发黑是化学表面处理的一种常用手段,原理是使金属表面产生一层氧化膜,以隔绝空气,达到防锈目的。外观要求不高时可以采用发黑处理,钢制件的表面发黑处理,也有被称之为发蓝的。
常用方法
发黑处理常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。碱性发黑细分出来,又有一次发黑和两次发黑的区别。发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。发黑时所需温度的宽容度较大,大概在135-155℃之间都可以得到不错的表面,只是所需时间有些长短而已。
效果
(1)发黑安全不用电,用碱性高温发黑需100%用电。
(2)提高工效:共需1-2小时。
(3)发黑成本低,设备简单,操作方便;对发黑时间作了严格的控制。
(4)工艺适应性强:解决了球墨铸铁不能发黑的难题。
一种轴承套圈倒角及挡边的发蓝防锈处理工艺。轴承套圈在热处理后经过除油脱脂,然后在氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸钠和水的混合溶液中进行变色处理,其配比为2-3∶1,其余加水;加水量以温度在135℃-145℃为合适;时间15-25分钟;取出套圈用清水冲洗后进行钝化处理,钝化处理用重铬酸钾溶液作为填充液,其浓度为12%-18%;在室温下1-2分钟;经钝化处理并干燥后,放入105℃-120℃的机油或防锈油中1-3分钟,至气泡完全消失后取出,停放10-15分钟后检验。该工艺生成的氧化物薄膜性能稳定,在常温下可长期保护套圈倒角、挡边处不生锈,轴承的外观质量得到明显改善。
A3钢用碱性发黑好一些。
实际操作中,需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量,以及发黑后的钝化浸油。发黑质量的好坏往往因这些工序而变化。
3工艺步骤
1、清洗;
2、脱脂:工件必须完全浸入脱脂液中;脱脂液浓度ph值12-14,处理时间10-30min,每过3-5分钟上下抖动几次,药液浓度低于ph12时补充脱脂粉;
3、水洗;
4、酸洗:酸洗液浓度ph值2-4,处理时间5-10min;
5、水洗;
6、发黑:池液浓度ph值2.5-3.5,处理时间10-12min;
7、水洗;
8、吹干
9、上油。
发黑处理:是将钢铁金属零件浸没在很浓的碱和氧化剂的溶液中,在一定温度下加热、氧化,使金属表面生成一层均匀致密而且与基体金属表面结合牢固的四氧化三铁薄膜的工艺。这层薄膜,对金属表面的防腐有很好的作用。由于实际生产中受各种因素的影响,这层薄膜的颜色有蓝黑色、黑色、蓝色(所以有时又称发蓝)等等。
发黑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。
发黑处理工艺上可分为三个阶段:发黑处理前的准备、发黑处理、发黑后的辅助加工。
具体工艺流程是:碱性化学除油→热水洗→流动冷水洗→酸洗(工业浓盐酸)→流动冷水洗→流动冷水洗→发黑(碱性化学氧化)→回收槽浸洗→流动冷水洗→热水洗→皂化→热风或余温烘干→检验→浸油。
下面分述各个阶段具体要点:
发黑处理前的准备
装框
装在同一筐内的零件,应考虑其处理温度与时间是否一致(参照表一、表二),否则就必须分开装框。为了使氧化时间一致,在装框时零件间要留有间隙,工件隔条要设计合理,尽量是点接触,要使槽液能够流畅穿越或冲刷工件。有盲孔的小零件,宜采用滚筒形式发黑。
去油
零件表面有油污,会污染酸洗液并且影响酸洗质量和氧化膜的生成,所以零件除油必须彻底。
去油液温度一般为90-100℃,严重油污可以将碱液浓度调至沸点120℃左右。工作最适宜在沸腾状态下去油。时间15-30分钟,以零件可以完全被水浸润为准(滴水于工件表面上肉眼观察,水膜均匀四散,没有聚集现象)。
酸洗
一般采用工业浓盐酸为酸洗液(浓度>30%)。酸洗可以去除零件表面氧化皮及锈迹,增加表面活性使之易于氧化。酸洗液使用久了盐酸浓度会下降,酸洗效率会降低,应该及时补充或更换新液。
另外,工件表面喷砂(注意:是喷石英砂,不是抛钢丸)也是不错的前处理工艺。因为喷过砂的工件表面,油、锈都已除尽,且亦具备表面活性。可以取代酸洗、碱洗。需要注意的是工件表面不能有漏喷区域。
综上所述,准备阶段的任务是合理装框,彻底除油、除锈,使工件获得洁净有活性的表面。
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