不銹(xiu)鋼化學(xue)著黑色(se)溶(rong)液成分(fen)和(he)工藝條件見表7-1和(he)表7-2.
一(yi)、配(pei)方1 (見表7-1)
1. 重鉻(ge)酸鉀
含量(liang)太高，加熱后不能全部(bu)溶(rong)解，易(yi)發生色澤不勻的(de)現(xian)象，含量(liang)太低(di)，氧化力弱(ruo)，膜層色淺。最佳含量(liang)為355g/L。
2. 硫(liu)酸
含(han)量(liang)太(tai)(tai)高，反應(ying)較(jiao)慢(man)，易使零件表面光潔度降低。含(han)量(liang)太(tai)(tai)低，反應(ying)速率很(hen)慢(man)，最(zui)佳(jia)含(han)量(liang)為347mL/L.
3. 溫(wen)度
低于90℃,反應(ying)(ying)進(jin)行很(hen)慢，膜層(ceng)會產生(sheng)玫紅、翠綠、淺棕等(deng)不(bu)(bu)規(gui)則的干涉色。溫度太高，反應(ying)(ying)進(jin)行很(hen)快，終點(dian)不(bu)(bu)易控制，膜層(ceng)質量(liang)欠佳(jia)。
4. 時間(jian)
在(zai)開始(shi)大半時間(jian)(jian)(jian)內顏色(se)無變化(hua)(hua)(hua)，中途取出(chu)察看一(yi)直是(shi)(shi)本(ben)色(se)，色(se)膜(mo)是(shi)(shi)在(zai)今(jin)過(guo)(guo)程(cheng)的最(zui)后(hou)(hou)10%~20%的時間(jian)(jian)(jian)內方才出(chu)現的，且只(zhi)(zhi)持續1~2分(fen)鐘。在(zai)嚴(yan)格控制(zhi)(zhi)溫度的情況下，要掌握(wo)好最(zui)佳出(chu)槽時間(jian)(jian)(jian)，否則無法達到(dao)黑(hei)色(se)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)色(se)澤(ze)一(yi)致。在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)中，膜(mo)層顏色(se)有(you)一(yi)個從本(ben)色(se)→淺(qian)棕→深棕→淺(qian)藍（或(huo)淺(qian)黑(hei)）→深藍（或(huo)深黑(hei)）的變化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)。而從淺(qian)藍至深藍的時間(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)隔僅0.5~1 分(fen)鐘。如果錯過(guo)(guo)這最(zui)佳點，就(jiu)會(hui)又從深藍色(se)回復到(dao)淺(qian)棕色(se)，再也不(bu)會(hui)變黑(hei)。此時只(zhi)(zhi)能取出(chu)零件退(tui)除膜(mo)層后(hou)(hou)，重新氧(yang)化(hua)(hua)(hua)著色(se)。因此，在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)程(cheng)中，應嚴(yan)格控制(zhi)(zhi)時間(jian)(jian)(jian)，經常取出(chu)零件水洗后(hou)(hou)察看色(se)澤(ze)，這樣做(zuo)不(bu)會(hui)影響氧(yang)化(hua)(hua)(hua)發(fa)黑(hei)質量，當(dang)顏色(se)達到(dao)后(hou)(hou)及(ji)時中止氧(yang)化(hua)(hua)(hua)發(fa)黑(hei)時間(jian)(jian)(jian)。正確掌握(wo)時間(jian)(jian)(jian)是(shi)(shi)本(ben)工序成(cheng)敗的關鍵。
配方(fang)3和配方(fang)4與(yu)配方(fang)1基本是同一類型，可相互參照。
二、配方2 (見表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+
在加熱的酸(suan)性溶(rong)液(ye)中，每(mei)兩個(ge)高錳(meng)酸(suan)離子放出5個(ge)新(xin)生(sheng)態氧原子，其(qi)活(huo)性大，能與鎳、鉻、鐵等元(yuan)素發(fa)(fa)生(sheng)化學反應，生(sheng)成黑色氧化膜(mo)，故(gu)錳(meng)是發(fa)(fa)黑劑(ji)。它能加速(su)膜(mo)的生(sheng)成，含(han)量太(tai)低(di)或無錳(meng)離子存在，氧化膜(mo)便(bian)不能變黑。
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)黑過程中是氧化(hua)(hua)劑。氧化(hua)(hua)后(hou)本(ben)身(shen)變(bian)成(cheng)三價鉻，當三價鉻濃度達到(dao)鉻的(de)尖晶型氧化(hua)(hua)物時，形成(cheng)錳、鎳、鐵、鉻等(deng)系列化(hua)(hua)合物，從(cong)而得到(dao)黑色(se)氧化(hua)(hua)膜。其含(han)量偏(pian)高、偏(pian)低均不(bu)能獲(huo)得有彈性有硬度的(de)黑色(se)膜，而且使膜變(bian)薄、變(bian)脆、疏(shu)松(song)。
4. 硫(liu)酸(suan)銨
在(zai)溶(rong)(rong)(rong)液中通過絡合作(zuo)用，控制反(fan)應速率(lv)。偏低時，絡合不了溶(rong)(rong)(rong)解下來(lai)的(de)鎳、鉻等離(li)子，使(shi)溶(rong)(rong)(rong)液惡化，成膜速率(lv)變慢(man)。含量(liang)偏高(gao)，膜成型快。工件溶(rong)(rong)(rong)解過快，造成過腐蝕，膜層變薄，性(xing)能低劣(lie)。
5. 硫(liu)酸(suan)
使溶液保持一定的酸(suan)度，可以增加溶液的活性。
6. 溫(wen)度(du)與時間
