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达克罗涂层检验方法

达克罗(锌铬膜)生产中常用的十二项检测技术

摘要:在达克罗(锌铬膜)生产中,为了保证加工的质量,必须对达克罗工件进行多项检测,本文就生产中经常要用到的十二个检测项目,逐一进行了介绍,希望能对从事达克罗(锌铬膜)生产的生产和管理人员有所裨益。

关键词:达克罗、锌铬膜、涂层检测、锌铬涂层技术条件

一、前言

达克罗又被称为锌铬涂层或锌铬膜[1]。该涂层具有极佳的耐蚀性、优良的涂装性能及稳定性的耐候性与耐化学品性能。自从被引进国内后,在短短几年间,生产线由最初的几条,达到了现在的近百条,并仍以很快的速度在增长着。[2]随着达克罗(锌铬膜)生产线在各地的建成投产,达克罗技术在国内得到了越来越广的普及,它的优点被越来越多的业内人士所认识。为了保证生产的产品的质量,生产中需要了解涂层的情况,必须不断地对其进行检测。下面,就达克罗(锌铬膜)生产中经常用到的方法,作一介绍。

二、生产中常用的检测项目

项目一,涂层的外貌:

在自然折射光下,用肉眼进行观察。达克罗涂层的基本色调应呈银灰色,表面光滑平整。经改性后涂层也可以获得其他颜色,如黑色等[3]。涂层应连续,无漏涂、气泡、剥落、裂纹、麻点、夹杂物等缺陷。涂层应基本均匀,无明显的局部过厚现象。涂层不应变色,但是允许有小黄色斑点存在。

项目二,涂层的耐氨水性能:

为了定性地了解生产中涂层的固化情况,确定涂层是否达到了预期的要求,而在生产中采中的一检测方法。步骤为:在室温下,挑选生产线上刚出炉的工件,在涂层上滴1至4滴浓氨水;保持15~30min,如果出现黄色,为合格,说明已烘烤彻底。但需要注意的是,当工件烘烤过头,进行氨水试验时也会出现黄色,所以试验时要结合工件的烘烤、固化时的情况进行分析判断,不能单以此项作为判断产品合格的依据。

项目三,涂层的硬度:

硬度是涂层的重要机械性能之一,它涉及被涂覆工件在使用过程中的耐磨及使用寿命等方面,由于达克罗涂层的硬度是很低的,所以采用铅笔划痕硬度试验法,其硬度在1H到3H,有的厂家据说可提供5H的。

项目四,涂敷量和涂层厚度的检测:

此处的检测,既为了检测工件涂层的质量,也为了核算生产成本用。生产中,涂液的用量大,其每个单位的生产成本就高,反之则低。在保证达到用户要求的质量的前题下,涂料的用量越少越好。我们可以采用二种方法进行检测:

法一,溶解称重法:重量大于50g试样,采用精度为1mg的天平称得原始质量W1(mg),将试样放入70℃~80℃的20%NaOH水溶液中,浸泡10min,使锌铬涂层全部溶解。取出试样,充分水洗后立即烘干,在称取涂层溶解后的试样质量W2(mg)。量取并计算出工件的表面积S (dm2 ),按下列公式计算出涂层的涂覆量W(mg/dm2):

W=(W1-W2)/S

法二,金相显微镜法:按GB/T6462要求,采用金相显微镜法检测涂层的厚度。

项目五,涂层的附着强度:

涂层的附着强度,可以采用胶带试验方法检测,胶带试验按GB/T5270-1985第1.4要求进行。要求试验后涂层不得从基体上剥落或露底,但允许胶带变色和粘着锌、铝粉粒。

项目六,涂层的硝酸铵法快速检测:

硝酸铵(NH4NO3)快速试验方法是对达克罗涂覆后固化好的涂层进行涂覆质量检验的一种

方法,可作为生产中快速检测涂层质量的一种方法,受方法的限制,所获得的数据仅供参考。本试验方法主要是检验前处理的好坏:不好则很快生出红锈,其准确率为百分之九十。但结果不好,不等于盐雾实验不好。本实验三小时相当于盐雾实验一千小时,是线性关系。要考核涂层的耐蚀性,应按GB6458-86标准,中性盐雾试验既NSS试验为准。

表一:本试验相当于NSS试验的数值(仅供对比时参考)

