不(bu)銹鋼(gang)化學著黑色溶液成分和工(gong)藝(yi)條件見表7-1和表7-2.

一(yi)、配方1 (見表7-1)

1. 重(zhong)鉻酸鉀

  含量太(tai)高，加熱后不(bu)能全部(bu)溶(rong)解，易發(fa)生色(se)澤(ze)不(bu)勻的現象，含量太(tai)低，氧化力弱，膜層色(se)淺。最(zui)佳含量為355g/L。

 2. 硫酸(suan)

 含量太(tai)高，反應(ying)較慢，易使零件表面光潔(jie)度降低。含量太(tai)低，反應(ying)速率(lv)很(hen)慢，最佳含量為347mL/L.

3. 溫度

  低于(yu)90℃,反(fan)應進行很(hen)慢，膜(mo)層會產生玫紅、翠綠、淺(qian)棕等不規則的(de)干涉色。溫度(du)太高(gao)，反(fan)應進行很(hen)快，終點不易控制，膜(mo)層質量欠佳(jia)。

 4. 時間

  在開(kai)始大半(ban)時(shi)間(jian)(jian)內顏(yan)色(se)(se)(se)(se)無變化(hua)，中(zhong)途取(qu)出(chu)察(cha)看(kan)一直是(shi)本色(se)(se)(se)(se)，色(se)(se)(se)(se)膜是(shi)在今過程的(de)最后10%~20%的(de)時(shi)間(jian)(jian)內方(fang)才出(chu)現(xian)的(de)，且只(zhi)持續(xu)1~2分(fen)鐘。在嚴(yan)格控制(zhi)溫(wen)度(du)的(de)情況(kuang)下，要掌握(wo)好最佳出(chu)槽時(shi)間(jian)(jian)，否則無法達(da)到(dao)黑色(se)(se)(se)(se)氧(yang)化(hua)膜色(se)(se)(se)(se)澤(ze)一致。在氧(yang)化(hua)過程中(zhong)，膜層顏(yan)色(se)(se)(se)(se)有一個從本色(se)(se)(se)(se)→淺棕→深(shen)(shen)棕→淺藍（或淺黑）→深(shen)(shen)藍（或深(shen)(shen)黑）的(de)變化(hua)過程。而從淺藍至深(shen)(shen)藍的(de)時(shi)間(jian)(jian)間(jian)(jian)隔(ge)僅0.5~1 分(fen)鐘。如果錯過這(zhe)(zhe)最佳點，就會又從深(shen)(shen)藍色(se)(se)(se)(se)回復到(dao)淺棕色(se)(se)(se)(se)，再也不(bu)會變黑。此(ci)時(shi)只(zhi)能取(qu)出(chu)零件退(tui)除膜層后，重新(xin)氧(yang)化(hua)著色(se)(se)(se)(se)。因此(ci)，在氧(yang)化(hua)過程中(zhong)，應嚴(yan)格控制(zhi)時(shi)間(jian)(jian)，經(jing)常取(qu)出(chu)零件水洗后察(cha)看(kan)色(se)(se)(se)(se)澤(ze)，這(zhe)(zhe)樣(yang)做不(bu)會影響氧(yang)化(hua)發(fa)黑質量，當顏(yan)色(se)(se)(se)(se)達(da)到(dao)后及時(shi)中(zhong)止氧(yang)化(hua)發(fa)黑時(shi)間(jian)(jian)。正確掌握(wo)時(shi)間(jian)(jian)是(shi)本工(gong)序(xu)成敗的(de)關鍵。

 配方(fang)3和(he)配方(fang)4與(yu)配方(fang)1基本(ben)是同一類型，可相(xiang)互參照。

二(er)、配(pei)方2 (見(jian)表(biao)7-1)

1. 硫酸(suan)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(zai)加熱(re)的(de)(de)酸性溶液中，每(mei)兩個(ge)(ge)高(gao)錳酸離(li)子放出5個(ge)(ge)新(xin)生(sheng)態氧(yang)原子，其活性大，能(neng)與鎳、鉻、鐵(tie)等元素發生(sheng)化學(xue)反應，生(sheng)成黑色氧(yang)化膜，故錳是(shi)發黑劑(ji)。它能(neng)加速膜的(de)(de)生(sheng)成，含量太低(di)或(huo)無(wu)錳離(li)子存在(zai)，氧(yang)化膜便不能(neng)變(bian)黑。

2. 硝酸(suan)鉀(jia)

  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. 重鉻酸鉀

  在(zai)發黑過(guo)程中是氧化(hua)(hua)(hua)劑(ji)。氧化(hua)(hua)(hua)后(hou)本(ben)身變成三價鉻(ge)，當三價鉻(ge)濃度達到(dao)鉻(ge)的尖晶型氧化(hua)(hua)(hua)物時(shi)，形成錳、鎳、鐵、鉻(ge)等系列化(hua)(hua)(hua)合物，從而得到(dao)黑色(se)氧化(hua)(hua)(hua)膜。其(qi)含量偏(pian)高、偏(pian)低均不能獲(huo)得有彈性有硬度的黑色(se)膜，而且使膜變薄(bo)、變脆、疏松。

4. 硫酸銨

 在溶(rong)液(ye)中通過(guo)絡合作用，控制反應(ying)速率。偏低時，絡合不了溶(rong)解下來的鎳、鉻等離(li)子，使溶(rong)液(ye)惡化，成(cheng)膜速率變慢。含量(liang)偏高，膜成(cheng)型快(kuai)。工件溶(rong)解過(guo)快(kuai)，造(zao)成(cheng)過(guo)腐蝕，膜層變薄，性能低劣。

