的黑色、涂层结构细腻光滑。
(2)附着力
按照GB/T9286-19985色漆和清漆漆膜的划格试验6,划格后以胶纸进行粘剥试验。方格中的膜层不脱落。
(3)耐湿热性能
采用达克罗两涂两烘、氟化处理30s-60s的工艺方法,依照GJB150.9-19865军用设备环境试验方法湿热试验6,经过500h的连续试验,无红锈。
(4)耐盐雾性能
依据GJB150.11-19865军用设备环境试验方法盐雾试验6,经过264h(11天)的盐雾试验,没有出现大面积的红锈现象。按GB6461标准对样件进行评级,达到7-9级。防腐效果较好。
(5)硬度
铅笔硬度达到2H。
(6)耐人造海水性能
人造海水溶液组成如下:
氯化钠 24.72g/L, 氯化钾 0.67g/L,氯化钙 1.36g/L,氯化镁 4.66g/L,硫酸镁 6.29g/L,碳酸氢钠 0.18g/L。在室温条件下,将样品浸泡在人造海水中。经过500h以上的试验,没有出现明显的红锈。
(7)涂层厚度
采用数显测厚仪进行测试,厚度见表1。
经过上述的试验,可以肯定的说:黑色氟化达克罗膜层完全能满足军民品消光及防腐的要求。
3 自发式黑色达克罗
3.1 黑色达克罗涂液的研制
A组分中分别加入含锌粉、铝粉和不含铝粉的料浆。含铝粉的达克罗涂层外观颜色白亮,加入黑色颜填料时,增大了黑色遮盖的难度,为使涂层呈黑色,必须加入更多的颜填料,进而增加均匀分散的难度,并较大的影响涂层性能。加入黑色颜料在A组分中,在分散机中充分分散,再加入B(铬酐)、C(醇)组分,进一步分散,制得黑色达克罗涂液。
其主要成分是:(1)超细鳞片状金属锌粉;(2)溶剂:多元醇;(3)无机酸:铬酸溶液;(4)复合黑色染料;(5)特殊有机物。
3.2 工艺流程
超声波除油→y抛丸或喷砂→黑色达克罗处理→固化→冷却→封闭→烘干→检验。
取零件按银灰色达克罗工艺清洗除油、抛丸后,在黑色达克罗涂液中浸涂或喷涂,在经120ocx10min烘烤、360ocx30min固化,制得黑色达克罗涂层,涂层外观为灰黑色。
为了保证涂层完善的性能,在黑色底涂上增加透明顶涂层,构成完整的黑色达克罗涂层体系。封闭层是采用硅酸盐水性涂料,设备与常规达克罗设备相同,固化温度相同,固化时间为5min。该涂层可以提高黑色达克罗的耐腐蚀能力和表面硬度。
3.3 实验结果与讨论
(1)外观
涂层结构细腻,颜色均匀一致,呈灰黑色,哑光,有金属质感,满足消光要求。
(2)附着力
采用GB/T9286-1998划格后用胶纸进行粘剥试验,方格中的膜层无脱落。
(3)耐湿热性能
采用(70x100)mm钢铁试片,经过两涂两烘黑色达克罗处理,依照GJB150.9标准。经过72h的连续湿热试验,无红锈现象。
(4)耐盐雾性能
采用(70x100)mm钢铁试片,经过两涂两烘黑色达克罗处理(包括顶涂的涂层)。依照GJB150.11标准,采用NQ-015D型盐雾试验箱,试验温度35oc,以5% NaCl溶液间歇喷雾(喷15min,歇45min),经过240h试验,没有出现红锈现象。
(5)硬度
铅笔硬度达到2H。
(6)耐人造海水性能
按2.3(6)方法,经过240h以上的浸人造海水试验,无明显红锈现象。
4 结论
黑色达克罗涂层均匀一致,各项指标符合要求。能替代钢铁氧化、磷化、镀锌黑色钝化以及需要黑色涂层处理的零件,大大增强钢铁零件的耐腐蚀性能,并与漆膜有良好的结合力。经过近两年的试验摸索,黑色达克罗技术在我厂军民品上的应用是可行的。外涂法黑色达克罗已用于生产,取得良好效果。