不銹(xiu)鋼化學著(zhu)黑(hei)色溶(rong)液成(cheng)分和工藝條件見表7-1和表7-2.
一、配方1 (見表7-1)
1. 重鉻酸鉀
含量太(tai)(tai)高，加(jia)熱后不(bu)能(neng)全部(bu)溶(rong)解，易(yi)發生色澤不(bu)勻(yun)的(de)現象，含量太(tai)(tai)低，氧化力(li)弱，膜(mo)層色淺。最佳含量為355g/L。
2. 硫(liu)酸
含量(liang)太高，反應較慢(man)，易(yi)使零件表面光潔度降低。含量(liang)太低，反應速率很(hen)慢(man)，最(zui)佳(jia)含量(liang)為347mL/L.
3. 溫度
低于90℃,反(fan)應進(jin)行(xing)很(hen)(hen)慢，膜層會(hui)產生玫紅、翠綠、淺棕等不(bu)規則(ze)的干涉色。溫度太高，反(fan)應進(jin)行(xing)很(hen)(hen)快，終點不(bu)易控(kong)制，膜層質(zhi)量(liang)欠佳。
4. 時間(jian)
在(zai)開始(shi)大半時(shi)間(jian)內顏色(se)無(wu)變(bian)化，中(zhong)途(tu)取出察看(kan)一直是本色(se)，色(se)膜(mo)(mo)是在(zai)今(jin)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)最后(hou)10%~20%的(de)(de)時(shi)間(jian)內方(fang)才出現的(de)(de)，且(qie)只持續(xu)1~2分鐘。在(zai)嚴格(ge)控制(zhi)(zhi)溫度(du)的(de)(de)情(qing)況下，要掌握好(hao)最佳出槽時(shi)間(jian)，否則無(wu)法達(da)到(dao)黑(hei)(hei)色(se)氧化膜(mo)(mo)色(se)澤一致。在(zai)氧化過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，膜(mo)(mo)層(ceng)顏色(se)有一個(ge)從本色(se)→淺(qian)(qian)棕(zong)→深(shen)(shen)棕(zong)→淺(qian)(qian)藍(lan)（或淺(qian)(qian)黑(hei)(hei)）→深(shen)(shen)藍(lan)（或深(shen)(shen)黑(hei)(hei)）的(de)(de)變(bian)化過(guo)(guo)程(cheng)。而從淺(qian)(qian)藍(lan)至深(shen)(shen)藍(lan)的(de)(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔僅0.5~1 分鐘。如果錯過(guo)(guo)這(zhe)最佳點，就(jiu)會又從深(shen)(shen)藍(lan)色(se)回復到(dao)淺(qian)(qian)棕(zong)色(se)，再也(ye)不會變(bian)黑(hei)(hei)。此(ci)時(shi)只能(neng)取出零件退除(chu)膜(mo)(mo)層(ceng)后(hou)，重新氧化著(zhu)色(se)。因此(ci)，在(zai)氧化過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，應(ying)嚴格(ge)控制(zhi)(zhi)時(shi)間(jian)，經常取出零件水洗后(hou)察看(kan)色(se)澤，這(zhe)樣做不會影響氧化發黑(hei)(hei)質(zhi)量，當顏色(se)達(da)到(dao)后(hou)及(ji)時(shi)中(zhong)止氧化發黑(hei)(hei)時(shi)間(jian)。正確掌握時(shi)間(jian)是本工序成敗(bai)的(de)(de)關鍵。
配方(fang)3和配方(fang)4與配方(fang)1基本是(shi)同一(yi)類(lei)型，可相互參照。
二、配方2 (見表7-1)
1. 硫酸錳(meng)
在溶液中硫酸錳解離出來的二價錳離子（Mn2+)被硝酸根離子（NO-3)氧化，轉變成高錳酸離子（MnO-4),反應式如下：
