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(知识点)常温发黑处理工艺的基本原理和方法

更新时间  2023-12-28 14:08 阅读

苏州五强光学

2、金属发黑工艺钢件表面发黑也称为发蓝。 常用的发黑处理方法有传统的碱加热发黑和后来出现的常温发黑。 然而,常温发黑工艺对于低碳钢来说效果不是很好。 A3钢最好采用碱性发黑。 碱性发黑又细分,有一次发黑和两次发黑之分。 发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。 发黑所需的温度有较大的容忍度。 大约在135摄氏度到155摄氏度之间可以获得良好的表面,但是需要的时间有点长。 实际操作中需要注意的是,工件发黑前必须进行除锈、清洗。 除油质量,发黑后的钝化浸油。 发黑的质量往往因这些工艺的不同而有所不同。金属发蓝溶液利用碱性氧化或酸性氧化在金属表面形成氧化膜,以防止金属表面被腐蚀。 这个过程称为上蓝。

3、黑色金属表面经“蓝”处理后形成的氧化膜,外层主要由氧化铁组成,内层主要由氧化亚铁组成。 、碱性氧化法“蓝色”液体? 1、配方:硝酸钠50100克氢氧化钠600700克亚硝酸钠100200克水1000克? 2 制备方法:按配方计量后,在搅拌条件下,将各组分依次加入其中,溶解并混合均匀。 3、注意事项:(1)金属表面必须洗净、干燥后才能进行“发蓝”处理。 (2)金属器件“蓝”处理的条件与金属一致金属中的碳含量与“蓝”液温度和金属器件在其中的处理时间有关。 请参考下表。 金属中碳含量% 工作温度 C) 处理时间(分钟) 开始和结束 15540-60 合金钢 560 -90 (3)每隔一周左右定期分析溶液中的硝酸钠和硝酸钠。

4、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量,以便及时补充相关成分。 一般情况下,所有溶液使用半年后应更换。 (4)金属“发蓝”后,最好用热肥皂水冲洗几分钟,然后用冷水冲洗。 然后,用热水冲洗并吹气。 2.酸性氧化法“蓝色”液体? 1、配方:磷酸310克,硝酸钙80克,100克,过氧化锰1015克,水1000克? 2、制备方法:按照配方计量后,在不断搅拌的条件下,加入磷酸、过氧化锰和硝酸钙,溶解并混合均匀。 ?3. 注意:(1)金属件必须经过清洗、干燥后才能“发蓝”。 (2)该方法得到的保护膜呈黑色,其主要成分由磷酸钙和氧化铁组成。 其耐腐蚀性和机械强度超过碱性氧化法得到的保护膜。 ?4.蓝色”工作温度为

5、100℃,处理时间4045分钟。 加工碳钢时,液中磷酸含量应控制在35g/L; 加工合金钢或铸钢时,磷酸含量应控制在510g/L。 应注意定期分析液体中的磷酸含量。 ?5. “蓝”处理后的金属件清洗方法同上。 1 引言 钢材常温发黑具有节能、高效、设备简单、操作方便、基本无环境污染等特点。 从小件到面积较大、形状复杂、不同钢种的工件均可适用。 但由于前处理难度大,且各种发黑剂具有不同的缺点,导致该技术的推广很不平衡。 笔者根据多年的生产实践,谈一下生产应用中的过程控制和改进措施,供同行参考。 2.过程控制和改进措施。 工艺流程一般为化学脱脂、热水洗、清水洗、强腐蚀、二次清水洗、化学脱脂、热水洗、清水洗、弱腐蚀、二次腐蚀。

6、室温下用清水清洗至变黑。 用清水清洗两次——脱水油浸泡——送检。 前处理:钢材常温发黑的前处理主要是除油、除锈。 一般采用化学除油、盐酸腐蚀、湿式喷砂1。 具体过程笔者之前已经详细介绍过2。 常温下的发黑液呈酸性,发黑前需对工件表面进行充分保湿,才能有效保证黑膜的牢固性。 否则,再好的发黑剂也生产不出合格的产品。 多年的实践证明,无论是单独使用除油剂,还是在除油槽中添加低浓度三大碱除油剂,都必须加热到50℃左右,以加快除油速度。 如果在操作时采用短时间(35min)的脱脂除锈作业,工作效率将显着提高。 自20世纪80年代中期国内研制出钢铁用常温发黑剂以来,市场上的产品数量逐渐增多。生产和应用的结果普遍是膜的结合力不如普通发黑剂。高温时发黑,溶液稳定性差。

