达克罗技术是一项高耐蚀、无氢脆和对环境污染小的金属表面防腐新技术,自其问世以来便得到了极广泛的应用。然而它还存在一定的缺点和不足,需要进一步研究和改进。从环保方面讲,六价铬是最大的问题,因为它的毒性强而且具有致癌作用,所以世界上工业发达国家的汽车行业中许多名牌车辆都率先制定了采用无铬涂层的技术标准,在其它行业中达克罗的应用也都开始向低铬和无铬方向发展,寻找各方面的性能都较优的无铬替代品是达克罗技术必然发展方向。本论文研究目的是通过试验寻找一种不含铬的酸体系,代替有铬达克罗涂液中的铬酸,制备出一种水溶性无铬达克罗涂液,使用此涂液制取的涂层具有一定防腐性能。本论文主要研究内容是无铬酸体系的选择研究和无铬达克罗涂液的制备。无铬酸体系的选择研究是以铬同类族的酸或盐为基础,加入有机酸或无机酸配制成不含铬的酸体系。通过对酸体系的自身相容性和稳定性试验研究,确定酸体系组成;采用正交试验法确定酸体系的配方。结果表明,无铬酸体系为由钼酸钠、硼酸、甲酸组成的水溶液。其最佳配方是钼酸钠10wt%,硼酸1wt%,甲酸8wt%。酸体系中钼酸钠对涂层性能影响最大,硼酸次之,甲酸最小。采用正交试验研究无铬达克罗涂液配方和工艺。以酸体系、锌粉、铝粉、聚乙二醇和烧结温度与时间作为因素考虑,涂层的外观、附着力和5%NaCl浸泡试验作为指标。选择设计了正交试验表L₂₇(3¹³)进行试验,确定无铬达克罗涂液的配方和工艺。通过正交试验研究涂液组分与涂层烧结工艺,以及通过对涂层性能进行检测、无铬涂层和有铬涂层进行对比的研究,结果表明,制备无铬达克罗涂液的最优值为:锌粉300g/L,铝粉70g/L,混合酸40g/L,聚乙二醇为180g/L,工艺是烧结温度300℃,烧结时间30分钟。制取的无铬涂层的5%NaCl浸泡出红锈时间为1500h,中性盐雾试验720h。采用金相显微镜和扫描电镜分析涂层表面形貌和截面形貌,结果表明,涂层均匀、连续,与基体结合紧密。通过能谱分析仪和X射线衍射仪对涂层元素组成和相组成进行了分析,结果表明:涂层中存在大量的Zn和Al,其总量超过70%,它们对涂层起着牺牲阳极保护作用,其中Zn的耐蚀作用最大。涂层中还存在质量百分比为20%左右的氧元素,它与Zn、Al之间形成的氧化物起到了有效的钝化作用。综上所述,本实验制得了不含铬的酸体系和水溶性无铬达克罗涂液,用此涂液制取的涂层具有一定的耐蚀性能。通过本文研究,为无铬达克罗涂液的制备提供一种新方法,对进一步研究和改进无铬达克罗涂液有一定的参考价值。