金屬表面處理——發(fā)黑處理

??發(fā)黑是化學(xué)表面處理的一種常用手段，原理是使金屬表面產(chǎn)生一層氧化膜，以隔絕空氣，達(dá)到防銹目的。外觀要求不高時(shí)可以采用發(fā)黑處理，鋼制件的表面發(fā)黑處理，也有被稱之為發(fā)藍(lán)的。??

常用方法??

發(fā)黑處理常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種。但常溫發(fā)黑工藝對于低碳鋼的效果不太好。堿性發(fā)黑細(xì)分出來，又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別。發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。發(fā)黑時(shí)所需溫度的溫差不大，大概在135-155℃之間都可以得到不錯(cuò)的表面，只是所需時(shí)間有些長短而已。??

效果??

（1）發(fā)黑安全不用電，用堿性高溫發(fā)黑需100%用電。（2）提高工效：共需1-2小時(shí)。（3）發(fā)黑成本低，設(shè)備簡單，操作方便；對發(fā)黑時(shí)間作了嚴(yán)格的控制。（4）工藝適應(yīng)性強(qiáng)：解決了球墨鑄鐵不能發(fā)黑的難題。一種軸承套圈倒角及擋邊的發(fā)藍(lán)防銹處理工藝。軸承套圈在熱處理后經(jīng)過除油脫脂，然后在氫氧化鈉、亞硝酸鈉、硝酸鈉和水的混合溶液中進(jìn)行變色處理，其配比為2-3∶1，其余加水；加水量以溫度在135℃-145℃為合適；時(shí)間15-25分鐘；取出套圈用清水沖洗后進(jìn)行鈍化處理，鈍化處理用重鉻酸鉀溶液作為填充液，其濃度為12%-18%；在室溫下1-2分鐘；經(jīng)鈍化處理并干燥后，放入105℃-120℃的機(jī)油或防銹油中1-3分鐘，至氣泡完全消失后取出，停放10-15分鐘后檢驗(yàn)。該工藝生成的氧化物薄膜性能穩(wěn)定，在常溫下可長期保護(hù)套圈倒角、擋邊處不生銹，軸承的外觀質(zhì)量得到明顯改善。A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。實(shí)際操作中，需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量，以及發(fā)黑后的鈍化浸油。發(fā)黑質(zhì)量的好壞往往因這些工序而變化。常用方法??

第一類：.酸性著色法熔融重鉻酸鹽法。將不銹鋼件放在重鉻酸鈉熔融鹽液中浸漬,進(jìn)行充分?jǐn)嚢?0~30min形成黑色氧化膜。取出冷卻后水洗即可。熔融鹽的溫度在450~550℃,低于這個(gè)溫度時(shí),不能進(jìn)行充分地氧化,達(dá)不到黑色效果。??

鉻酸鹽黑色化學(xué)氧化.法此膜層顏色變化的過程是由淺到深，當(dāng)從淺藍(lán)往深藍(lán)(或純黑)變化時(shí)，其時(shí)間間隔僅0．5～1min，錯(cuò)過這個(gè)最佳點(diǎn)就會(huì)又回到淺棕色，只能退除后重新著色。經(jīng)固化處理能提高耐磨性。配上顏色定位儀，能得到勻均的黑色氧化膜。操作要求嚴(yán)謹(jǐn)。此法也叫因科法，已有幾十年歷史，英國人發(fā)明。工藝經(jīng)改良后，已得到廣泛應(yīng)用，效益顯著。目前我國與先進(jìn)國家相比，主要差距是著色的電子監(jiān)測設(shè)備。國外已將這種設(shè)備用于工業(yè)生產(chǎn)，可以得到重復(fù)的顏色，而國內(nèi)尚未見報(bào)導(dǎo)使用，所以研制著色用電子監(jiān)測設(shè)備是當(dāng)務(wù)之急。硫化法可得到美觀的黑色膜,氧化前需用王水酸洗.3.堿性氧化法堿性氧化是用氫氧化鈉配制的溶液，氧化時(shí)間10-15分鐘，黑色氧化膜的耐磨性很好，無需固化處理。鹽霧時(shí)間一般在600-800小時(shí)。能保持不銹鋼不銹的優(yōu)秀品質(zhì)。第二類：電解氧化法溶液配制:(重鉻酸甲20-40g/L硫酸錳10-40g/L硼酸10-20g/L/PH3-4).著色膜在25C的1O%HCI溶液中浸泡,5min內(nèi)膜層無顏色變化、無脫落現(xiàn)象，說明膜層的耐蝕性較好。經(jīng)過電解法對1Crl7鐵素體不銹鋼著黑色，發(fā)黑速度快，再經(jīng)過硬化處理后，得到黑色氧化膜色澤均勻、富有彈性，又有一定的硬度。特點(diǎn)是工藝簡單、發(fā)黑速度快、著色效果好，有著較好的耐蝕性能，適用于各類不銹鋼的表面發(fā)黑處理，因而頗具有使用價(jià)值。第三類：QPQ熱處理法.在專用的設(shè)備中進(jìn)行，膜層牢固，耐磨性好；但由于不銹鋼，特別是奧氏體不銹鋼，經(jīng)QPQ處理后還不會(huì)有原來不做處理的防銹能力好。原因在于奧氏體不銹鋼的表面的鉻含量遭到了破壞導(dǎo)致的。因?yàn)樵赒PQ的前道工藝也就是氮化過程中會(huì)有碳氮的含量滲入，導(dǎo)致表面組織遭到破壞。容易生銹,鹽霧差的只有幾小時(shí)就生銹.因存在這一弱點(diǎn),實(shí)用性不大.??

工藝步驟??

清洗；保持產(chǎn)品表面整潔、干凈。??

脫脂：工件必須完全浸入脫脂液中；脫脂液濃度ph值12-14，處理時(shí)間10-30min，每過3-5分鐘上下抖動(dòng)幾次，藥液濃度低于ph12時(shí)補(bǔ)充脫脂粉；??

水洗；??

酸洗：酸洗液濃度ph值2-4，處理時(shí)間5-10min；??

水洗；??

發(fā)黑：池液濃度ph值2.5-3.5，處理時(shí)間10-12min；??

水洗；??

吹干??

上油。??

發(fā)黑處理現(xiàn)在常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種。但常溫發(fā)黑工藝對于低碳鋼的效果不太好。A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。堿性發(fā)黑細(xì)分出來，又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別。發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。發(fā)黑時(shí)所需溫度的寬容度較大，大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯(cuò)的表面，只是所需時(shí)間有些長短而已。實(shí)際操作中，需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量，以及發(fā)黑后的鈍化浸油。發(fā)黑質(zhì)量的好壞往往因這些工序而變化。金屬“發(fā)藍(lán)”藥液采用堿性氧化法或酸性氧化法；使金屬表面形成一層氧化膜，以防止金屬表面被腐蝕，此處理過程稱為“發(fā)藍(lán)”。黑色金屬表面經(jīng)“發(fā)藍(lán)”處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內(nèi)層為氧化亞鐵。??

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