提高五金配件的防腐蚀性

目前普遍的认识是塑料型材可保证使用三十年，但是制作成门窗后能否使用三十年，并保持良好的使用功能，除了焊接制作因素外，主要取决于五金配件的使用寿命。 目前虽然五金配件的使用寿命都按照行业标准执行，大部分配件都能达到1．5万次以上的使用寿命和96小时的中性盐雾试验检验标准，理论上应有十年以上的使用寿命。但五金配件作为门窗的一个附件除了有机械使用的性能外，还有一定的装饰作用，就象变色和粗糙的型材用户是无法接受的一样，粗糙、锈蚀、变色的五金件用户也是不欢迎的。而且目前各种高档住宅遍地皆是，用户的装修水平也日趋提高，五金件也要适应这个趋势。 介于上述原因本人就五金件的表面处理、质材选用及今后的发展方向谈一些个人的看法，以供参考。
一、提高黑色金属的防腐蚀能力 目前五金配件中大量使用的材料是碳钢，如传动锁闭器、衬钢等。对碳钢而言，如何提高防腐蚀性是影响其使用寿命的关键。经本人多年观察、调查，如传动锁闭器，由于经常接触雨水和日光，在上海地区使用不到三年与型材接触之表面已严重锈蚀，据分析和参考有关资料：原因一是可能PVC型材在老化过程中，在光和热作用下表面会游离出HCL，其对镀锌层有极强腐蚀作用，这就能解释为什么腐蚀发生在与PVC型材接触表面上；原因二是由于镀层太薄。据英国有关标准，对镀锌层在恶劣条件下使用除了中性盐雾试验要达到96小时外，还要求镀锌层厚度不低于40μm。现行国内标准往往只考虑盐雾试验时间，而不考虑镀层厚度。如钝化膜完整良好，10μm左右的镀层就能通过96小时的中性盐雾试验，一但钝化膜素损坏就很容易产生锈蚀。国内电镀行业普遍认为，96小时盐雾试验仅是试验镀锌钝化膜的防护性能测试，另外还根据使用环境规定镀锌层的厚度分为三等：优良环境、一般环境、恶劣环境，其镀锌的厚度分别为61μm、121μm和24μm。 综上所述对碳钢镀件应要求增加镀锌层厚度，同时还应加强后处理工艺，用无机盐如硅酸盐类或有机膜进行覆盖处理，这样能极大提高镀锌层的耐腐蚀性，国外已有部分厂商采用这一工艺，经封闭后原彩虹色的钝化膜成为金黄色。 在五金配件中有部分零件采用钢板冲压后表面喷塑或喷漆处理。这类产品如以中性盐雾试验可达1000小时，但在实际使用中这类产品的防腐蚀性很差，因为这类产品主要靠有机膜的覆盖达到防锈效能，一旦涂层被破坏，基底金属很快就产生腐蚀。在实际使用中特别是在安装过程中难免碰伤表面的覆盖层，特别在边缘和棱角处，而这些部位由于边缘效应，有机覆盖层又特别薄。建议用镀锌层作喷涂的前处理，这样即使有机覆盖层破坏后，内部还有镀锌保护层。经实践证明采用这一工艺后产品的防腐蚀性能将大大提高。 上述二种形式都有一个共同点，即都采用了双层防腐蚀法。前者以镀锌为主，加覆透明有机保护膜，从外观上看是镀锌零件，后者以有机涂层为主，辅以镀锌层，外观上看是涂塑零件。综上所述对防腐蚀性要求高的黑色金属产品都应采用此类表面处理工艺。
二、合理选用优质材质 1、多选用不锈钢，少用碳钢 不锈钢优良的防腐蚀性是公认的，但为什么不广泛采用不锈钢来代替碳钢制造门窗配件，目前只有滑撑这类产品在产品标准中有明确规定只能使用不锈钢制造，虽然早期也有用碳钢加涂塑来制造的，但现在用户唯一接受的就是不锈钢滑撑。在相同的使用条件和要求下如合页、传动锁闭器、撑挡都大部分用碳钢来制造。目前国内在合页方面也开始趋向用不锈钢制造，而传动锁闭器国外也开始用不锈钢制造，本人就认为合页、铰链、传动锁闭器等，特别是用于外平开窗的配件，应舍弃碳钢采用不锈钢来制造。 2、滑轮材质的选用 推拉窗的使用寿命取决于滑轮，目前国内普遍采用的是滚针轴承和滚珠轴承的滑轮，如采用优质的轴承，在寿命试验中可能能达到3～5万次，但实际使用中远达不到这一标准。原因有二：一是在多雨环境下，导轨上的雨水随着窗户的启闭会被带上滑轮造成轴承进水，现在轴承在轮体内要做到全封闭还有一定困难，一旦轴承进水就很容易产生锈蚀，造成滚针和滚珠卡死，而形成整个推拉窗的失效；二是由于目前一般工厂轴承中使用的都是普通润滑油脂。油脂一般在一、二年后即会干涸，造成推拉不灵活。现在国外滑轮的轴承有采用粉末冶金的含油轴承，而轮轴采用不锈钢制造。这样对滑轮承重性和防锈性有很大的提高，也不会因为轴承油脂的干涸而造成滑轮传动不灵活。 轮体前一时期都采用聚碳酸脂，由于聚碳酸脂的加3232艺要求高，如应力消除不好，轮体会自然开裂。