1 前言
銀灰色達克羅是表面處理的高新技術。我國于上世紀90年代引進達克羅技術，得到越來越多國人的認可,達克羅的應用也越來越廣。為了滿足市場黑色、消光零件的要求，如光學零件、隱身零件、電子產品連接件等,這就需要黑色達克羅。使產品既保持黑色外觀,又在防腐性能上有所提高。目前，黑色達克羅涂層有兩種工藝方式:一種是在銀灰色達克羅的基礎上，涂覆一種黑色涂料，簡稱外涂法。此種方法的缺點是噴涂或浸涂,易造成厚薄不均勻，易流掛或堆積，不適用精密、裝飾的零件。另一種方式是日、德、美等國所采用的黑色達克羅涂液，簡稱自發式。直接產生黑灰色或啞光黑色達克羅。國內還未見有自發式的相關報道。
2 外涂法黑色達克羅
2.1 實驗設備
達克羅生產線、高速分散機、電烘箱(0 -250)ºc、噴槍、不銹鋼電解槽、KGDS-100/110硅整流器、鹽霧試驗箱、濕熱試驗設備。
2.2 工藝流程
超聲波除油→拋丸或噴砂→銀色達克羅處理→浸去離子水→電化學黑色氟化處理→淋洗→浸乙醇→干燥→檢驗。
2.3 實驗結果
(1)外觀
均勻的黑色、涂層結構細膩光滑。
(2)附著力
按照GB/T9286-19985色漆和清漆漆膜的劃格試驗6,劃格后以膠紙進行粘剝試驗。方格中的膜層不脫落。
(3)耐濕熱性能
采用達克羅兩涂兩烘、氟化處理30s-60s的工藝方法,依照GJB150.9-19865軍用設備環境試驗方法濕熱試驗6,經過500h的連續試驗,無紅銹。
(4)耐鹽霧性能
依據GJB150.11-19865軍用設備環境試驗方法鹽霧試驗6,經過264h(11天)的鹽霧試驗,沒有出現大面積的紅銹現象。按GB6461標準對樣件進行評級,達到7-9級。防腐效果較好。
(5)硬度
鉛筆硬度達到2H。
(6)耐人造海水性能
人造海水溶液組成如下:
氯化鈉 24.72g/L, 氯化鉀 0.67g/L,氯化鈣 1.36g/L,氯化鎂 4.66g/L,硫酸鎂 6.29g/L,碳酸氫鈉 0.18g/L。在室溫條件下,將樣品浸泡在人造海水中。經過500h以上的試驗,沒有出現明顯的紅銹。
(7)涂層厚度
采用數顯測厚儀進行測試,厚度見表1。
經過上述的試驗,可以肯定的說:黑色氟化達克羅膜層完全能滿足軍民品消光及防腐的要求。
3 自發式黑色達克羅
3.1 黑色達克羅涂液的研制
A組分中分別加入含鋅粉、鋁粉和不含鋁粉的料漿。含鋁粉的達克羅涂層外觀顏色白亮,加入黑色顏填料時,增大了黑色遮蓋的難度,為使涂層呈黑色,必須加入更多的顏填料,進而增加均勻分散的難度,并較大的影響涂層性能。加入黑色顏料在A組分中,在分散機中充分分散,再加入B(鉻酐)、C(醇)組分,進一步分散,制得黑色達克羅涂液。
其主要成分是:(1)超細鱗片狀金屬鋅粉;(2)溶劑:多元醇;(3)無機酸:鉻酸溶液;(4)復合黑色染料;(5)特殊有機物。
3.2 工藝流程
超聲波除油→y拋丸或噴砂→黑色達克羅處理→固化→冷卻→封閉→烘干→檢驗。
取零件按銀灰色達克羅工藝清洗除油、拋丸后,在黑色達克羅涂液中浸涂或噴涂,在經120ºcx10min烘烤、360ºcx30min固化,制得黑色達克羅涂層,涂層外觀為灰黑色。
為了保證涂層完善的性能,在黑色底涂上增加透明頂涂層,構成完整的黑色達克羅涂層體系。封閉層是采用硅酸鹽水性涂料,設備與常規達克羅設備相同,固化溫度相同,固化時間為5min。該涂層可以提高黑色達克羅的耐腐蝕能力和表面硬度。
3.3 實驗結果與討論
(1)外觀
涂層結構細膩,顏色均勻一致,呈灰黑色,啞光,有金屬質感,滿足消光要求。
(2)附著力
采用GB/T9286-1998劃格后用膠紙進行粘剝試驗,方格中的膜層無脫落。
(3)耐濕熱性能
采用(70x100)mm鋼鐵試片,經過兩涂兩烘黑色達克羅處理,依照GJB150.9標準。經過72h的連續濕熱試驗,無紅銹現象。
(4)耐鹽霧性能
采用(70x100)mm鋼鐵試片,經過兩涂兩烘黑色達克羅處理(包括頂涂的涂層)。依照GJB150.11標準,采用NQ-015D型鹽霧試驗箱,試驗溫度35ºc,以5% NaCl溶液間歇噴霧(噴15min,歇45min),經過240h試驗,沒有出現紅銹現象。
(5)硬度
鉛筆硬度達到2H。
(6)耐人造海水性能
按2.3(6)方法,經過240h以上的浸人造海水試驗,無明顯紅銹現象。
4 結論
黑色達克羅涂層均勻一致,各項指標符合要求。能替代鋼鐵氧化、磷化、鍍鋅黑色鈍化以及需要黑色涂層處理的零件,大大增強鋼鐵零件的耐腐蝕性能,并與漆膜有良好的結合力。經過近兩年的試驗摸索,黑色達克羅技術在我廠軍民品上的應用是可行的。外涂法黑色達克羅已用于生產,取得良好效果。
