一種提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法
2023-04-22 21:20:31
專利名稱：一種提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法
技術領域：
本發明涉及表面處理領域，尤其涉及一種提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法。
背景技術：
達克羅(DACROMETR)，又稱鋅鉻膜、達克鏽、達克曼等，在我國的標準名稱為"鋅鉻 塗層"(Zinc/Chromate Coatings)，其定義為"將水基鋅鉻塗料浸塗、刷塗或噴塗於鋼鐵 零件或構件表面，經烘烤形成的以鱗片狀鋅和鋅的鉻酸鹽為主要成份的無機防腐蝕塗層"。 達克羅技術是由美國人發明的，是一種類似電鍍鋅的金屬塗層處理技術，是用含有鋅片、鋁 片、鉻酸酐、乙二醇等成分的糊狀處理液塗覆金屬基體，經高溫烘烤後，在金屬基體表面形 成一層有極佳的耐蝕性的非裝飾塗膜，該技術杜絕了電鍍過程中產生的廢渣、汙水、廢氣的 排放汙染問題，是替代電鍍鋅、熱鍍鋅等進行表面防腐的塗裝新技術。達克羅塗層具有優良 的性能，如極強的抗腐蝕性，比電鍍鋅提高7 10倍；無氧脆，特別適用於高強度受力件，如 用於地鐵工程的高強度螺栓；高耐熱性，耐熱溫度30(TC。此外，還具有高滲透性.高附著 性、高減摩性、高耐氣候性、高耐化學品穩定性及無環境汙染等優點。通常的達克羅塗覆處 理過程大致為脫脂除油、拋丸去鏽、塗達克羅液、固化、冷卻、後處理等。
達克羅塗層技術廣泛應用在電力、建築、海洋工程、家用電器、鐵路、橋梁、隧道、軍 事工業及粉末冶金行業領域，以代替傳統的鍍鋅、鍍鎘等鍍覆層。但該塗層主要的缺點是， 由於達克羅塗層是一個高溫燒結層，它的表面硬度和抗劃傷能力比其他傳統塗裝方法得到 的塗層略差，塗覆後的金屬構件表面塗層較軟、硬度不高，往往是金屬構件經過長途運輸 後，常出現金屬構件表面因塗層劃傷而發生點蝕的現象，這在一定程度上影響了達克羅塗 層技術的推廣應用。
發明內容
本發明的目的是提供一種提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，以在金屬構
件表面上形成一層均勻且具有良好的耐磨、耐腐蝕性能的達克羅塗層。 為達到上述發明目的，本發明提出以下的技術方案 —種提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，其特徵在於，包含以下步驟 預處理採用鹼性溶液對帶有油脂的金屬構件表面進行脫脂處理，再水洗； 除鏽採用機械拋丸的方式對金屬構件表面進行除鏽處理； 塗覆採用浸漬_甩幹的方式在金屬構件表面形成達克羅塗層； 預熱將塗覆有達克羅塗層的金屬構件首先預熱至60 150°C，並保溫8 40分
鍾；燒結將預熱後的金屬構件在220 36(TC下燒結10 25分鐘； 冷卻將金屬構件冷卻至室溫； 再塗覆在生成的達克羅塗層表面上再塗覆一層高硬度塗料。
上述提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法中，還包括在冷卻步驟之後重複塗 覆、預熱、燒結、冷卻步驟。 上述提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法中，所述預處理步驟中的鹼性溶液 中含有10 15g/L的Na0H、20 25g/L的Na2C03、50 60g/L的Na2P04(以Na2P04 H20 計)、5 7g/L的Na2Si03，脫脂處理的溫度為60 80°C 。 上述提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法中，所述塗覆步驟中所述達克羅塗 液的溫度為20士2t:，所述金屬構件在所述達克羅塗液中的浸漬時間為2-3分鐘，甩幹採用 的方式為離心分離，其離心轉速為260±20r/min。 上述提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法中，塗覆達克羅塗層時，塗液溫度 在20士2。C，浸漬時間2-3分鐘，甩幹時的離心轉速為260±20r/min。 上述提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法中，所述預熱步驟中的預熱溫度為 80 IO(TC，並保溫10 15分鐘。 