3Mn2++5NO-3+7H2O → 3MnO-4+5NO2↑+14H+
在加熱的酸(suan)性(xing)溶液中，每兩個高錳(meng)(meng)酸(suan)離子放出5個新生(sheng)態氧(yang)原子，其(qi)活(huo)性(xing)大，能與鎳、鉻、鐵(tie)等(deng)元素發生(sheng)化(hua)學反應(ying)，生(sheng)成(cheng)黑(hei)色(se)氧(yang)化(hua)膜，故錳(meng)(meng)是發黑(hei)劑。它能加速(su)膜的生(sheng)成(cheng)，含量太低或(huo)無錳(meng)(meng)離子存在，氧(yang)化(hua)膜便不能變(bian)黑(hei)。
2. 硝(xiao)酸鉀
在溶液中是氧化劑，能使二價錳離子氧化為高錳酸離子，再起氧化作用，硝酸根（NO-3)在加溫條件下也能直接與鎳、鉻等合金元素反應，生成它們的氧化物。硝酸鉀含量偏低，成膜慢，偏高易造成過腐蝕。
3. 重(zhong)鉻(ge)酸(suan)鉀
在(zai)發黑過(guo)程中是氧化(hua)劑(ji)。氧化(hua)后(hou)本身變成三價(jia)鉻，當(dang)三價(jia)鉻濃(nong)度達到鉻的(de)尖(jian)晶型氧化(hua)物(wu)時，形成錳、鎳、鐵、鉻等系(xi)列化(hua)合(he)物(wu)，從(cong)而得(de)到黑色(se)氧化(hua)膜。其含(han)量偏高、偏低均不能獲得(de)有彈(dan)性有硬度的(de)黑色(se)膜，而且使(shi)膜變薄、變脆(cui)、疏松。
4. 硫酸銨
在溶(rong)液中通過絡(luo)合作用，控制反應速率。偏低(di)時，絡(luo)合不了溶(rong)解下(xia)來的鎳、鉻(ge)等(deng)離子(zi)，使溶(rong)液惡(e)化，成(cheng)膜(mo)速率變慢。含量(liang)偏高，膜(mo)成(cheng)型快(kuai)。工件(jian)溶(rong)解過快(kuai)，造成(cheng)過腐蝕，膜(mo)層變薄，性能(neng)低(di)劣。
5. 硫酸
使(shi)溶(rong)液保(bao)持一定的酸度，可以增加溶(rong)液的活性(xing)。
6. 溫度與時(shi)間
溶液溫度(du)低于95℃,溶液活(huo)性(xing)不夠，基本沒有(you)反應(ying)，成(cheng)膜速率非常緩慢。溫度(du)過高，超(chao)過115℃,表面溶解過快，造成(cheng)過腐蝕。時間(jian)(jian)(jian)與溫度(du)應(ying)配(pei)(pei)合(he)(he)適當，溫度(du)取上限，時間(jian)(jian)(jian)取下限。對高合(he)(he)金不銹鋼比(bi)較合(he)(he)適的(de)溫度(du)是(shi)98℃,時間(jian)(jian)(jian)為80分(fen)鐘。掌(zhang)握好發黑的(de)最佳時間(jian)(jian)(jian)與配(pei)(pei)方(fang)1中對時間(jian)(jian)(jian)所述(shu)的(de)控制(zhi)同樣重要(yao)。
三、 配方5 (見表7-1)
工藝流程：水洗(xi)(xi)（除(chu)去不(bu)(bu)銹(xiu)鋼表面的污(wu)物）→化學除(chu)油（氫(qing)氧化鈉80g/L,碳(tan)酸(suan)鈉20g/L,磷(lin)(lin)酸(suan)鈉40g/L,十二烷基(ji)硫酸(suan)鈉2g/L,溫(wen)度50~60℃,時間15~20min)→熱(re)水洗(xi)(xi)→冷(leng)水洗(xi)(xi)→化學拋光［硫酸(suan)（d=1.84)230mL/L,鹽酸(suan)（36%~38%)70mL/L,硝酸(suan)（65%~68%)40ml/L,溫(wen)度50~80℃,時間3~20min]→水洗(xi)(xi)→活化［磷(lin)(lin)酸(suan)（≥85%)60mL/L、溫(wen)度室溫(wen)，時間1~2min]→水洗(xi)(xi)→發黑(hei)（配方5 