鋼鐵發(fā)黑表面處理在兩種常見方法。1.專業(yè)堿性發(fā)黑。將鋼鐵浸入含有氧化劑(硝酸鈉、亞硝酸鈉)的濃氫氧化鈉溶液中,在高于130度的溫度下進(jìn)行氧化處理,可以獲得一層具有防護(hù)性能的黑色氧化膜,俗稱發(fā)黑或發(fā)蘭。此發(fā)黑膜的防護(hù)能力有限,故一般都要用中性油進(jìn)行封閉處理,以提高其防護(hù)裝束能力。2.酸性發(fā)黑。由銅鹽、亞硒酸鹽及磷酸鹽組成的酸性氧化。表面處理發(fā)黑該工藝同樣是將鋼鐵浸入溶液中,在常溫下進(jìn)行氧化,所得氧化膜層的結(jié)合力、黑度和溶液的穩(wěn)定性都有提高,質(zhì)量可與高溫堿性氧化媲美,市場上已有多種發(fā)黑劑供選購。
專業(yè)發(fā)黑液中其它組成物也有提高沸點(diǎn)的作用,但都不如NaOH強(qiáng)烈,所以生產(chǎn)上多用調(diào)整NaOH濃度來調(diào)整發(fā)黑液工作溫度。也就是說使用其相應(yīng)濃度下的沸點(diǎn)。工作溫度越高,成膜速度也越快,終獲得氧化膜的厚度也越厚。但厚膜容易疏松,易被擦掉,也就是說不牢固。因此,氧化溫度要適宜,一般不超過145℃。槽液溫度過高,也易使鐵酸鹽加速水解而在工件上形成含水氧化鐵的紅色掛灰,以致膜層質(zhì)量低劣。發(fā)黑是化學(xué)表面處理的一種常用手段,表面處理發(fā)黑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。外屬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。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。
經(jīng)常跟發(fā)黑處理打交道的人都知道一種影響發(fā)黑處理效果的現(xiàn)象,即沉淀和后沉淀現(xiàn)象,沉淀現(xiàn)象就是在發(fā)黑過程當(dāng)中有沉淀產(chǎn)生,從而會影響發(fā)黑效果。表面處理發(fā)黑之所以會出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象,主要是因?yàn)樵阡撹F發(fā)黑時,鋼鐵基體就會被發(fā)黑液氧化產(chǎn)生Fe2+,F(xiàn)e2+那么會被進(jìn)一步氧化為Fe3+,F(xiàn)e3+與亞硒酸根離子反響生成 Fe2(SeO3)3沉淀。Fe2(SeO3)3不僅影響了發(fā)黑液的使用功能,還消耗了大量的有效成分。傳統(tǒng)的發(fā)黑方法是堿性氧化發(fā)黑。專業(yè)堿性氧化發(fā)黑通常是采用高溫和亞硝酸鹽作為氧化劑,使鋼鐵零部件在特別濃的堿性氧化液中進(jìn)行加熱氧化,使零件表面形成一層藍(lán)色至黑色的Fe3O4保護(hù)性氧化薄膜。這種高溫氧化劑因工件在發(fā)黑時受熱不均及溫度過高,使溶液含量變化較快,經(jīng)常造成發(fā)黑膜不均等現(xiàn)象。所以人們渴望尋求常溫發(fā)黑工藝,達(dá)到節(jié)省能源、降低成本、操作簡便、發(fā)黑膜均勻等目的。常溫發(fā)黑劑劑調(diào)整劑有效的解決了上述問題,達(dá)到所要求的目的。
發(fā)黑表面處理的操作流程:工件夾→去油→清洗→酸洗→清洗→氧化→清洗→皂化→熱水煮沸→檢查。大石橋發(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。專業(yè)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)”。
氧化是發(fā)藍(lán)發(fā)黑的主要過程。Fe3O4 薄膜是否致密、光滑和足夠厚取決于氧化階段。工藝溫度為550°C。黑化溶液的溫度為130至145°C。浸泡時間為 50 至 80 分鐘。專業(yè)含碳量高的高碳鋼,氧化速度更快,浸泡時間可以更短。含碳量低的低碳鋼氧化速度慢,需要較長的浸泡時間。合金鋼,特別是高合金鋼,工件表面有一定的殘余奧氏體,對堿性溶液有很強(qiáng)的抵抗力,不易生成Fe3O4,所以浸泡時間較長。將待清洗的鋼鐵件浸沒在鋼鐵除油劑槽液中,靜置幾分鐘,取出,將鋼鐵件表面除油劑殘液水洗干凈。表面處理發(fā)黑鋼鐵發(fā)黑工藝的成敗,除油是關(guān)鍵。如果,鋼鐵表面的油污沒有清晰干凈,就會直接影響終發(fā)黑的質(zhì)量,出現(xiàn)黑膜結(jié)合力差的情況。情況嚴(yán)重時,將會導(dǎo)致鋼鐵無法發(fā)黑的情況。
發(fā)黑表面處理的特點(diǎn)有哪些?(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)專業(yè)發(fā)黑成本低,設(shè)備簡單,操作方便;對發(fā)黑時間做了嚴(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。發(fā)黑+涂油是工業(yè)緊固件很流行的鍍層,因?yàn)樗阋?,并且在油耗盡之前看起來不錯。由于發(fā)黑幾乎無防銹能力,所以無油后它很快就會生銹。就是在有油狀態(tài)下,其中性鹽霧試驗(yàn)也只能達(dá)到3~5小時。表面處理發(fā)黑鋼件在進(jìn)行發(fā)黑處理后,金屬表面會形成一層發(fā)黑氧化膜,這種黑色氧化膜本身非常薄也很軟,不耐摩擦很容易破壞,而且防腐性能也比較差,屬于發(fā)黑后的鋼件是非常容易生銹,發(fā)黑后的零件可以在肥皂水中皂化處理,然后采用中性的熱油進(jìn)行侵油,再用中性包裝紙包裝。