硝酸铵快速试NSS试验

三小时无锈蚀出现一千小时无红锈出现

二小时无锈蚀出现七百二十小时无红锈出现

一小时无锈蚀出现四百八十小时无红锈出现

硝酸铵快速试液的配制方法:

在烧杯中加入一千毫升的去离子水,然后加入百分之二十硝酸铵溶液(试剂级),于烧杯中搅拌均匀。

试验步骤:将配制硝酸铵溶液的烧杯放在电炉上水浴加热至75℃±5℃,用温度计测量。

将要测试的试样用塑料绳扎牢,轻轻地浸入到硝酸铵溶液中,悬挂固定。操作中避免试样与试样、试样与烧杯壁之间不能接触。在试验期间,控制好硝酸铵溶液的温度为75℃±1℃,按一定的时间间隔观察试样的表面变化情况,并记录下观察的结果。对照表一的数值,判断试样是否合格。如果要重新做硝酸铵快速试验,必须重新按上述方法配制硝酸铵溶液。

项目七,涂层的耐水性能:[4]

把试样浸入40℃±1℃的去离子水中,连续浸泡240h,将试样取出后在室温下干燥,再进行附着强度试验,试验结果应达到附着强度试验的要求。附着强度试验应在试样从去离子水中取出后的2h之内进行。进行耐水性试验后,涂层不得从基体上剥落或露底。

项目八,涂层的耐湿热性能:

湿热试验在湿热试验箱中进行,湿热试验箱应能调整和控制温度和湿度。试验的方法为:将湿热试验箱温度设定为40℃±2℃,相对湿度为95%±3%,将样品垂直挂于湿热试验箱中,样品不应相互接触。当湿热试验箱达到设定的温度和湿度时,开始计算试验时间。连续试验48h检查一次,检查样品是否出现红锈。两次检查后,每隔72h检查一次,每次检查后,样品应变换位置。240h检查最后一次。标准中规定,只对3级和4级涂层进行耐湿热试验,要求涂层在240 小时内不得出现红锈。

项目九,涂层耐热腐蚀性能:

将达克罗试样在高温烘箱里,在三百度下,放置一定时间后取出,与标准试样比较, 看涂层的变化,从而判断其耐热腐蚀的能力。当用户对涂层提出耐热性能要求时才进行此项检测。项目十,涂层耐机械摩擦性能:

对于标准件,考虑到在使用过程中总会有拆装的操作,对于涂覆在标准件上的达克罗涂层,须能在数次拆装后,保护涂层仍具有很好的耐腐蚀能力。试验方法:随机抽取的配套的螺栓和螺母五套,将螺母旋入螺栓,然后退下,如此循环10次,将此螺栓和螺母浸于3%的氯化钠溶液中,观察经过机械摩擦后的涂层的变化。正常情况下,在十天以后涂层才会出现变化。

项目十一,涂层的耐盐雾性能:[5]

耐盐雾性能试验按GB/T10125-1997第3.2.1要求进行。试给须采用标准的试验设备,涂层经盐雾试验后,按涂层上出现红锈的时间从120小时到1000小时,共分为四个等级。

项目十二,涂层的耐盐水性能:

对于中小达克罗生产企业,不一定会专门配备盐雾试验箱。为了弥补这一不足,可采用检测涂层的耐盐水性能。方法是将要检测的试样浸于盛有5%的氯化钠溶液的烧杯中,观察腐蚀情况。要检测的试样在5%的氯化钠溶液中,正常的情况下需要二至三个月,试样才会有变化。

做测试的试样,须悬空吊在氯化钠的溶液中。与试样相比,溶液的容积要足够大,并要经常搅动涂液,使试样周围的涂液的成份与其它的部分相一致。在做本试验时,要按固定的时间间隔,由专人观察试样的变化,并记录好观察所得到的数据。

三、结束语

达克罗生产中用到的许多检测方法,其中的大多数都是来自涂装生产中的其它生产工艺,现在被借鉴到达克罗的生产中,用于生产质量的控制。目的只有一个,了解我们做的与我们想达到的是否相一致?随着生产的发展,新的检测方法将不断地出现,将帮助我们更好地进行生产。

参考文献:

[1] 东建中,金属防腐用水性涂料达克罗[J],中国电镀材料信息,2003,(9):5

[2] 张伟明,达克罗——当今世界表面处理的高新技术.材料保护,1995,28(8):19~20

[3] 东建中,不锈钢粉的高压水雾化制作及应用[J],新材料产业,2003,(1):33

[4] 于兴文,李自松,曹楚南,锌粉粒度对锌铬膜耐蚀性能影响的研究.电镀与涂饰,2000,19(5):4.