的發黑(hei)液加熱(re)到(dao)95~100℃,零件之間、與(yu)容(rong)器之間不(bu)(bu)得接觸(chu)，經常攪(jiao)拌，補充蒸餾水，保持溶液濃(nong)度，時間是(shi)要(yao)不(bu)(bu)時取出(chu)試件，用水沖(chong)洗(xi)(xi)干凈后觀察其顏色變(bian)化，達(da)到(dao)純(chun)黑(hei)色膜(mo)即時出(chu)槽）→水洗(xi)(xi)→固化［使黑(hei)膜(mo)耐磨硬化：鉻酐250g/L,硫酸(suan)（d=1.84)2.5g/L,溫(wen)度40℃,時間5~15min]→水洗(xi)(xi)→浸(jin)脫水防(fang)銹(xiu)油（3~5 分鐘)。
四、 配方7、8(見表7-2)
為(wei)(wei)無鉻型(xing)著色工藝(yi)。配(pei)方8著黑色時分兩步走，第一步先在草酸(suan)中浸若干(gan)時間(jian)，然后在硫代硫酸(suan)鈉(na)溶(rong)液中浸黑為(wei)(wei)止。
在前處理中也采用環保型，不含六價鉻，適用于各種不銹鋼的化學拋光，對人和環境污染較小。見表7-3環保型不(bu)銹鋼化學拋光工藝。
但配(pei)方12、13含硝酸和(he)(he)磷(lin)酸鹽(yan)，對人和(he)(he)環境還存在危害，且溫度都是(shi)50℃,而以下配(pei)方14、15則較為實用。
配方14 ： 草酸 150~200g/L 、硫脲 8~10g/L 、乙(yi)醇(chun) 6~10mL/L 、OP或無磷海(hai)鷗洗滌(di)劑 5~10mL/L 、溫度 50~60℃ 、時間 3~5 分鐘(zhong)。
配方15 ：雙氧水 20~30mL/L 、鹽酸 20~30mL/L 、添加劑(ji) 20~30mL/L(易溶于水、無機物，可絡合(he)鎳、鐵、鉻離子） 、水 20~30mL/L 、 溫度 常溫 。
配方15更為實用(yong)。添加劑可用(yong)氟(fu)化銨或硫酸銨。
環保(bao)型不(bu)銹鋼電解拋光液組成及工(gong)藝條件見表7-4。
配方18溶液導電率(lv)高，拋(pao)光(guang)(guang)光(guang)(guang)澤(ze)度提高15%,處理(li)成本低，拋(pao)光(guang)(guang)中無(wu)異味(wei)，毒(du)性小。
五、配方9 (見表7-2)
本配方適用于(yu)18Cr-8Ni不(bu)銹鋼(gang)。硫酸(suan)(suan)鉻要先溶(rong)解(jie)于(yu)少量水溶(rong)液(ye)中形成飽和溶(rong)液(ye)，再加入硫酸(suan)(suan)－磷酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)中，當溫(wen)度到200℃時，不(bu)銹鋼(gang)表面先發生溶(rong)解(jie)，氫氧(yang)停止析(xi)出，表面形成不(bu)溶(rong)性(xing)黑色薄(bo)膜。
六(liu)、配(pei)方10 (見表7-2)
配方10是(shi)用(yong)(yong)少量(liang)水(shui)(shui)將鉻(ge)酐(gan)完全溶解，然后(hou)在(zai)攪拌下加入(ru)硫酸，均勻后(hou)加熱(re)到(dao)(dao)80~100℃后(hou)即(ji)可使用(yong)(yong)。水(shui)(shui)量(liang)要(yao)適量(liang)，才能成為(wei)黑(hei)(hei)化工(gong)藝。如果黑(hei)(hei)化未達(da)到(dao)(dao)要(yao)求，可適量(liang)加入(ru)少量(liang)水(shui)(shui)即(ji)可達(da)到(dao)(dao)黑(hei)(hei)化作用(yong)(yong)。
七(qi)、配方11 (見表7-2)
本配方在304不銹(xiu)鋼表面獲得緊密覆蓋的黑化膜，有效提高基體的裝飾性和防護性。工藝過程為：先將試件堿性除油（NaOH 70g/L,90℃),再進行電化學拋光（磷酸10%,濃硫酸10%,2A/d㎡,35℃).將前處理后的不銹鋼放入恒溫爐中加熱至300℃,之后將試件迅速浸入30%硫代硫酸鈉溶液中，進行5min黑化處理，烘干后即得黑化膜層。