上述提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法中，所述燒結步驟中金屬構件在溫 度為280 31(TC下燒結15 18分鐘。 上述提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法中，所述高硬度塗料是環氧丙烯酸 樹脂塗料、改性矽樹脂塗料或聚氨酯塗料。 上述提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法中，所述再塗覆的高硬度塗料塗層 厚度為20 60iim。 從以上技術方案可以看出，本發明所提供的提高金屬構件表面達克羅塗層性能的 方法，可在金屬構件表面形成一層均勻且具有良好的耐磨、耐腐蝕性能的優良達克羅塗層， 顯著提高塗層的硬度，且避免了塗層厚度不均勻，在彎折、邊角等結構複雜部分發生漏噴塗 的現象。
具體實施方式
實施例1 取金屬構件依次進行如下處理 (1)脫脂採用含有10 15g/L的NaOH、20 25g/L的Na2C03、50 60g/L的 Na2P04、5 7g/L的Na2Si03的脫脂液，在溫度8(TC下，對金屬構件進行脫脂處理，直到其表 面的油脂被清除乾淨； (2)水洗脫脂後的金屬構件先用自來水清洗2min，再用去離子水洗直到其表面 不掛水珠； (3)除鏽採用直徑為0. 2mm鋼丸對水洗後的金屬構件進行除鏽處理； (4)塗覆將預先配置好的黏度為(40士2)s、密度為1. 35 1. 40g/cm、 pH值為
4.5 5.2、CrS+含量^23g/L的達克羅塗液，用浸漬-甩幹的方式在金屬構件表面塗覆一層
達克羅塗層；塗液溫度控制在(20士2)t:，浸漬時間2min，甩幹時的離心轉速為260士20r/
min，並取出甩去多餘塗液； (5)預熱將塗覆有達克羅塗層的金屬構件置於8(TC下的燒結爐中預熱，並保持 該溫度15min ; (6)燒結預熱後，燒結爐溫度上升至28(TC，並保持該溫度18min ;
(7)冷卻燒結後，以空氣冷卻方式將金屬構件冷卻至室溫；
(8)重複進行步驟(4) (7) —次； (9)再塗覆在金屬構件已形成的達克羅塗層表面上再塗覆一層厚度為20 60iim的環氧丙烯酸樹脂。 經檢測，上述達克羅塗層的塗層質量塗層均勻緻密，塗層與基體結合牢固，塗層 總厚度為40 55 ii m，具有優異的耐蝕性，表面硬度為4. 7H(鉛筆硬度法)，耐劃傷性明顯 提高。 實施例2 參照實施例1的方法進行達克羅處理；其中，步驟(5)的預熱條件為溫度150°C， 保溫30min，步驟(6)的燒結條件為溫度300°C ，保溫25min。
與實施例1所不同的是本實施例不進行步驟(8)處理。 經檢測，上述達克羅塗層的塗層質量塗層均勻緻密，塗層與基體結合牢固，塗層 總厚度為30 45 ii m，具有優異的耐蝕性，表面硬度為4. 5H(鉛筆硬度法)，耐劃傷性明顯 提高。 實施例3 參照實施例1的方法進行達克羅處理；其中，步驟(5)的預熱條件為溫度IO(TC， 保溫8min，步驟(6)的燒結條件為溫度310°C，保溫15min。 與實施例1所不同的是本實施例步驟(9)中再塗覆所使用的是改性矽樹脂。
經檢測，上述達克羅塗層的塗層質量塗層均勻緻密，塗層與基體結合牢固，塗層 總厚度為40 50 ii m，具有優異的耐蝕性，表面硬度為4. 2H(鉛筆硬度法)，耐劃傷性明顯 提高。 實施例4 參照實施例1的方法進行達克羅處理；其中，步驟(5)的預熱條件為溫度60°C ，保 溫40min，步驟(6)的燒結條件為溫度360°C，保溫10min。 與實施例1所不同的是本實施例不進行步驟(8)處理，以及步驟(9)中再塗覆所 使用的是改性矽樹脂。 經檢測，上述達克羅塗層的塗層質量塗層均勻緻密，塗層與基體結合牢固，塗層 總厚度為30 45 P m具有優異的耐蝕性，表面硬度為4. 2H(鉛筆硬度法)，耐劃傷性明顯提高。 對比例 參照實施例1的方法進行達克羅處理。 與實施例1所不同的是本實施例不進行步驟(9)處理。 經檢測塗層質量塗層均勻緻密，塗層與基體結合牢固，塗層總厚度為10 13ym 具有優異的耐蝕性，但表面硬度為1. 3H(鉛筆硬度法)，耐劃傷性不好。 以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並 不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保 護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求
