鋼鐵表面處理的一種方法。通常將工件浸入強(qiáng)氧化性的化學(xué)溶液中。例如沸騰溫度為147~152℃的**(600g/cm3)及亞硝酸鈉(100g/cm3)水溶液中,經(jīng)一定時(shí)間使表面生成一層美觀、較致密且具有防銹作用的黑色氧化鐵薄膜。此項(xiàng)工藝有時(shí)也混稱“發(fā)藍(lán)”。廣泛應(yīng)用于鐘表、指針、游絲、螺釘、儀表外殼及某些機(jī)械的零件等。
發(fā)黑處理方法
早期,對(duì)鋼材的表面發(fā)黑處理采用的是,涂瀝青或者油漆,然后干燥后可以附著在鋼材的表面,以達(dá)到防腐蝕的作用。
現(xiàn)在常用的發(fā)黑處理方法有兩種。
一種是利用堿性加溫讓金屬表面發(fā)黑,高碳鋼常用這種一發(fā)黑工藝。
另一種是利用常溫發(fā)黑,低碳鋼常用這種發(fā)黑工藝效果較好。
鋼鐵產(chǎn)品表面的發(fā)黑處理,也會(huì)被稱為發(fā)藍(lán)處理,表面那層致密而光滑的氧化層是四氧化三鐵,也是靠它來(lái)保護(hù)工件內(nèi)部不被氧化的。
在高溫550℃下,氧化后的四氧化三鐵會(huì)呈現(xiàn)出天藍(lán)色,所以被稱為發(fā)藍(lán)處理。
而在低溫350℃下,氧化后的四氧化三鐵會(huì)呈現(xiàn)出黑色,所以被稱為發(fā)黑處理。
在日常生活中會(huì)遇到各種各樣的顏色,每個(gè)人都有自己喜歡的顏色,在這其中有很多人會(huì)對(duì)黑色特別的喜歡,不管是設(shè)計(jì)還是普通人 ,有的人對(duì)黑色甚至是著迷。
不管是經(jīng)典的黑色服裝,還是黑色的家居用品,汽車,藝術(shù)品等等,黑色都有著非常重要的地位。
因其黑色在生活生產(chǎn)中的廣泛使用,特別是在各種金屬中的使用,也發(fā)展出了一種表面處理工藝,這是發(fā)黑處理。
什么是發(fā)黑處理
各種鋼鐵產(chǎn)品在與空氣長(zhǎng)時(shí)間接觸后,會(huì)在表面自然形成一層氧化物薄膜,但這層薄膜并不是很完整和致密,所以很容易造成鋼鐵從表面開(kāi)始被氧化和腐蝕。
發(fā)黑處理是利用多種化學(xué)物質(zhì),在金屬表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),使其表面附著一層黑色的氧化薄膜。
發(fā)黑處理的目的是為了讓金屬件不受氧化,以達(dá)到讓金屬件與空氣完全隔絕,提高防銹能力,發(fā)黑處理后還可以增加金屬件表面光澤讓其較美觀,并且還可以減少部分內(nèi)在或者外力對(duì)工件造成的變形。
由于發(fā)黑處理有著諸多的優(yōu)點(diǎn),如加工時(shí)間短,成本低,操作簡(jiǎn)單等等,所以在金屬表面處理中廣泛使用;但同時(shí)發(fā)黑處理的缺點(diǎn)也特別明顯,是污染比較嚴(yán)重。
發(fā)黑工藝流程
工件裝夾
先要根據(jù)工件的尺寸和形狀,設(shè)計(jì)出的夾具,終能讓工件在溶液中能夠每一個(gè)部位都能被氧化,沒(méi)有氧化死角。
除油
由于工件表面會(huì)存在油污,如果不能去除油污不但會(huì)影響發(fā)黑處理的質(zhì)量,還會(huì)污染整池的除油液。
將除油溶液加溫到90℃左右后,將工件放入其中靜置30分鐘左右,終以工件完全除油干凈為準(zhǔn),是否除油干凈需要靠操作者的經(jīng)驗(yàn)觀察,一般是通過(guò)觀察水泡從工件表面均勻散開(kāi),沒(méi)有聚集顯現(xiàn)即可。
酸洗
酸洗的目的是去除掉工件表面的氧化皮和銹跡,即便觀察不到工件表面有銹跡也應(yīng)該進(jìn)行酸洗,可以讓其在發(fā)黑處理前較干凈,這樣有利于氧化,也不會(huì)影響發(fā)黑處理的質(zhì)量。
酸洗液一般采用濃度在15%左右的工業(yè)濃鹽酸,將工件完全放置于溶液中30分鐘左右。
發(fā)黑處理(氧化)
經(jīng)過(guò)除油,酸洗后干凈的工件可以進(jìn)行發(fā)黑處理了。
發(fā)黑時(shí)的溶液溫度在130℃左右,發(fā)藍(lán)的溫度在550℃,還要通過(guò)不同工件材料來(lái)控制浸入的時(shí)間。
對(duì)于一些發(fā)黑要求較高的工件,次發(fā)黑后拿出來(lái)酸洗,并再次發(fā)黑處理,如此反復(fù)多次后,能夠得到色澤均勻致密的氧化膜了。
后續(xù)加工
通過(guò)發(fā)黑處理后,將工件從發(fā)黑溶液池中取出,用清水將工件表面的化學(xué)溶液沖洗干凈。
通過(guò)烘烤或者吹風(fēng)的方式將工件表面的水分去除干凈,還要將工件放入皂化液中浸泡,以及涂敷上一層油,這些工序都是為了提高工件的防腐蝕能力,并且增加其表面的光澤度讓其較美觀。
通過(guò)外觀檢查,耐腐蝕和附著力測(cè)試,一個(gè)通過(guò)發(fā)黑處理后合格的工件完成了。
發(fā)黑氧化膜的形成
是否能在鋼鐵工件表面氧化致密而又均勻的四氧化三鐵,關(guān)鍵是要選用合適的氧化劑,而通常會(huì)選用由**,亞硝酸鈉以及磷酸三鈉所組成的氧化劑。
發(fā)藍(lán)處理時(shí)會(huì)用加熱后熔化的液體氧化劑去處理工件,而在發(fā)黑時(shí)則會(huì)使用水溶液氧化劑去處理工件。
常用的發(fā)黑溶液成分,除了由三種原料組成的氧化劑外,還要加上一定比例的水,溶液的密度在1.4g/cm³,沸點(diǎn)在130℃,在這樣的溶液下,工件可以進(jìn)行發(fā)黑處理了。
要想在工件表面獲得致密而光亮的四氧化三鐵薄膜,三種氧化劑原料的比例也非常重要。
當(dāng)**,亞硝酸鈉以及磷酸三鈉這三種化學(xué)物質(zhì)混合在一起后,會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成四氧化三鐵,遇到鋼鐵工件后會(huì)附著在其表面形成無(wú)數(shù)個(gè)結(jié)晶體,隨著這種結(jié)晶體越來(lái)越多,連成一片會(huì)在工件表面形成一層氧化薄膜層。
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