7、等待3、HH902钢材常温发黑剂在这两方面取得了重大突破。 笔者工厂几年的生产实践证明,膜层的牢固程度不需要等待24小时后效即可获得附着力良好的黑色膜层,完全可以与高温发黑相媲美。 在溶液稳定性方面,工作液产生白色沉淀较少,不易影响膜层质量,不需要频繁调整; 母液存放两年以上无沉淀,效果不变。 ZT发黑剂在发黑剂中添加了丙烯酸漆,将两种工艺合二为一,简化了生产。 膜层具有良好的结合强度和耐腐蚀性,但黑色膜层颜色略带蓝色。 溶液维护与调整 常温下溶液变黑时,钢表面被活化,产生Fe2+,多余的Fe2+与Se2反应生成白色沉淀; 在氧化剂存在下,Fe2被氧化成Fe3,反应还形成沉淀,浪费了溶液中的Se2,缩短了时间。 使用寿命、寿命

8、生产时应采取以下措施:(1)生产线发黑槽前的两个清水槽应采用硬塑料板或钢板槽内衬软塑料板,以防止铁槽防止生锈和污染干净的水。 Fe2被带入发黑槽。 (2)发黑器皿小批量生产采用塑料篮,大批量生产采用钛篮、钛架、钛桶等,防止发黑时Fe2+的生成和发黑剂的消耗。 钛制器皿虽然一次性投资较大,但耐酸碱,不与发黑剂发生反应。 其使用寿命长达10年以上。 综合计算也显着降低了生产成本。 (3)盖上发黑槽。 停机时,用塑料盖盖紧溶液,防止空气中的氧气进入,减缓Fe3+的生成速度,减少沉积物的形成。 定期用精密试纸检查溶液的pH值。 如果高于pH值,则进行调整。比较简单的方法是先将溶液自然沉降过滤,然后添加母液使工作液恢复到范围内。

9、可以继续变黑。 如果不是批量生产,则发黑液配制按每批零件数量计算,发黑液一次性用完。 这不仅保证了黑膜均匀且具有良好的结合力,而且避免了溶液在储存过程中的自耗。 后处理 (1) 传统技术需要使用脱水油进行密封。 (2)膜层要求耐腐蚀性高,可先钝化后浸入脱水油中。 (3)耐腐蚀性、耐磨性要求高于常规发黑膜层标准。 发黑后浸入丙烯酸乳液固化剂中,稍自然干燥后浸入脱水油中。 (4)膜层要求耐温400℃,不封油,可浸泡强力密封剂,表面光亮度好,硬度高。 生产时为了降低生产成本,可根据发黑件的表面技术要求,尽可能采用简单的后处理工艺。 生产时注意的要点(1)前处理必须保证工件被水充分润湿,不允许残留油污、锈斑、氧化皮等。 ( 2

10.)发黑前用清水清洗时,必须严格清洗工件内外的盐酸溶液,否则易产生沉淀。 (3)新浴液常温发黑时间控制在23分钟,旧浴液可延长至510分钟。 一般来说,工件从凹槽中出来时被认为是黑色和灰色的(随着时间的推移变成黑色)。 从凹槽中出来时呈黑色,膜层疏松,粘结力不理想。 4)有机膜的密封宜采用水溶性丙烯酸乳液。 变黑后清洗后可直接浸涂。 过程比较简单。 按照说明准备解决方案。 乳液和水必须搅拌均匀,调整至工件膜层无流痕后方可投入生产。 (5)在脱水油中浸泡时,一定要改掉传统的浸油习惯(入罐浸泡一段时间再出罐)。 首先有一个脱水过程,让油相渗透到工件中。 时间控制在38分钟。 3 生产成本以工厂批量生产HH902发黑剂为依据。 近几年的详细统计显示,配药费

11、增加设备投资,常温发黑会低于高温发黑。 日生产成本常温发黑为元m2,高温发黑为元m2,降低54%。 考虑到有些工件在后处理后需要进行钝化或丙烯酸乳液密封,总成本也要降低30%以上。 4 膜层质量讨论从成膜机理可以看出,钢在室温下发黑是由于钢表面形成了CuSe、Cu2O等覆盖层所致。 这种覆盖层与成熟的化学镀镍和镀铜的质量不同。 由于成膜机理不成熟,工艺参数多凭经验,不可能完美地生产商品化发黑剂。 膜层疏松、多孔,结合力和耐磨性比高温时差。 因此,为了保证常温发黑膜层的质量,发黑前必须彻底清除工件上的油污和铁锈,这样才能保证结合力。 发黑后处理不能采用高温发黑工艺。 而是使用脱水油,可以去除膜层中的水分,并具有防锈作用。 润湿密封可达到高温发黑膜层的耐腐蚀效果。 市售发黑剂的耐磨性仍不能令人满意。 发黑后,添加有机膜密封层4即可满足耐磨要求,同时还可提高膜层的耐腐蚀性。