一種提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，其特徵在於，包含以下步驟預處理採用鹼性溶液對帶有油脂的金屬構件表面進行脫脂處理，再水洗；除鏽採用機械拋丸的方式對金屬構件表面進行除鏽處理；塗覆採用浸漬-甩幹的方式在金屬構件表面形成達克羅塗層；預熱將塗覆有達克羅塗層的金屬構件首先預熱至60～150℃，並保溫8～40分鐘；燒結將預熱後的金屬構件在220～360℃下燒結10～25分鐘；冷卻將金屬構件冷卻至室溫；再塗覆在形成的達克羅塗層表面上再塗覆高硬度塗料層。
2. 根據權利要求1所述的提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，其特徵在於，還 包括在冷卻步驟之後重複塗覆、預熱、燒結、冷卻步驟。
3. 根據權利要求1或2所述的提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，其特徵在於， 所述預處理步驟中的鹼性溶液中含有10 15g/L的Na0H、20 25g/L的Na2C03、50 60g/ L的Na2P04、5 7g/L的Na2Si03，脫脂處理溫度為60 80°C 。
4. 根據權利要求1或2所述的提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，其特徵在 於，所述塗覆步驟中形成達克羅塗層時，所用的達克羅塗液的黏度為40士2s，密度1. 35 1. 40g/cm， pH值4. 5 5. 2， Cr6+含量> 23g/L。
5. 根據權利要求4所述的提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，其特徵在於，所 述達克羅塗液的溫度為20士2t:，所述金屬構件在所述達克羅塗液中的浸漬時間為2-3分 鍾，甩幹採用的方式為離心分離，其離心轉速為260士20r/min。
6. 根據權利要求1或2所述的提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，其特徵在於， 所述預熱步驟中的預熱溫度為80 IO(TC，並保溫10 15min。
7. 根據權利要求1或2所述的提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，其特徵在於， 所述燒結步驟中金屬構件在溫度為280 31(TC下燒結15 18分鐘。
8. 根據權利要求1或2所述的提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，其特徵在於， 所述高硬度塗料是環氧丙烯酸樹脂塗料、改性矽樹脂塗料或聚氨酯塗料。
9. 根據權利要求1或2所述的提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，其特徵在於， 所述再塗覆的高硬度塗料層厚度為20 60 ii m。
全文摘要
本發明涉及一種提高金屬構件表面達克羅塗層性能的方法，包括預處理用鹼性溶液對帶有油脂的金屬構件表面進行脫脂處理，再水洗；除鏽機械拋丸方式對構件表面進行除鏽處理；塗覆浸漬-甩幹的方式在構件表面塗覆達克羅塗層；預熱將塗覆有達克羅塗層的構件預熱至60～150℃，並保溫；燒結將預熱後的構件在220～360℃下燒結10～25分鐘；冷卻燒結後，構件冷卻至室溫；再塗覆構件冷卻後在形成的達克羅塗層表面上再塗覆高硬度塗料層，即可。採用該方法，可在金屬構件表面形成一層均勻且具有良好的耐磨、耐腐蝕性能的優良達克羅塗層，顯著提高塗層的硬度，避免了塗層厚度不均勻，在彎折、邊角等結構複雜部分發生漏噴塗的現象。
文檔編號B05D3/02GK101773901SQ20091018876
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月9日 優先權日2009年12月9日
發明者周明傑, 許勇 申請人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司