不銹(xiu)鋼化(hua)學熱(re)處(chu)理發(fa)黑(hei)(hei)法有堿性(xing)發(fa)黑(hei)(hei)、常溫發(fa)黑(hei)(hei)和余熱(re)發(fa)黑(hei)(hei)等。
一、堿性發(fa)黑工藝
堿性發黑是將零件放在一定溫度的堿性溶液中進行氧化處理,使零件表面生成一層氧化膜(Fe3O4),這層氧化膜組織較緊密,能牢牢地與金屬表面結合。依處理條件的不同,該氧化膜可呈現亮藍色到亮黑色。不僅對金屬表面起防銹作用,還能增加金屬表面的美觀。對淬火零件來說,還能起到消除應力的作用,所以堿性發黑幾十年來在工業上一直得以廣泛應用。
堿性發黑過程也是一個化學反應過程,最后在不銹鋼零件表面生成Fe3O4氧化膜。其化學反應方程式為:
鋼鐵堿性氧(yang)化(hua)(hua)工藝流程:脫脂→清洗(熱水)→清洗(流動(dong)水)→酸洗→清洗(流動(dong)水)→中和(he)→氧(yang)化(hua)(hua)→清洗(回收槽中)→清洗→皂化(hua)(hua)→清洗(熱水) →干燥→檢驗→浸油→停放。
a. 脫(tuo)脂
除掉(diao)工(gong)件上粘(zhan)附的油跡,為酸洗(xi)作準(zhun)備。脫脂工(gong)序在脫脂槽中進行(xing)。
脫脂溶液配(pei)比有三(san)種:
①. 氫氧化鈉50~60g/L,碳酸鈉70~80g/L,水1L。在沸騰狀態下使用,煮洗20~30min。
②. 氫氧化鈉130g/L,碳酸鈉50g/L,磷酸鈉50g/L,硅酸鈉4g/L,水 1L。使用溫度為95~100℃,煮洗20~30min,多用于油污嚴重的工件脫脂。
③. 應用664活性劑 20g/L,HO1L,2~3min 基本可以去凈油污。
b. 酸洗
為了去(qu)掉工(gong)件(jian)(jian)的(de)銹跡、氧化皮和活化工(gong)件(jian)(jian)表面(mian),應(ying)將工(gong)件(jian)(jian)在(zai)20%~35%(質量分數)的(de)工(gong)業鹽酸(suan)中(zhong)酸(suan)洗(xi),時(shi)間(jian)在(zai)30s以上。氧化皮厚的(de)工(gong)件(jian)(jian),應(ying)酸(suan)洗(xi)至潔凈,但(dan)應(ying)防止工(gong)件(jian)(jian)腐蝕。
為減少氫脆,可在(zai)鹽(yan)酸(suan)中(zhong)添加0.2%~0.5%(質量分數(shu))尿素。工件酸(suan)洗(xi)后(hou)(hou),先在(zai)清水中(zhong)沖(chong)洗(xi),再在(zai)3%(質量分數(shu)) 碳(tan)酸(suan)鈉溶液中(zhong)中(zhong)和殘(can)酸(suan)后(hou)(hou)即可發黑。
c. 氧化(發黑)
鋼鐵工件(jian)發黑溶液的成分和工藝(yi)條件(jian)見表(biao)10-11。
e. 皂化
皂化是使(shi)工件發黑生成的(de)氧化鐵膜微(wei)孔內(nei)的(de)鐵轉(zhuan)化成硬脂酸鐵(能浸潤油,而不被水浸潤),呈鈍(dun)化狀態,從而提高(gao)抗蝕能力。
皂化液(ye)用 30~50g/L的肥皂水溶液(ye)組(zu)成。工作溫度為80~100℃,處理時間3~5min。
e. 浸油
浸(jin)油(you)的(de)目的(de)是使工件的(de)耐(nai)蝕性進一步提高,并且(qie)使工件外(wai)觀有光澤,氧(yang)化(hua)膜更為(wei)美(mei)觀。油(you)脂(zhi)有:10號(hao)全損耗系統用油(you)、3號(hao)錠子油(you)、變壓器油(you)等,工作溫度(du)為(wei)100~110℃,浸(jin)油(you)時間3~5min。
二、常(chang)溫發黑工藝
常溫(wen)發黑工藝流程:除油(you)→水洗(xi)→酸洗(xi)→水洗(xi)→一次(ci)(ci)發黑→漂洗(xi)→二次(ci)(ci)發黑→漂洗(xi)→封閉上油(you)。
該(gai)工藝發(fa)黑(hei)時不(bu)需(xu)(xu)加熱(re),因發(fa)黑(hei)液為(wei)酸(suan)性(xing),發(fa)黑(hei)前不(bu)需(xu)(xu)中(zhong)和,發(fa)黑(hei)后零件在脫水防銹(xiu)油中(zhong)(常(chang)溫(wen))浸泡,因此工件不(bu)需(xu)(xu)烘干(gan)、皂化。
常溫發黑液的配方:硝酸(HNO3)8~10mL/L、H2SeO3, 14~15g/L, CuSO4 · 5H2O 10~12g/L、C6H4(OH)2 5~6g/L、添加劑12~15g/L。
商(shang)品常溫發(fa)(fa)黑(hei)劑市場上(shang)品種較多,其(qi)中H-845、SRB-1等應(ying)用較早。發(fa)(fa)黑(hei)液(ye)(ye)的配比(bi)一般為原液(ye)(ye):水=1:3-5(體積比(bi)),合(he)金鋼(gang)和(he)不(bu)銹鋼(gang)取(qu)上(shang)限(xian),碳鋼(gang)、鑄鐵取(qu)下限(xian),新配液(ye)(ye)先試生(sheng)產,檢驗(yan)合(he)格后方(fang)可成批進行發(fa)(fa)黑(hei)處理(li)。品等。