[5] 东建中,锌铬膜(达克罗)耐腐蚀性的不足及改进研究[J],中国电镀材料信息,2003,(5):27

国家标准:GB/T2423.17-93中型盐雾试验标准(NSS)

电工电子产品基本环境试验规程

试验Ka:盐雾试验方法

1 试验目的

本标准用于考核材料及其防护层的抗盐雾腐蚀能力,以及相似防护层的工艺质量比较,也可用

来考核某些产品抗盐雾腐蚀能力。

本标准不作为通用的腐蚀试验方法。

2 试验设备

2.1 用于制造试验设备的材料必须是抗盐雾腐蚀的和不影响试验结果的。

2.2 试验设备中的条件应该保持在本标准第3章规定的限度之内。

2.3 盐雾不得直接喷射到试验样品上。

2.4 试验设备内部的顶和壁等部位所聚集的水珠不得滴落在试验样品上。

2.5 试验设备内外气压必须平衡。

3 试验条件

3.1 盐溶液采用氯化钠(化学纯以上)和蒸馏水配置,其浓度为5±0.1%(重量)。物化后的收集液,

挡板挡回部分外,不得重复使用。

3.2 雾化前的盐溶液的PH值在6.5~7.2(35℃)之间。配置盐溶液时,允许采用化学纯以上的稀盐

酸或

氢氧化钠水溶液来调整PH值,但浓度仍须符合地3.1条的规定。

3.4 用面积为80cm2的漏斗收集连续雾化16h的盐雾沉降量,有效空间内任一位置的沉降率为:

1.0~

2.0ml / h.80cm2。

3.5 本标准采用连续雾化,推荐的标准试验时间为16、24、48、96、168、336、672h。

3.6 雾化时必须防止油污、尘埃等杂质和喷射空气的温、湿度影响有效空间的试验条件。

4 试验程序

4.1 初始检测

试验前,试验样品必须进行外观检查,以及按有关标准进行其它项目的性能测定。试件样品表

面必须干净、无油污、无临时性的防护层和其它弊病。

4.2 条件试验

试验样品不得相互接触,它们的间隔距离应是不影响盐雾能自由降落在试件样品上,以及一个

试验样品上的盐溶液不得滴落在其它试验样品上。

试验样品放置位置由有关标准确定,一般按产品和材料使用状态放置(包括外罩等);平板试验

样品需使受试面与垂直方向成30°角。

试验样品放置后按第3章规定的试验条件进行条件试验,试验持续时间按有关标准规定从第3.5 条的规定中选取。

4.3 恢复

试验结束后,用流动水轻轻洗掉试验样品表面盐沉积物,再在蒸馏水中漂洗,洗涤水温不得超

过35℃,然后在标准的恢复大气条件下恢复1~2h,或按有关标准规定的其它恢复条件和时间。

4.4 最后检测

恢复后的试验样品应及时检查记录,检查项目、试验结果评定和合格要求均由有关标准规定。

4.5 采用本试验方法时,应对下列项目作出具体规定:

a.初始检测

b.安装细节

c.试验持续时间

d.恢复

e.最后检测

国家标准(锌铬涂层技术条件)

1 范围

本标准规定了钢铁零件、构件上锌铬涂层的技术要求和试验方法。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB/T 5270—1985 金属基体上金属覆盖层(电沉积层和化学沉积层)附着强度试验方法

(eqv ISO 2819:1980)

GB/T 6462 金属和氧化物覆盖层横断面厚度显微镜测量方法(eqv ISO 1463)

GB/T 10125—1997 人造气氛中的腐蚀试验盐雾试验(SS)(eqv ISO 9227:1990)

3 定义

下列定义适用于本标准。

锌铬涂层Zinc/Chormate coatings

将水基锌铬涂料浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件或构件表面,经烘烤形成的以磷片状锌和锌的铬酸盐为主要成分的无机防腐蚀涂层。

