无铬锌铝涂层技术是一种在传统达克罗技术上发展起来的环保型金属防腐工艺技术。锌铝涂层保留了传统达克罗防腐的众多优点，同时又不含有害物质六价铬元素。本文详细介绍了该涂层技术的特点及涂层防腐机理，介绍了其应用及发展趋势，为金属零件防腐涂层替代应用提供参考。

无铬锌铝涂层是近年来在传统锌铬涂层(即达克罗)基础上发展起来的金属防腐涂层，是一种新型环保型金属表面处理技术，有些资料中也称之为锌铝涂层、无铬达克罗或久美特涂层。锌铝涂层最早由美国金属涂层国际公司研制开发。

达克罗是一种应用普遍、防腐性能优异的金属防腐技术。但是，在欧盟《化学品注册、评估、许可和限制》（简称“REACH”）法规和《关于报废汽车的技术指令》（简称“ELV”）中都对产品中Cr（Ⅵ）含量给出了明确的限制要求。 正常工艺的达克罗涂层中残留的Cr（Ⅵ）含量大大超过了法规中Cr（Ⅵ）的限量标准。各国也相继颁布了禁限有害物质的相关环保法规，其中Cr（Ⅵ）限量与欧盟基本一致。于是性能与达克罗涂层相近的无铬锌铝涂层替代传统达克罗涂层逐渐成为技术发展的趋势。下面介绍无铬的锌铝涂层，为金属零件的防腐涂层的替代应用提供参考。

无铬锌铝涂层特点

锌铝涂层是将无铬锌铝涂料浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件或构件表面，经烘烤形成的以鳞片状锌为主要成分的无机防腐蚀涂层（外观偏灰）。锌铝涂层具有以下特点：

1.可适用于多种基体材料

锌铝涂层可以用于钢、铸铁、铝及其合金、铁基粉末冶金等多种材料的表面保护。

2.具备优异的防腐性能

涂层中无金属铬，耐腐蚀性能与达克罗基本相当。一般8～10μm厚的锌铝涂层度就能保证720～1000ｈ的耐盐雾性能。其防护性能高出同厚度的电镀锌、电镀镉及热浸镀锌等防护层的几倍乃至几十倍。

锌铝涂层与铝及其合金不会产生电偶腐蚀，还可以用于铝及其合金接触的钢铁工件的表面保护。

3.耐热性能良好

锌铝涂层在不大于300℃的较高温度下仍具有良好耐腐蚀性能，而电镀锌在100℃以上就容易失去粘合性而使耐腐性降低。

4.无氢脆

锌铝涂层适合高强度零件、螺栓和自攻螺钉等。钢铁零件在电镀前的酸洗或是电镀过程中容易产生氢脆，金属会慢慢发生断裂。而在锌铝涂层的前处理中采用脱脂剂除油、机械除锈等不会导致氢脆的工艺，加之涂敷后较高温烘烤固化成膜，理论上不会产生氢脆。

5.良好的深涂性能

采用电镀锌的工件由于静电屏蔽效应，工件的深孔、狭缝即管件的内壁等部位难以电镀上锌、镉等保护层。锌铝涂料则可以进入工件的这些部位形成涂层，所以锌铝涂层适于这类工件。

6.良好的再涂性能

锌铝涂层的再涂装性能良好，可以再涂装上外观色彩丰富的涂层，涂层可进一步提高耐腐蚀性能和外观商品性。

锌铝涂层工艺应用及防腐蚀机理

1.锌铝涂层工艺流程

锌铝涂层工艺流程如图1所示。前处理一般包括抛丸、脱脂和磷化等工序；涂敷有静电喷涂、刷涂、浸渍离心或沥干等工艺，目前，浸涂/行星式离心工艺是一种先进高效的技术，应用较多。烘烤有网带炉箱和感应加热炉等加热方式。部分零件需要经过两次或三次涂敷和烘烤来达到涂层厚度及耐腐蚀性要求。

2.锌铝涂层分级与耐中性盐雾要求

锌铝涂层分级与耐中性盐雾要求如表所示。

3.锌铝涂层的防腐机理

锌铝涂层一般由底涂层和面涂层构成（见图2），之所以能有优异的防腐性能，得益于其独特的防腐机理。

（1）屏蔽 如图3所示，由于涂层是由大量的片状锌铝片层叠而成，构成了有效的阻挡层，水、氢离子及其他腐蚀电解质需要经历一个很长的腐蚀路径绕过金属薄片才能到达基体，形成了对基体的保护作用。

