钢件在进行发黑处理后,金属表面会形成一层发黑氧化膜,这种黑色氧化膜本身非常薄也很软,不耐摩擦很容易破坏,而且防腐性能也比较差,金属表面发黑处理工艺属于发黑后的钢件是非常容易生锈,发黑后的零件可以在肥皂水中皂化处理,然后采用中性的热油进行侵油,再用中性包装纸包装。优质发黑处理是利用多种化学物质,在金属表面产生化学反应,使其表面附着一层黑色的氧化薄膜。发黑处理的目的是为了让金属件不受氧化,以达到让金属件与空气完全隔绝,提高防锈能力,发黑处理后还可以增加金属件表面光泽让其更美观,并且还可以减少部分内在或者外力对工件造成的变形。
优质发黑表面处理时容易遇到哪些问题?(1)氧化膜疏松。氧化膜应很致密,与基本结合很牢固。如果生成的氧化膜疏松,容易擦掉,这是不正常的现象。出现这种情况,主要是由于新配制的氧化溶液缺少铁离子引起的。解决办法,是加入一些旧的氧化溶液,或者加入一些干净的钢屑,煮沸30min,以增加氧化溶液的铁离子浓度,这现象就会消除。(2)金属表面发黑处理工艺工件表面呈红褐色锈斑。氧化膜应呈深黑色,光亮且平滑。如果工件表面出现红褐色斑点或连成一片,这主要是由于氧化溶液中氢氧化钠过浓、生成氧化铁过多所致。解决办法是调整溶液成分,补充加入一些亚硝酸钠和水,以降低NaOH浓度。(3)工件表面呈淡灰色。工件表面失去乌黑光泽,呈淡灰色,这是由于氧化溶液中氢氧化钠浓度过低引起的。解决办法,补充加入适量的氢氢化钠。
发黑主要就是把工件放置在空气、水蒸气或化学药物的溶液中,然后进展一定的加工步骤,后在工件的外表穿上一层“外衣〞,从而改善了其耐蚀性能。不过当前的发黑处理还是存在着许多的问题,假设不进展处理,那么就无法提升发黑处理的效果。发黑处理就是将金属工件放在浓的碱和亚硝酸钠溶液中加热、氧化,使金属工件表面生成一层厚约0.5~1.0um、均匀致密,且与集体金属结合牢固的四氧化三铁薄膜,这层膜能起到储油作用而提高工件表面的防锈能力。发黑本质是工件表面金属的氧化过程,氧化处理后一半的色泽都是蓝黑色。随着氧化膜厚度的增加,膜层的颜色由浅逐渐变深,其顺序为:无色→黄色→橙色→红色→紫红色→紫色→蓝色→黑色。
发黑表面处理的目的主要有以下三点:一是对金属表面起防锈作用。二是增加金属的美观光泽。三是部分消除工件的残余应力。海城铸铁、钢铁工件的黑色磷化工艺就是以磷酸盐、磷酸等对钢铁基体进行处理,形成一层非金属、不导电的转化膜的工艺过程。采用黑色磷化工艺,使磷化膜层既黑又牢固,外观均匀一致,膜层连续,呈致密的结晶结构。金属表面发黑处理工艺在工业大气环境及海洋性气候条件下,其耐蚀性比普通磷化膜高数倍,比氧化膜、常温发黑膜高数十倍,表现出优异的耐蚀性能。而且黑色磷化工艺具有生产成本低、产品质量好、槽液稳定易控制,不污染环境等优异特点。
经常跟发黑处理打交道的人都知道一种影响发黑处理效果的现象,即沉淀和后沉淀现象,沉淀现象就是在发黑过程当中有沉淀产生,从而会影响发黑效果。金属表面发黑处理工艺之所以会出现沉淀现象,主要是因为在钢铁发黑时,钢铁基体就会被发黑液氧化产生Fe2+,Fe2+那么会被进一步氧化为Fe3+,Fe3+与亚硒酸根离子反响生成 Fe2(SeO3)3沉淀。Fe2(SeO3)3不仅影响了发黑液的使用功能,还消耗了大量的有效成分。传统的发黑方法是碱性氧化发黑。优质碱性氧化发黑通常是采用高温和亚硝酸盐作为氧化剂,使钢铁零部件在特别浓的碱性氧化液中进行加热氧化,使零件表面形成一层蓝色至黑色的Fe3O4保护性氧化薄膜。这种高温氧化剂因工件在发黑时受热不均及温度过高,使溶液含量变化较快,经常造成发黑膜不均等现象。所以人们渴望寻求常温发黑工艺,达到节省能源、降低成本、操作简便、发黑膜均匀等目的。常温发黑剂剂调整剂有效的解决了上述问题,达到所要求的目的。
氧化是发蓝发黑的主要过程。Fe3O4 薄膜是否致密、光滑和足够厚取决于氧化阶段。工艺温度为550°C。黑化溶液的温度为130至145°C。浸泡时间为 50 至 80 分钟。优质含碳量高的高碳钢,氧化速度更快,浸泡时间可以更短。含碳量低的低碳钢氧化速度慢,需要较长的浸泡时间。合金钢,特别是高合金钢,工件表面有一定的残余奥氏体,对碱性溶液有很强的抵抗力,不易生成Fe3O4,所以浸泡时间较长。将待清洗的钢铁件浸没在钢铁除油剂槽液中,静置几分钟,取出,将钢铁件表面除油剂残液水洗干净。金属表面发黑处理工艺钢铁发黑工艺的成败,除油是关键。如果,钢铁表面的油污没有清晰干净,就会直接影响终发黑的质量,出现黑膜结合力差的情况。情况严重时,将会导致钢铁无法发黑的情况。