4 分级

根据锌铬涂层的涂敷量和涂层厚度将锌铬涂层分成表1所示四个级别。

表1 锌铬涂层的分级

达克罗涂层检验方法

5 需方应向供方提供的资料

a)本标准号;

b)待涂敷件要求的涂层等级;

c) 待涂敷工件的最终热处理温度。由于锌铬涂层是在300℃ 左右的温度下进行烘烤,需方应考虑该温度是否影响涂敷工件的力学性能。

6 技术要求

6.1 外观

锌铬涂层的基本色调应呈银灰色,经改性也可以获得其他颜色,如黑色等。锌铬涂层应连续,无漏涂、气泡、剥落、裂纹、麻点、夹杂物等缺陷。涂层应基本均匀,无明显的局部过厚现象。涂层不应变色,但是允许有小黄色斑点存在。

6.2 涂敷量和涂层厚度

不同等级涂层的涂敷量或涂层厚度应不低于表 1 要求。

6.3 附着强度

按8.3中方法对涂层进行附着强度试验后,涂层不得剥落和露底。但是允许胶带变色和粘着锌、铝粉粒。

6.4 耐盐雾腐蚀性能

不同等级的涂层,经盐雾试验后,出现红锈的时间不低于表2要求。

表2耐盐雾腐蚀试验要求

达克罗涂层检验方法

6.5 耐水性能

3级和4级涂层按8.5规定的方法进行耐水试验后,涂层不得从基体上剥落或露底。1级和2级涂层不作耐水性能要求。

6.6 耐湿热性能

3级和4级涂层按8.6规定的方法进行耐湿热试验,240h内不得出现红锈。1级和2级涂层不作耐湿热性能要求。

7 抽样

7.1同一批产品中,按每一种试验随机抽取3个试样,进行试验。若其中任何一件试样经试验后不合格,则应再随机抽取三件试样进行相同的试验,若其中再有任何二件不合格,该批产品为不合格。

7.2对于组合件或单件质量超过15Og的零件或构件,则切取该工件的一部分作为试样进行试验。为了避免切口处裸露的钢铁基体影响试验结果,应采用涂料、蜡或胶带等保护切口。对于形状复杂难以求出表面积的零件也可以采用同样的方法制备试样。

8 试验方法

8.1 外观

在自然散射光下,用肉眼进行观察。

8.2 涂敷量试验

8.2.1 溶解称重法

质量大于5Og试样,采用精度为1mg的天平称得原始质量W1(mg)。将试样置入70℃ ~80℃的20%NaOH水溶液中,浸泡10min,使锌铬涂层全部溶解。取出试样,充分水洗后立即烘干,再称取涂层溶解后试样的质量W2(mg)。量取并计算出工件的表面积S(dm2), 按下列公式计算出涂层的涂敷量 Ws(mg/dm2):Ws=(W1-W2)/S

常用零件的涂层表面积计算方法参见附录 A 。

注1 若试样的质量小于5Og,则应累积若干件试样以达到5Og以上的质量后,再进行涂敷量试验。

注2 锌铬涂层浸入NaOH溶液中溶解1Omin后,涂层若没有完全溶解,则应延长浸泡时间,直到涂层完全溶解为止。

8.2.2 金相显微镜法

按 GB/T6462 要求 , 采用金相显微镜法检测涂层的厚度。

8.3 附着强度试验

采用胶带试验方法检测锌铬涂层与基体的附着强度,胶带试验按 GB/T5270-1985 第 1.4 要求进行。

8.4 盐雾试验

盐雾试验按 GB/T 10125-1997 、第3.2.1要求进行。

8.5 耐水试验

将试样浸人40℃士1℃的去离子水中,连续浸泡 24O h,将试样取出后在室温下干燥,再按8.3的要求进行附着强度试验,试验结果应达到6.3的要求。附着强度试验应在试样从去离子水中取出后的2h之内进行。

8.6 湿热试验

湿热试验在湿热试验箱中进行,湿热试验箱应能调整和控制温度和湿度。

将湿热试验箱温度设定为40℃士2℃,相对湿度为95%士3%,将样品垂直悬挂于湿热试验箱中,样品不应相互接触。当湿热试验箱达到设定的温度和湿度时,开始计算试验时间。连续试验48h检查一次,检查样品是否出现红锈。两次检查后,每隔72h检查一次。每次检查后,样品应变换位置。24Oh检查最后一次。