（2）阴极保护 如图4所示，锌、铝对钢铁来说都是阳极性的。在电化学腐蚀中，锌和铝先腐蚀，对钢铁基材形成阴极保护。

（3）钝化 如图5所示涂层中含有氧化物和硅化物，他们都可作为缓蚀剂，能够降低钢铁基体和锌、铝的腐蚀速率。多层钝化增加了被击穿的难度和抗蚀的持久性，形成了对基体的长久保护。

（4）涂层的自修复功能 如图6所示当涂层被划伤、擦破或其他方式破坏（如安装中碰撞、工具破坏）的地方暴露在腐蚀环境中时，锌和钢铁间的原电池腐蚀加速了锌的腐蚀。其腐蚀的产物体积比锌大，填满了涂层破坏空间，从而又恢复了屏蔽功能。

锌铝涂层技术的应用

锌铝涂层是一种无废气排放、不添加重金属铬和铅的耐蚀性涂层，适用于钢、铸铁、铝及其合金、铁基粉末冶金等多种基体材料的腐蚀防护，可以替代部分电镀锌、电镀镉和热浸镀锌工艺。其在汽车紧固件、卡扣件、弹簧、垫片等零件上应用较多。

达克罗作为一项应用成熟的防腐涂层技术，应用的领域相当广泛。目前中国已建成达克罗生产线300多条（包括国产和进口），涉及到汽车零部件、电力、摩托车、地铁、隧道、化工以及军事等领域。随着环保法规的逐渐严格和推广实施，含铬的达克罗技术会逐渐被升级替换为不含铬的防腐涂层技术。

不含铬的锌铝涂层作为有铬的达克罗涂层的更新产品已经首先被汽车制造行业普遍认可和接受。许多国际知名汽车公司如福特、通用、宝马、沃尔沃、戴姆勒以及克莱斯勒等都制定了零配件的锌铝涂层标准，要求产品必须使用无铬锌铝涂料涂装技术。我国也正式发布了《GB/T 26110-2010锌铝涂层技术条件》国家标准，规定了钢铁零件、构件上锌铝涂层的技术要求和试验方法，标准同时适用于铸铁、铝及其合金、铁基粉末冶金等多种材料的表面保护。锌铝涂层国家标准的颁布和实施，必将有力地促进我国工业产品应用锌铝涂层这一环保新技术的发展。

目前，应用成熟的无铬锌铝涂层材料有德国的德尔塔（DELTA）、锌美特（ZINTEK），美国的美加力（MAGNI），日本的久美特（GEOMET）。国内也在逐步引进和开发无铬锌铝涂层技术。

锌铝涂层技术发展趋势

1.锌铝涂层技术应用劣势

作为一项新型推广的环保防腐涂层技术，无铬锌铝涂层还存在一些不足：相同厚度的锌铝涂层耐蚀能力比达克罗弱，要达到相同的耐蚀性能需增加涂层厚度；无铬锌铝涂层加工处理工艺条件严格，加工时对环境要求严格，工艺条件不如达克罗宽松。所以，需要有严格的工艺管理和过程控制；此外，无铬锌铝涂料有刺激性气味，溶剂挥发量高，稳定性差有效期短，保存和使用管理要求严格；锌铝涂层干膜成分主要是锌、铝片比例高达85%，涂层硬度较低，一般为铅笔硬度2H，因此，为防止在运输过程中产生碰伤，必须做好零件涂层保护工作。另外锌铝涂层技术也不适宜于加工运动件、耐磨件和笨重的大零件；锌铝涂层的导电性能较差，因此应用于导电连接的零件，如电器的接地螺栓等，应考虑其导电性是否满足要求；涂覆成本相对镀锌、达克罗（锌铬涂层）高，这也是阻碍该技术推广应用的主要因素。

2.锌铝涂层技术发展趋势

根据目前锌铝涂层应用中存在的不足，以及节能环保的要求，还需要不断地进行技术革新。无铬锌铝涂层技术有以下发展趋势：开发高性能锌铝涂料，提高涂层耐腐蚀性能、耐候性和耐水性能，在同样的厚度下达到和达克罗相当的耐蚀性能；丰富涂层颜色系列，从单一功能的涂料发展为多功能涂料；从溶剂型发展为环保水性涂料，减少挥发物的排放；降低涂层固化温度，实现节能减排；锌铝涂料主要原料国产化、先进工艺设备国产化，降低成本。

结语

无铬锌铝涂层技术是一种在传统达克罗技术基础上发展起来的环保型金属防腐工艺技术。锌铝涂层保留了传统达克罗防腐的众多优点，同时又不含有害物质六价铬。随着环保法规的逐渐严格和推广实施，含有害物质的达克罗技术会逐渐被升级替换为不含铬的防腐涂层技术。无铬锌铝涂层技术将逐步取代达克罗技术，成为防腐行业发展的趋势。