發(fa)黑(hei)液呈酸(suan)性,發(fa)黑(hei)槽應為防酸(suan)材料,如(ru)聚(ju)(ju)氯乙(yi)烯(xi),聚(ju)(ju)丙塑料或玻(bo)璃鋼制工(gong)(gong)件在發(fa)黑(hei)液中浸液處理8~10min,工(gong)(gong)件之(zhi)間應保持一定間隙(xi),使(shi)之(zhi)與液體(ti)均(jun)勻接(jie)觸。其他工(gong)(gong)序請參閱堿性發(fa)黑(hei)工(gong)(gong)藝(yi)。
三、鋼鐵(tie)余(yu)熱發(fa)黑工藝(yi)
鋼鐵(tie)(tie)余(yu)熱發(fa)黑劑(ji)(ji)是由多種(zhong)清洗防銹(xiu)劑(ji)(ji)、有機(ji)著色劑(ji)(ji)、有機(ji)成(cheng)(cheng)膜(mo)材(cai)料、乳化分散劑(ji)(ji)及表(biao)(biao)面(mian)助劑(ji)(ji)等(deng)多種(zhong)原(yuan)料組(zu)成(cheng)(cheng)的。其發(fa)黑原(yuan)理(li)是在(zai)發(fa)劑(ji)(ji)與金屬接觸的瞬間(jian)先進行金屬表(biao)(biao)面(mian)清洗,同時利用(yong)工件上存在(zai)的余(yu)熱,使發(fa)黑液中的有機(ji)化合物成(cheng)(cheng)膜(mo)材(cai)料依據熱反應(ying)聚合的機(ji)理(li)凝(ning)聚沉積在(zai)金屬表(biao)(biao)面(mian),形成(cheng)(cheng)一層含有著色物質的高分子(zi)材(cai)料的保(bao)護(hu)膜(mo)。通(tong)過該有機(ji)包覆膜(mo)的附(fu)著和(he)封閉(bi)起到有效(xiao)的防腐防銹(xiu)作(zuo)用(yong)。另外,鋼鐵(tie)(tie)余(yu)熱發(fa)劑(ji)(ji)中的表(biao)(biao)面(mian)助劑(ji)(ji)浸附(fu)在(zai)黑色有機(ji)膜(mo)的表(biao)(biao)面(mian),起到增加光澤并(bing)減少工件表(biao)(biao)面(mian)機(ji)械磨損的作(zuo)用(yong)。
a. 種類
鋼鐵余(yu)熱發黑劑的種類:
JH—160 型:零件余熱溫度160~220℃。
JH-200 型:零件余(yu)熱(re)溫度(du)200℃以(yi)上。
JH-350型(xing):零件余熱溫(wen)度(du)350~600℃。
b. 工藝流程
鋼(gang)鐵(tie)余熱發黑的工藝流程:
①. 處理前的準備
使(shi)用(yong)JH-200型(xing)(xing)、JH-350型(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)處(chu)理(li)(li)液(ye)時(shi),如果工件表(biao)(biao)面(mian)有輕微浮銹(xiu)和少(shao)量油污(wu),不(bu)必進行前處(chu)理(li)(li),適當提高處(chu)理(li)(li)液(ye)濃度(du)即可。使(shi)用(yong)JH—160 型(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)處(chu)理(li)(li)液(ye)時(shi),因處(chu)理(li)(li)溫度(du)較低(di),工件表(biao)(biao)面(mian)應無油污(wu)和銹(xiu)跡。
②. 處(chu)理液(ye)的配制
配料(liao)前(qian)將(jiang)發(fa)劑(ji)原(yuan)液搖動均勻,然(ran)后(hou)與水調配成所(suo)需(xu)濃(nong)(nong)度(du)(du)的使(shi)用(yong)(yong)液。其濃(nong)(nong)度(du)(du)應(ying)根據工件的材質(zhi)(zhi)、大小(xiao)和溫度(du)(du)等(deng)因(yin)素確定。原(yuan)則上是(shi)中、低(di)碳鋼及滲碳鋼采用(yong)(yong)低(di)濃(nong)(nong)度(du)(du),大工件采用(yong)(yong)較(jiao)低(di)濃(nong)(nong)度(du)(du),合金鋼及小(xiao)工件適當提(ti)高(gao)濃(nong)(nong)度(du)(du)。使(shi)用(yong)(yong)液濃(nong)(nong)度(du)(du)范圍為(wei)5%~20%(質(zhi)(zhi)量分數(shu)),配液先(xian)后(hou)濃(nong)(nong),以確定最佳濃(nong)(nong)度(du)(du)。
③. 處理液使用溫度
常溫(wen)使(shi)用,一(yi)般不高(gao)于60℃,有條件(jian)保持在40℃左右較(jiao)少。溫(wen)度(du)過高(gao)會(hui)影(ying)響表面處(chu)理零件(jian)的質(zhi)量,并引(yin)起處(chu)理液的分(fen)離。
④. 工件的表面處理工藝及后處理
工件(jian)在電爐(lu)(lu)加(jia)熱,其加(jia)熱溫度(du)是:400℃(JH-350型)、250℃(JH-200型)和180℃(JH-160型)。在爐(lu)(lu)中保溫 0.5h以后取出立即(ji)放(fang)入配制好的表面(mian)處理液中20~30s后取出風干,或靜止放(fang)置24h后即(ji)可使用。
工件(jian)在鋼鐵余(yu)熱發黑(hei)液處理后,表(biao)面呈深(shen)黑(hei)色,且有光澤,耐蝕性較好。
