不銹鋼化學著黑色溶液成分和工藝條件見表7-1和表7-2.
一、配方1 (見(jian)表7-1)
1. 重(zhong)鉻酸(suan)鉀
含量(liang)太高，加(jia)熱后(hou)不能全部溶解，易(yi)發生(sheng)色(se)澤(ze)不勻的現象，含量(liang)太低，氧化力弱，膜層色(se)淺。最(zui)佳含量(liang)為355g/L。
2. 硫酸(suan)
含(han)量(liang)(liang)太高(gao)，反(fan)應(ying)較(jiao)慢，易使(shi)零件表面光(guang)潔度降低。含(han)量(liang)(liang)太低，反(fan)應(ying)速率很慢，最(zui)佳含(han)量(liang)(liang)為347mL/L.
3. 溫度
低于90℃,反應進行很慢，膜(mo)層會產生玫紅、翠(cui)綠(lv)、淺棕等不(bu)規則(ze)的(de)干(gan)涉色。溫度太高，反應進行很快(kuai)，終點不(bu)易控制，膜(mo)層質(zhi)量欠佳。
4. 時間
在(zai)開始大半時(shi)間(jian)(jian)(jian)內(nei)(nei)顏(yan)(yan)色(se)(se)無變(bian)化(hua)，中途取出(chu)察(cha)看(kan)一(yi)直是(shi)本(ben)色(se)(se)，色(se)(se)膜(mo)是(shi)在(zai)今(jin)過(guo)程的最(zui)后10%~20%的時(shi)間(jian)(jian)(jian)內(nei)(nei)方(fang)才出(chu)現的，且(qie)只(zhi)持續1~2分(fen)鐘(zhong)。在(zai)嚴格(ge)控制(zhi)溫(wen)度的情況下，要掌握(wo)好(hao)最(zui)佳(jia)出(chu)槽時(shi)間(jian)(jian)(jian)，否則(ze)無法達(da)到(dao)(dao)黑(hei)色(se)(se)氧化(hua)膜(mo)色(se)(se)澤一(yi)致。在(zai)氧化(hua)過(guo)程中，膜(mo)層顏(yan)(yan)色(se)(se)有一(yi)個從本(ben)色(se)(se)→淺棕→深(shen)棕→淺藍（或(huo)淺黑(hei)）→深(shen)藍（或(huo)深(shen)黑(hei)）的變(bian)化(hua)過(guo)程。而從淺藍至深(shen)藍的時(shi)間(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)隔僅0.5~1 分(fen)鐘(zhong)。如果錯過(guo)這最(zui)佳(jia)點，就會又從深(shen)藍色(se)(se)回復到(dao)(dao)淺棕色(se)(se)，再也不(bu)會變(bian)黑(hei)。此時(shi)只(zhi)能取出(chu)零件(jian)退除膜(mo)層后，重新氧化(hua)著色(se)(se)。因此，在(zai)氧化(hua)過(guo)程中，應嚴格(ge)控制(zhi)時(shi)間(jian)(jian)(jian)，經常(chang)取出(chu)零件(jian)水洗后察(cha)看(kan)色(se)(se)澤，這樣(yang)做(zuo)不(bu)會影響(xiang)氧化(hua)發(fa)黑(hei)質(zhi)量(liang)，當顏(yan)(yan)色(se)(se)達(da)到(dao)(dao)后及(ji)時(shi)中止氧化(hua)發(fa)黑(hei)時(shi)間(jian)(jian)(jian)。正確掌握(wo)時(shi)間(jian)(jian)(jian)是(shi)本(ben)工序成敗的關鍵。
配方3和配方4與(yu)配方1基本(ben)是同一類(lei)型(xing)，可相互參照。
二、配方2 (見表(biao)7-1)
1. 硫酸錳
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(jia)熱的(de)酸性溶液中，每兩個高錳(meng)(meng)酸離子(zi)放出5個新生態氧原子(zi)，其(qi)活性大(da)，能與鎳、鉻、鐵等元素發生化學反應，生成黑(hei)色氧化膜，故錳(meng)(meng)是發黑(hei)劑。它能加(jia)速膜的(de)生成，含量太(tai)低或無錳(meng)(meng)離子(zi)存在，氧化膜便不(bu)能變黑(hei)。
2. 硝酸鉀
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. 重鉻酸鉀
在發(fa)黑過程中是氧(yang)化(hua)(hua)劑。氧(yang)化(hua)(hua)后(hou)本身變成三價鉻(ge)，當三價鉻(ge)濃(nong)度達到(dao)鉻(ge)的尖晶型氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)時(shi)，形成錳、鎳、鐵、鉻(ge)等系列(lie)化(hua)(hua)合物(wu)，從而得到(dao)黑色氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)。其含量偏(pian)高、偏(pian)低(di)均不能獲得有(you)彈性(xing)有(you)硬度的黑色膜(mo)，而且使膜(mo)變薄、變脆、疏松。
4. 硫酸銨(an)
在溶液中通過(guo)絡(luo)合作用，控制(zhi)反(fan)應速率。偏低時，絡(luo)合不了溶解下來的(de)鎳(nie)、鉻等離子，使溶液惡(e)化，成膜速率變慢(man)。含量(liang)偏高，膜成型(xing)快(kuai)。工件(jian)溶解過(guo)快(kuai)，造成過(guo)腐(fu)蝕，膜層變薄，性(xing)能(neng)低劣。
5. 硫酸
使(shi)溶(rong)液保持一定的酸度，可以增加(jia)溶(rong)液的活性。
