我们在日常生活中会遇到各种各样的颜色,但是每个人都有自己喜欢的颜色,其中,很多人尤其喜欢黑色。
无论是经典的黑色服装、黑色家居用品、汽车还是艺术品,黑色都占有非常重要的地位。
由于黑色在日常生产中被广泛使用,特别是各种金属,因此开发了一种表面处理工艺,即发黑处理。
什么是黑化处理?
各种钢材在长时间与空气接触时,表面会自然形成一层氧化膜,这种氧化膜既不完整也不致密,因此很容易造成表面钢材的氧化和腐蚀。
发黑处理是利用各种化学物质使金属表面发生化学反应,使表面附着一层黑色氧化膜。
发黑处理的目的是保护金属部件不被氧化,与空气完全隔绝,提高防锈能力。金属件经过发黑处理后还可以增加表面光泽度。您还可以使其更加美观并减少零件数量。工件因内力或外力而产生变形。
发黑处理因其具有处理时间短、成本低、操作简单、安全等诸多优点而被广泛应用于金属表面处理中,但同时发黑处理也有一个非常明显的缺点,即污染严重。
发黑处理方法
一开始的方法是将钢材表面发黑,涂上沥青或油漆,干燥后贴在钢材表面,以防止腐蚀。
目前常用的黑化处理方法有两种。
一种是采用碱加热使金属表面发黑,这种发黑工艺常用于高碳钢。
另一种是采用常温发黑,这种发黑工艺一般用于低碳钢,效果较好。
钢材表面发黑也称为发蓝处理,表面致密光滑的氧化层由氧化铁构成,可以保护工件内部不被氧化。
氧化铁在550高温下氧化呈现浅蓝色,称为发蓝处理。
在350的低温下,氧化的三氧化二铁呈现黑色,故称发黑处理。
黑色氧化膜的形成
钢制工件表面能否氧化致密、均匀的氧化铁是选择合适氧化剂的关键题,一般采用氢氧化钠、亚硝酸钠、磷酸三钠等组成的氧化剂。
在发蓝处理期间,使用通过加热溶解的液体氧化剂来处理工件,并且在发黑处理期间,使用水溶液氧化剂来处理工件。
常用的发黑液成分除氧化剂外还需添加一定比例的水,由三种原料组成,溶液密度为14g/cm3,沸点为130。工件可能会变黑。
三种氧化剂原料的配比对于工件表面获得致密、光亮的氧化铁膜也非常重要。
当氢氧化钠、亚硝酸钠和磷酸三钠三种化学物质混合时,会发生化学反应,生成四氧化三铁,当它遇到铁制工件时,会粘附在表面,形成无数晶体。一旦这些晶体形成,它们最终会相互结合,在工件表面形成氧化膜。
发黑处理
工件装夹
首先,必须根据工件的尺寸和形状设计专用的夹具,以确保工件的所有部分都能在溶液中氧化,而无氧化盲点。
撇去
由于油污是在工件表面形成的,不清除不仅会影响发黑工艺的质量,而且还可能污染整个脱脂液池。
将脱脂液加热至约90,加入工件,放置约30分钟,使工件完全脱脂。除油液是否干净取决于操作者的经验,通常是通过观察气泡来判断。将其均匀地涂抹在工件表面上,无结块就足够了。
酸洗
酸洗的目的是去除工件表面的氧化皮和铁锈,即使工件表面没有观察到锈迹,也应在工件变黑之前进行酸洗,将其清洗干净。不影响发黑加工质量。
酸洗液一般采用浓度15左右的工业浓盐酸,将工件完全浸入溶液中30分钟左右。
发黑处理
干净的工件经脱脂、酸洗后即可发黑。
溶液变黑时的温度约为130,变蓝时的温度约为550。浸泡时间应根据不同工件材质来控制。
对于一些发黑要求较高的工件,先进行第一次发黑,然后再进行酸洗、再次发黑,反复多次即可达到均匀致密的氧化膜。
跟进
将已完成发黑处理的工件从发黑液池中取出,用清水冲洗工件表面的化学溶液。
通过烘烤或吹气去除工件表面的水分,将工件浸泡在皂化溶液中,然后涂上一层油的过程都是为了提高工件的防腐能力,增加表面区域。因为有光泽所以更美丽。
最后,通过外观检查、耐腐蚀性、附着力测试后,通过发黑处理完成合适的工件。
钢铁,可以说是当今最重要的材料,其表面容易发生腐蚀,这是钢铁材料面临的重要题,一度阻碍了钢铁的快速发展。
相应地,各种类型的钢材表面处理工艺被创造出来,以彻底解决钢材的这些题,而发黑处理是应用最广泛的钢材表面处理工艺。
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