鋅鉻涂層件表面精度控制

本文摘自于金蜘蛛技術(shù)篇

1、概要
緊固件常用的表面防護(hù)方法有發(fā)黑、磷化、電鍍鋅、電鍍鎘及有機(jī)涂層。電鍍鋅在海洋性氣候下的防腐能力有限，且易引起氫致延遲斷裂，給承載結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度連接帶來安全隱患；電鍍鎘在海洋性環(huán)境中的防腐能力較好，電鍍鎘的氫致延遲斷裂較輕微，但是汽毒性大，會(huì)危害環(huán)境，不符合清潔生產(chǎn)的發(fā)展方向；有機(jī)涂層由于結(jié)合力、涂層孔隙等方面的原因，也不易滿足海洋環(huán)境的需求。鋅鉻涂層（又稱達(dá)克羅）具有高耐腐蝕性和低氫致延遲斷裂等特點(diǎn)，正得到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暫蛻?yīng)用。
 
2、試驗(yàn)
鋅鉻涂層的組成為：Zn75%、Al10%，鉻的氧化物15%。鉻的氧化物作為粘接劑存在于層層疊加的片狀鋅粉、鋁粉之間，其存在形態(tài)是非晶態(tài)的復(fù)合物。

膜層制備的步驟如下：清潔→裝掛→脫脂→水洗→吹干→拋丸→浸涂→甩干→烘烤→固化→冷卻→檢查。涂層固化經(jīng)歷了水分揮發(fā)、六價(jià)鉻還原、過剩有機(jī)物分解以及鉻化合物非晶態(tài)化等過程。步驟中，拋丸、浸涂、甩干是決定膜層表面粗糙度和厚度的關(guān)鍵。
 
實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，從拋丸開始，調(diào)整丸粒大小、拋丸速度、角度及裝載量，可以保證螺栓表面粗糙度，并達(dá)到控制涂層尺寸精度的目的。此外，通過調(diào)整涂覆液成分配比、黏度及涂覆次數(shù)，可以控制膜層的厚度，采用二次或三次涂覆的方法能使膜層厚度更均勻。
 
2.1 表面粗糙度的影響
鋅鉻涂層件的影響因素，主要有表面粗糙度，前處理的好壞決定緊固件表面清潔處理后的等級(jí)、粗糙度等，直接影響到涂層體系與基體結(jié)合的牢固程度，進(jìn)而影響到涂層體系的防護(hù)性能。緊固件常用的表面清潔處理方法為拋丸，調(diào)整鋼丸的大小、拋丸速度、噴射角度和螺栓裝載量等參數(shù)，可以控制螺栓、螺母的表面粗糙度；對(duì)兩種不同原始粗糙度等級(jí)的緊固件拋丸后的原圓變化進(jìn)行檢測(cè)，可以找出影響緊固件粗糙度的因素。
實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，拋丸機(jī)的拋丸速度和噴射角度不能有較大范圍的變動(dòng)，且這兩個(gè)參數(shù)對(duì)緊固件表面粗糙度的影響有限，因此固定拋丸速度、噴射角度和拋丸時(shí)間，采用直徑φ0.2mm和φ0.3mm的鋼丸對(duì)螺栓拋丸處理，鋼丸大小對(duì)螺栓表面狀況的影響。
 
從表1和表2數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)拋丸處理后，螺栓表面粗糙度可以增大1個(gè)數(shù)量級(jí)，鋼丸粒度的大小是影響螺栓表面粗糙度的重要因素。經(jīng)過拋丸的螺栓進(jìn)行涂覆處理后，表面粗糙度略有降低。通過測(cè)量螺栓外圓尺寸，發(fā)現(xiàn)直徑方向上有局部尺寸突然增加約3μm，單層膜層厚度有1.5μm左右的誤差。這是因?yàn)樵陔x心作用下，涂料向同一方向流動(dòng)，導(dǎo)致該方向上的膜層增厚，產(chǎn)生尺寸誤差。

2.2涂層厚度的控制

鋅鉻涂層件的另一影響因素，涂層厚度的控制。鋅鉻涂料的附著量一方面由涂料的黏度決定，另一方面由離心機(jī)甩干速度決定（離心機(jī)甩干時(shí)間固定）。通過調(diào)整鋅鉻涂料的黏度和離心機(jī)的甩干速度，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)涂層厚度的控制。
 
實(shí)踐表明螺栓的涂覆量主要取決于離心機(jī)甩干旋轉(zhuǎn)速度，轉(zhuǎn)速越低，涂覆量越大，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度一定時(shí)，鋅鉻涂料的黏度越大，則涂覆量也越大。此外，涂覆量與螺栓的尺寸和形狀也有關(guān)。試驗(yàn)分別經(jīng)一次、二次、三次涂覆的螺栓，在最終涂覆量相同的情況下，涂覆次數(shù)越多，涂層越均勻，表面越光潔，其表面抗腐蝕性能越好。
 
3、小結(jié)
用精度6g/6H的螺栓連接副進(jìn)行工藝驗(yàn)證，希望涂覆的涂層厚度為3～5μm，采用直徑φ0.2mm的鋼丸進(jìn)行拋丸處理，涂料黏度為89s。因?yàn)橥繉雍穸纫鬄?～5μm，涂覆量為155～175mg/dm2，根據(jù)涂覆量等值圖查得應(yīng)使用的拋甩速度為270～300r/min。經(jīng)過對(duì)涂覆后螺紋的精度進(jìn)行檢測(cè)，表明涂層符合技術(shù)要求，厚度得到了精確控制。按照GB/T18684-2002《鋅鉻涂層技術(shù)條件》的要求進(jìn)行行能檢測(cè)，經(jīng)中性鹽霧試驗(yàn)720h沒有出現(xiàn)腐蝕，且結(jié)合力優(yōu)良。

szldcn.cn