5. 硫(liu)酸

 使溶液(ye)(ye)保持一定的酸度，可以增加溶液(ye)(ye)的活性。

6. 溫度與時(shi)間

 溶(rong)液(ye)溫(wen)度(du)(du)(du)低(di)于95℃,溶(rong)液(ye)活性不夠，基本(ben)沒(mei)有反應，成膜速(su)率非常緩慢。溫(wen)度(du)(du)(du)過(guo)(guo)高(gao)，超過(guo)(guo)115℃,表面溶(rong)解(jie)過(guo)(guo)快，造(zao)成過(guo)(guo)腐蝕。時(shi)(shi)間與(yu)溫(wen)度(du)(du)(du)應配合適當，溫(wen)度(du)(du)(du)取上限，時(shi)(shi)間取下限。對(dui)高(gao)合金不銹(xiu)鋼(gang)比較(jiao)合適的溫(wen)度(du)(du)(du)是(shi)98℃,時(shi)(shi)間為80分鐘。掌(zhang)握好(hao)發黑的最佳時(shi)(shi)間與(yu)配方1中對(dui)時(shi)(shi)間所述(shu)的控制(zhi)同樣重要(yao)。

三、 配方5 (見表7-1)

  工藝流程：水(shui)洗（除去不(bu)銹(xiu)鋼表面的污(wu)物(wu)）→化學(xue)除油（氫氧化鈉(na)80g/L,碳(tan)酸(suan)鈉(na)20g/L,磷酸(suan)鈉(na)40g/L,十二烷基硫酸(suan)鈉(na)2g/L,溫(wen)(wen)度(du)50~60℃,時(shi)間15~20min)→熱水(shui)洗→冷水(shui)洗→化學(xue)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)(wen)度(du)50~80℃,時(shi)間3~20min]→水(shui)洗→活化［磷酸(suan)（≥85%)60mL/L、溫(wen)(wen)度(du)室溫(wen)(wen)，時(shi)間1~2min]→水(shui)洗→發(fa)黑（配方5 的發(fa)黑液加熱到(dao)95~100℃,零件之間、與容器(qi)之間不(bu)得接觸，經常攪拌，補(bu)充蒸餾水(shui)，保持溶液濃(nong)度(du)，時(shi)間是要(yao)不(bu)時(shi)取出試件，用水(shui)沖洗干凈(jing)后觀察其顏色(se)變(bian)化，達到(dao)純黑色(se)膜即(ji)時(shi)出槽）→水(shui)洗→固化［使黑膜耐(nai)磨硬化：鉻酐250g/L,硫酸(suan)（d=1.84)2.5g/L,溫(wen)(wen)度(du)40℃,時(shi)間5~15min]→水(shui)洗→浸脫水(shui)防銹(xiu)油（3~5 分(fen)鐘)。

四、 配方7、8(見表7-2)

 為無鉻型(xing)著色工藝。配方8著黑色時分兩步走，第一步先在(zai)草酸中浸(jin)若(ruo)干時間，然后在(zai)硫(liu)代硫(liu)酸鈉溶液中浸(jin)黑為止。

 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環保型不銹鋼化學拋光工藝。

 但(dan)配(pei)方12、13含硝(xiao)酸和(he)磷酸鹽，對人和(he)環(huan)境還存在(zai)危害，且溫度都是50℃,而以下(xia)配(pei)方14、15則較(jiao)為(wei)實用。

 配方14 ： 草酸  150~200g/L 、硫脲   8~10g/L 、乙醇(chun)  6~10mL/L 、OP或(huo)無(wu)磷(lin)海鷗洗滌(di)劑  5~10mL/L 、溫度  50~60℃ 、時間  3~5 分(fen)鐘。

 配方(fang)15 ：雙氧水(shui)  20~30mL/L  、鹽酸  20~30mL/L  、添(tian)加劑   20~30mL/L(易溶于水(shui)、無(wu)機物(wu)，可絡合鎳、鐵、鉻離子） 、水(shui)  20~30mL/L 、 溫度  常溫 。

 配方15更為實用。添(tian)加劑(ji)可(ke)用氟(fu)化銨或(huo)硫酸銨。

 環(huan)保型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼電解拋光液組成及工藝條件見表(biao)7-4。

 配方18溶(rong)液導電率高(gao)，拋光光澤度提(ti)高(gao)15%,處理成(cheng)本低，拋光中無異味，毒性小(xiao)。

五、配(pei)方9 (見表7-2)

 本配方適用于18Cr-8Ni不銹鋼。硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鉻要先溶(rong)解于少量(liang)水溶(rong)液(ye)中形成飽(bao)和溶(rong)液(ye)，再(zai)加入硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)－磷酸(suan)(suan)溶(rong)液(ye)中，當(dang)溫度到200℃時，不銹鋼表(biao)面(mian)先發(fa)生溶(rong)解，氫氧停(ting)止析出，表(biao)面(mian)形成不溶(rong)性黑色薄膜。

六、配方10 (見表7-2)

 配方(fang)10是用少量水將鉻(ge)酐完(wan)全溶解，然后(hou)(hou)在(zai)攪拌下加入(ru)硫酸，均勻后(hou)(hou)加熱到(dao)80~100℃后(hou)(hou)即可使用。水量要適(shi)量，才能成為黑化工藝。如果黑化未達(da)(da)到(dao)要求，可適(shi)量加入(ru)少量水即可達(da)(da)到(dao)黑化作用。

七(qi)、配方11 (見表(biao)7-2)

  本配方在304不(bu)銹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。