现在有向金属轮和尼龙轮方向发展，但综合机械性能都不如聚碳酸脂。现在有一种新型材料即用ABS改性的聚碳酸脂，其机械性能与聚碳酸脂相同，而加工工艺优于聚碳酸脂，是制造滑轮体的理想材料。 3、外观涂层必须选用羧基聚酯树脂类型粉末涂料 在五金配件中有很大一部分材质是采用锌合金、铝合金和铜合金等有色金属铸件，目前表面处理状况不容乐观。就目前最常用的表面喷塑而言，由于选用的粉末涂料和喷涂工艺的不同，对产品的外观和使用有极大影响。从下表可以看出各种粉末涂料的性能特点。 从上述技术指标来分析，门窗五金配件表面粉料必须采用聚氨脂或纯聚脂型粉末涂料。才能使配件具有良好耐用性和防腐性。尽管环氧类涂料价格低、固化温度低、光泽性好，但由于耐候性极差而不宜作为门窗配件涂料。目前更有建筑专用羧基聚酯TGIC粉末涂料，专用于室外建筑领域。该粉末涂料适用于采用铝合金型材或镀锌钢板制作为门窗及配件制品的涂装，国外也开始采用耐候性更佳的聚丙烯粉末涂料。 从固化条件上看环氧型粉末固化温度低、时间较短，而聚酯类粉末涂料的固化温度高、时间长，当采用聚酯类粉末涂料时对铸件的质量也有更高的要求。这些有色金属铸件普遍使用的是高压铸造工艺，铸件内部不可避免地会产生气孔，在高温情况下气体膨胀溢出，会使涂层产生气泡和针孔。所以一些铸件质量不过关的企业往往选用能低温、短时间固化的环氧树脂涂料，并采用固化温度的下限。这样稍不注意即使涂层塑化不完全，严重影响涂层质量。要获得优良的表面涂层，除选用优质粉末涂料，严格按工艺操作，还必须有优质的铸件。 4、接壮螺钉的选择 接壮螺钉是一个极小的零配件，但对整个五金配件和门窗的使用有极大的影响。 涂膜主要技术指标表 有一个时期西南地区的用户反映不锈钢滑撑严重生锈，要求退货赔偿损失。后经实地考察分析问题不在于不锈钢滑撑而是安装螺钉严重生锈，锈水流到滑撑表面，客户认为是滑撑生锈，滑撑表面经轻轻擦抹就光洁如新。据分析，客户使用的是镀锌白攻铁螺钉，这是最不妥的选择。铁螺钉的镀锌层是阳极性保护层，而且其镀层极薄。因为螺钉都是滚镀件，镀层厚度一般不超过10lam。西南地区酸雨比较多，一旦发生电化学腐蚀，面积较大的不锈钢滑撑表面呈钝态、腐蚀电流都集中在几个螺钉和螺钉的镀锌层，其腐蚀速度是极快的，可以在较短时间产生严重的锈蚀。根据这一腐蚀原理，凡是接壮不锈钢的配件如滑撑、风撑、合页等，其接壮螺钉必须使用不锈钢螺钉。
三、采用先进技术提高配件表面质量 随着中国正式加人WTO，必然会给中国带来深远的影响。很多发达国家早就瞄准了中国门窗配件市场，早在中国改革开放的初期德国、英国等发达国家就开始进入中国门窗配件市场，向中国输入门窗五金配件。近年来这些国家已经开始在中国独资办厂、合资办厂或合作经营进一步进人中国市场，并利用资金、技术、设备上的优势拓展他们在中国的市场。国内门窗配件生产企业主要都是一些中、小企业，无论在技术、设备和企业规模上都无法与国外著名企业抗衡，所以国内企业必须尽快提高技术水准，掌握先进生产技术工艺，迎接人世的挑战。 国外五金生产商采用物理气相镀(简称PVD，亦称真空镀)生产出外观和防腐性极佳的五金配件。真空镀具有附着力强、镀层不易脱落；绕射性好，镀层厚度均匀；镀层致密，针孔气泡少；镀前易处理，工艺简单；用料省，无公害等优点。可在金属或非金属表面上镀制单质、合金或化合物。曾广泛用于航空、宇航、电子和光学等工业部门中制备各种特殊性能的镀层。随着真空镀设备的不断完善、大型化和连续化，以及涂料涂装技术的发展，可获得结合力好、耐磨性强、光亮度高的装饰性镀层。国外在执手、铰链等一些配件表面，采用真空镀Au、Ag、Al、Zr、TiN、1Crl8Ni9等，而获得综合性能极佳的外表面，使执手、铰链等这些单一功能性配件成为具有使用功能和装饰双重性能的配件。 通过PVD技术也可改变如执手类配件单一用金属制造的观念，国外很多配件，特别是执手类都采用工程塑料来制造，由于采用注塑工艺可大大提高劳动生产率和降低产品成本，再通过PVD技术使其外观金属化。这一工艺在日本得到普遍采用。 其次如氟碳喷涂、阴极电泳等表面处理的新技术、新工艺在门窗铝型材已有应用，用此生产出耐老化性、耐腐蚀性都极好的铝合金门窗，因此门窗配件也应随着型材性能的不断提高，改变单一镀锌、喷塑这一表面处理工艺，尽快采用新技术、新工艺、新材料。