溶(rong)液(ye)溫(wen)度(du)低于95℃,溶(rong)液(ye)活性不夠，基本沒有反應(ying)，成膜速率非常緩慢。溫(wen)度(du)過(guo)高，超過(guo)115℃,表(biao)面(mian)溶(rong)解過(guo)快，造成過(guo)腐蝕(shi)。時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)與溫(wen)度(du)應(ying)配合適(shi)當(dang)，溫(wen)度(du)取(qu)上(shang)限(xian)，時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)取(qu)下(xia)限(xian)。對高合金不銹(xiu)鋼比較(jiao)合適(shi)的溫(wen)度(du)是98℃,時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)為80分鐘(zhong)。掌握好(hao)發黑的最佳時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)與配方1中對時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)所述(shu)的控制同樣重要。
三、 配方5 (見表7-1)
工藝流程：水(shui)洗(xi)(xi)（除(chu)去不銹鋼(gang)表(biao)面的污物(wu)）→化學(xue)(xue)除(chu)油（氫氧化鈉80g/L,碳酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉20g/L,磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉40g/L,十(shi)二(er)烷基(ji)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉2g/L,溫度50~60℃,時(shi)(shi)(shi)間15~20min)→熱水(shui)洗(xi)(xi)→冷(leng)水(shui)洗(xi)(xi)→化學(xue)(xue)拋光［硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)（d=1.84)230mL/L,鹽(yan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)（36%~38%)70mL/L,硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)（65%~68%)40ml/L,溫度50~80℃,時(shi)(shi)(shi)間3~20min]→水(shui)洗(xi)(xi)→活化［磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)（≥85%)60mL/L、溫度室溫，時(shi)(shi)(shi)間1~2min]→水(shui)洗(xi)(xi)→發黑(hei)(hei)(hei)（配方5 的發黑(hei)(hei)(hei)液加熱到95~100℃,零件之間、與(yu)容器(qi)之間不得接觸，經(jing)常攪拌，補充蒸(zheng)餾水(shui)，保(bao)持溶液濃度，時(shi)(shi)(shi)間是(shi)要(yao)不時(shi)(shi)(shi)取出試件，用水(shui)沖洗(xi)(xi)干凈(jing)后觀察(cha)其顏色(se)(se)變化，達到純(chun)黑(hei)(hei)(hei)色(se)(se)膜(mo)即時(shi)(shi)(shi)出槽）→水(shui)洗(xi)(xi)→固化［使黑(hei)(hei)(hei)膜(mo)耐(nai)磨硬化：鉻酐(gan)250g/L,硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)（d=1.84)2.5g/L,溫度40℃,時(shi)(shi)(shi)間5~15min]→水(shui)洗(xi)(xi)→浸(jin)脫水(shui)防銹油（3~5 分鐘)。
四(si)、 配方(fang)7、8(見(jian)表7-2)
為無(wu)鉻型著色工(gong)藝。配方8著黑色時分兩步走，第(di)一步先(xian)在草酸(suan)中浸若(ruo)干時間，然后在硫代硫酸(suan)鈉溶(rong)液中浸黑為止。
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(xiu)鋼化學拋光工藝。
但(dan)配方12、13含硝(xiao)酸(suan)(suan)和(he)磷酸(suan)(suan)鹽，對(dui)人(ren)和(he)環境還存在危(wei)害，且溫度都是(shi)50℃,而(er)以下配方14、15則較為實用。
配方14 ： 草酸 150~200g/L 、硫(liu)脲 8~10g/L 、乙醇 6~10mL/L 、OP或無磷海鷗洗滌劑 5~10mL/L 、溫度 50~60℃ 、時間(jian) 3~5 分鐘。
配(pei)方15 ：雙(shuang)氧水 20~30mL/L 、鹽酸 20~30mL/L 、添加劑 20~30mL/L(易溶于水、無機物(wu)，可絡合(he)鎳(nie)、鐵、鉻離子） 、水 20~30mL/L 、 溫度 常溫 。
配方15更(geng)為(wei)實用。添加劑可用氟化銨(an)或硫酸銨(an)。
環保型不(bu)銹鋼電解拋光液組成及工藝條(tiao)件見表(biao)7-4。
配方18溶液導電率高(gao)，拋光光澤(ze)度提高(gao)15%,處理成本低，拋光中(zhong)無異味(wei)，毒(du)性小(xiao)。
五(wu)、配方9 (見表7-2)
本配方適(shi)用于18Cr-8Ni不(bu)(bu)銹鋼。硫酸鉻要先(xian)(xian)溶(rong)解(jie)于少量(liang)水(shui)溶(rong)液(ye)中形成(cheng)(cheng)飽和溶(rong)液(ye)，再加入硫酸－磷(lin)酸溶(rong)液(ye)中，當溫度(du)到200℃時(shi)，不(bu)(bu)銹鋼表面先(xian)(xian)發生(sheng)溶(rong)解(jie)，氫(qing)氧停止析出(chu)，表面形成(cheng)(cheng)不(bu)(bu)溶(rong)性黑色(se)薄膜。
六、配(pei)方10 (見表(biao)7-2)
配方10是用少量水(shui)(shui)將鉻酐完(wan)全溶解，然后在攪拌(ban)下加(jia)入(ru)硫(liu)酸(suan)，均勻后加(jia)熱(re)到80~100℃后即(ji)可(ke)使用。水(shui)(shui)量要適量，才能成為黑化(hua)工藝。如果(guo)黑化(hua)未(wei)達到要求，可(ke)適量加(jia)入(ru)少量水(shui)(shui)即(ji)可(ke)達到黑化(hua)作用。
七、配方(fang)11 (見表7-2)
本配方在304不(bu)銹鋼(gang)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。
