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金屬表面處理——發(fā)黑處理

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??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)黑時所需溫度的溫差不大,大概在135-155℃之間都可以得到不錯的表面,只是所需時間有些長短而已。??

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。(3)發(fā)黑成本低,設(shè)備簡單,操作方便;對發(fā)黑時間作了嚴(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。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℃,低于這個溫度時,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,其時間間隔僅0.5~1min,錯過這個最佳點(diǎn)就會又回到淺棕色,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。鹽霧時間一般在600-800小時。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。因為在QPQ的前道工藝也就是氮化過程中會有碳氮的含量滲入,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,處理時間10-30min,每過3-5分鐘上下抖動幾次,藥液濃度低于ph12時補(bǔ)充脫脂粉;??

水洗;??

酸洗:酸洗液濃度ph值2-4,處理時間5-10min;??

水洗;??

發(fā)黑:池液濃度ph值2.5-3.5,處理時間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的表面,只是所需時間有些長短而已。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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