来源： GAF螺丝君
作者： 螺丝君研究院
上图，为大众某辆车上紧固件的用量和各种表面保护的占比，锌铝涂覆以其优异的防腐性能和无氢脆的特点占据了40%的比例。
小编今天就带领大家了解这项技术，以及大众对供应商锌铝涂覆产品的要求吧！
1.锌铝涂覆介绍
锌铝涂覆，通常称为“达克罗”，是一种以多层超细片状锌、铝和无机盐为主要构成，经一定温度和时间烘烤反应固化防腐蚀涂层技术。
目前，世面的锌铝涂覆主要有黑色和银灰色两种。
图 1 银灰色达克罗
图 2 黑色达克罗
2.锌铝涂覆的发展历史
世纪60 年代后期，汽车工业发展迅速，由于冬天为疏通道路用盐融雪，使大量汽车底盘发生锈蚀，导致交通事故频繁发生。
为此，科研人员以防盐水、盐雾腐蚀为目标进行了大量研究。其中，1973 年美国Diamond Shamrock 公司申请了由金属粉和铬酸、表面活性剂、pH 调节剂、分散剂和还原剂等组成的涂料专利。
1976 年, 该公司把这项技术转让给了法国的DACRO公司和日本的NDS公司。我国也于1993 年从日本NDS公司引进该技术，由于其具有诸多传统电镀无法比拟的优点而迅速得到推广。
这些年，随着世界各国的VOC 法规和汽车行业规定的环保要求的提高，逐渐开始研发生产无铬锌铝涂层并且被汽车制造行业普遍认可和接受。
目前世界上许多汽车公司如德国的大众，美国的通用、福特、戴姆勒—克莱斯勒，韩国的现代以及日本的丰田、日产、本田、三菱等均已采用达克罗技术，并明确指定某些零件只能使用达克罗涂层防腐。
3.锌铝涂覆在紧固件上的应用
汽车紧固件设计时，经常会采用锌铝涂覆技术进行防腐,且某些高强度紧固件规定只能使用锌铝涂层防腐。
锌铝涂层应用，在紧固件上有很多优点有：
良好的耐腐蚀性能，
耐化学稳定性和耐温性能，
无氢脆问题，
无需另作去氢热处理，
环境友好等。
图 3 锌铝涂覆紧固件在汽车底盘上应用
4.锌铝涂覆防腐原理
锌铝涂层的外观，一般呈亚光银灰色和黑色，是一种将超细锌鳞片和铝鳞片叠合包裹在特殊粘结剂中的无机涂层，如图4 所示。
图 4 锌铝涂层结构
(1) 物理屏蔽：在涂料成膜过程中，表面张力相对低的物质会向涂料表面运动，片状锌粉和铝粉会漂浮并与表面平行取向，排列形成层层相叠的状态，并且其间有非晶态粘结剂填充。这样的结构形成多层几乎连续的屏障，有效地阻止了腐蚀介质到达基体，显著提高涂层的防腐能力。
图 5 锌铝涂层物理屏蔽示意图
(2) 阴极保护：由于锌铝电位比铁负，锌铝和钢铁基体之间存在电极电位差可作为阴阳极形成内部电池，片状锌、铝片会作为牺牲阳极为钢铁基体提供阴极保护而首先被腐蚀掉，从而保护了基体钢材。
(3) 钝化作用：涂层中的钝化剂能在金属表面形成致密的氧化膜，使金属表面钝化，使锌和基体的腐蚀速度大大降低。
(4) 自我修复：当涂层因外力划伤受损时，一方面可能有残留的钝化剂把裸露的锌铝表面氧化形成钝化膜；另一方面，附近的片状锌可能与腐蚀介质反应形成不溶性的锌盐如氧化物、氢氧化物和碳酸盐等，这些物质会填充细小的涂层损失并且作为一种腐蚀抑制剂而存在，从而阻止涂层的进一步破坏。
图 6 锌铝涂层自我修复示意图
5.涂覆工艺过程
锌铝涂覆的工艺主要包括：零件前处理，涂覆和固化，见图7。
对于汽车零件，用途和工作环境不同，防腐要求也不同，因此涂覆方式、烘涂次数等也应有所区别。
达克罗涂层的主要涂覆方式有三种：
浸渍－甩干
静电喷涂
浸渍—沥干
目前最常用的是，浸渍—甩干涂覆方式。
图 7 涂覆工艺过程
(1) 零件前处理：一般有化学清理和机械清理碱清洗油脂即碱性水溶液浸或喷淋清洗零件表面油脂。机械清理是在清洗表面油脂后，清除零件表面热处理鳞皮和红锈，主要的方法为抛丸。
(2) 涂覆：小零件的涂覆采用浸涂-旋转离心方法。大零件的涂覆采用浸渍—沥干或喷涂方法。可采用空气喷涂或静电喷涂。
(3) 固化：一般现在较低的温度下烘烤预固化使涂料形成涂层，形成好的附着和平整度。然后在较高的温度下烘烤完全反应固化。
6.大众银色锌铝涂覆的类型及标准TL245要求
上表， TL245对应的表面保护类型
锌铝涂覆层，适用于在高腐蚀负荷下的重度防腐。
由于涂层结构的原因，锌片涂覆层能用于如发动机部件的高温环境。
由于这种涂覆工艺不会导致氢脆的风险，涂覆层适用于抗拉强度>1000MPa 或者表面硬度>320HV的高硬度和高强度钢制件，
下面，以最常用的紧固件表面保护类型Ofl-t647说明标准要求：
(1) 外观：保护层必须不能有会影响防腐性能和/或功能的空洞，裂纹，损伤或者其他缺陷。
(2) 涂层厚度：涂层厚度独立测量结果可在6μm到20μm之间变化，平均最小涂层厚度为8μm。
图 8 银色锌铝涂覆层金相图
(3) 附着强度：如果零件尺寸允许，先根据DIN EN ISO 9227 进行划线，然后用粘附强度为(10 ± 1) N 每25mm 宽度的胶带粘附，用手紧压于试件表面，然后相对表面垂直的快速剥离。涂层必须不能有大面积剥落。
(4)盐雾试验：
600 小时试验后无基体金属腐蚀。
在+180℃热存放（在高温/循环空气下烘烤）96 小时后，480 小时试验时间后无基体金属腐蚀。
(5)冷凝水实验：一般只针对新涂层系统认可，常用的涂层在TL245附录。在涂覆试板上进行实验。720 小时的试验时间后，表面基体金属无腐蚀；允许划线处基体金属腐蚀，但不能有腐蚀扩展。
(6)摩擦系数实验：Ofl-t647一般带有润滑，需要满足摩擦系数要求。大众的摩擦系数要求是10个零件头部、牙部、总的摩擦系数均要在0.08-0.16的范围。
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