6. 溫度與時間
溶液溫度(du)低于95℃,溶液活性不夠(gou)，基(ji)本沒有反應，成(cheng)膜速率非常緩慢。溫度(du)過高，超(chao)過115℃,表面溶解(jie)過快，造(zao)成(cheng)過腐蝕(shi)。時(shi)間與溫度(du)應配合(he)適(shi)當，溫度(du)取上限(xian)，時(shi)間取下限(xian)。對(dui)高合(he)金不銹鋼比較合(he)適(shi)的溫度(du)是98℃,時(shi)間為80分鐘(zhong)。掌握好發黑的最(zui)佳時(shi)間與配方1中對(dui)時(shi)間所述的控(kong)制同樣重要。
三、 配方(fang)5 (見表7-1)
工藝流程(cheng)：水(shui)(shui)洗(xi)（除去(qu)不(bu)銹鋼(gang)表面的污物(wu)）→化(hua)學除油（氫氧化(hua)鈉(na)80g/L,碳酸(suan)鈉(na)20g/L,磷酸(suan)鈉(na)40g/L,十二烷基(ji)硫(liu)酸(suan)鈉(na)2g/L,溫(wen)度(du)50~60℃,時(shi)間15~20min)→熱(re)水(shui)(shui)洗(xi)→冷水(shui)(shui)洗(xi)→化(hua)學拋光［硫(liu)酸(suan)（d=1.84)230mL/L,鹽酸(suan)（36%~38%)70mL/L,硝酸(suan)（65%~68%)40ml/L,溫(wen)度(du)50~80℃,時(shi)間3~20min]→水(shui)(shui)洗(xi)→活化(hua)［磷酸(suan)（≥85%)60mL/L、溫(wen)度(du)室溫(wen)，時(shi)間1~2min]→水(shui)(shui)洗(xi)→發(fa)黑(hei)(hei)(hei)（配(pei)方(fang)5 的發(fa)黑(hei)(hei)(hei)液加熱(re)到95~100℃,零件(jian)之(zhi)間、與容器之(zhi)間不(bu)得接觸，經常攪(jiao)拌，補充蒸餾水(shui)(shui)，保(bao)持(chi)溶(rong)液濃(nong)度(du)，時(shi)間是要不(bu)時(shi)取出試件(jian)，用(yong)水(shui)(shui)沖洗(xi)干凈后觀(guan)察其顏色(se)變化(hua)，達到純黑(hei)(hei)(hei)色(se)膜即時(shi)出槽）→水(shui)(shui)洗(xi)→固化(hua)［使黑(hei)(hei)(hei)膜耐磨硬化(hua)：鉻酐250g/L,硫(liu)酸(suan)（d=1.84)2.5g/L,溫(wen)度(du)40℃,時(shi)間5~15min]→水(shui)(shui)洗(xi)→浸脫(tuo)水(shui)(shui)防(fang)銹油（3~5 分鐘)。
四、 配(pei)方7、8(見(jian)表(biao)7-2)
為(wei)無(wu)鉻型著色工藝(yi)。配方8著黑(hei)色時(shi)分兩步走，第一步先在(zai)草酸中浸若干時(shi)間，然后在(zai)硫代硫酸鈉溶(rong)液中浸黑(hei)為(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環保型不銹鋼(gang)化(hua)學拋光工藝。
但配方12、13含硝(xiao)酸和磷(lin)酸鹽，對人和環境(jing)還存(cun)在危害，且溫度都是50℃,而(er)以下配方14、15則較(jiao)為實用。
配方(fang)14 ： 草酸 150~200g/L 、硫脲(niao) 8~10g/L 、乙醇 6~10mL/L 、OP或無(wu)磷(lin)海鷗洗滌劑(ji) 5~10mL/L 、溫(wen)度 50~60℃ 、時(shi)間 3~5 分鐘。
配方15 ：雙氧水 20~30mL/L 、鹽酸 20~30mL/L 、添加劑 20~30mL/L(易溶于水、無機物，可絡合鎳、鐵、鉻(ge)離子） 、水 20~30mL/L 、 溫度 常溫 。
配方15更為實用。添加(jia)劑(ji)可用氟(fu)化銨或硫酸銨。
環保型不銹(xiu)鋼(gang)電(dian)解(jie)拋光液組成及(ji)工(gong)藝條(tiao)件見(jian)表(biao)7-4。
配方18溶液導電率(lv)高(gao)，拋(pao)光光澤度(du)提高(gao)15%,處理成本低，拋(pao)光中(zhong)無異味，毒性小(xiao)。
五、配方9 (見表7-2)
本配方(fang)適(shi)用于18Cr-8Ni不銹鋼。硫酸(suan)鉻要(yao)先溶(rong)解(jie)于少量(liang)水溶(rong)液中形成飽和(he)溶(rong)液，再加入硫酸(suan)－磷酸(suan)溶(rong)液中，當溫度到200℃時(shi)，不銹鋼表(biao)面(mian)先發生溶(rong)解(jie)，氫氧停止析出，表(biao)面(mian)形成不溶(rong)性黑色薄膜。
六(liu)、配方10 (見表7-2)
配(pei)方10是(shi)用(yong)少(shao)量(liang)水(shui)將鉻酐完全(quan)溶解，然(ran)后(hou)在(zai)攪拌下加(jia)入硫酸，均(jun)勻(yun)后(hou)加(jia)熱到80~100℃后(hou)即可使用(yong)。水(shui)量(liang)要適(shi)(shi)量(liang)，才能成(cheng)為黑(hei)化工藝。如果黑(hei)化未達到要求，可適(shi)(shi)量(liang)加(jia)入少(shao)量(liang)水(shui)即可達到黑(hei)化作(zuo)用(yong)。
七(qi)、配方11 (見表(biao)7-2)
本配方在304不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。
