不銹鋼化學熱處(chu)理發(fa)黑(hei)(hei)(hei)法有堿性發(fa)黑(hei)(hei)(hei)、常溫發(fa)黑(hei)(hei)(hei)和(he)余(yu)熱發(fa)黑(hei)(hei)(hei)等。
一、堿性(xing)發黑工藝
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(xing)氧化(hua)工藝(yi)流程(cheng):脫(tuo)脂→清(qing)洗(熱水(shui)(shui))→清(qing)洗(流動水(shui)(shui))→酸洗→清(qing)洗(流動水(shui)(shui))→中(zhong)和→氧化(hua)→清(qing)洗(回(hui)收槽中(zhong))→清(qing)洗→皂化(hua)→清(qing)洗(熱水(shui)(shui)) →干(gan)燥→檢驗→浸油→停放(fang)。
a. 脫脂(zhi)
除掉工件(jian)上粘附的油跡,為酸洗作準備(bei)。脫脂(zhi)工序(xu)在脫脂(zhi)槽中(zhong)進行。
脫脂溶液配比有三種:
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(wei)了去掉工(gong)件的銹跡、氧化皮和活化工(gong)件表面(mian),應(ying)將(jiang)工(gong)件在(zai)20%~35%(質量分數)的工(gong)業鹽(yan)酸中(zhong)酸洗,時間(jian)在(zai)30s以上。氧化皮厚的工(gong)件,應(ying)酸洗至潔凈,但應(ying)防(fang)止工(gong)件腐蝕。
為減少(shao)氫脆,可(ke)在鹽酸中(zhong)(zhong)添加0.2%~0.5%(質量(liang)分(fen)數(shu))尿(niao)素(su)。工(gong)件酸洗(xi)后(hou),先在清水中(zhong)(zhong)沖洗(xi),再在3%(質量(liang)分(fen)數(shu)) 碳酸鈉(na)溶(rong)液中(zhong)(zhong)中(zhong)(zhong)和殘酸后(hou)即可(ke)發黑(hei)。
c. 氧化(發黑)
鋼(gang)鐵工件(jian)發黑溶液的成分(fen)和(he)工藝條件(jian)見表10-11。
e. 皂化
皂化是使工件發黑生成(cheng)的(de)氧化鐵膜微孔內的(de)鐵轉化成(cheng)硬(ying)脂(zhi)酸鐵(能浸潤油,而(er)不被水浸潤),呈鈍(dun)化狀態,從而(er)提(ti)高抗蝕(shi)能力。
皂化液用 30~50g/L的肥皂水(shui)溶液組成。工(gong)作溫度(du)為(wei)80~100℃,處理時(shi)間3~5min。
e. 浸油
浸油(you)的(de)目的(de)是(shi)使工(gong)件(jian)的(de)耐蝕性進一步提高,并且(qie)使工(gong)件(jian)外觀(guan)有光澤,氧化膜更為(wei)美觀(guan)。油(you)脂有:10號(hao)(hao)全(quan)損(sun)耗系統用油(you)、3號(hao)(hao)錠子油(you)、變壓器油(you)等(deng),工(gong)作(zuo)溫度(du)為(wei)100~110℃,浸油(you)時間3~5min。
二(er)、常(chang)溫發(fa)黑工藝
常溫發黑工藝(yi)流(liu)程:除油(you)→水(shui)洗(xi)→酸(suan)洗(xi)→水(shui)洗(xi)→一次發黑→漂(piao)洗(xi)→二次發黑→漂(piao)洗(xi)→封閉上(shang)油(you)。
該(gai)工藝發(fa)黑(hei)時不需(xu)加(jia)熱,因發(fa)黑(hei)液為(wei)酸性,發(fa)黑(hei)前不需(xu)中和,發(fa)黑(hei)后零件在脫水防(fang)銹油(you)中(常溫)浸泡,因此工件不需(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。
商品常(chang)溫發(fa)黑(hei)(hei)劑市(shi)場上品種(zhong)較多,其中H-845、SRB-1等應用較早。發(fa)黑(hei)(hei)液的配比一般為原液:水=1:3-5(體(ti)積比),合金鋼(gang)和不銹鋼(gang)取上限,碳(tan)鋼(gang)、鑄鐵取下限,新配液先試生產,檢驗(yan)合格后方可成批(pi)進行發(fa)黑(hei)(hei)處理(li)。品等。
發黑(hei)液(ye)(ye)(ye)呈酸(suan)性,發黑(hei)槽應為防酸(suan)材料(liao),如聚氯乙烯(xi),聚丙(bing)塑料(liao)或玻璃鋼制工(gong)件在發黑(hei)液(ye)(ye)(ye)中浸液(ye)(ye)(ye)處理8~10min,工(gong)件之間應保持一(yi)定間隙,使之與液(ye)(ye)(ye)體均勻接觸(chu)。其他工(gong)序請參(can)閱堿(jian)性發黑(hei)工(gong)藝。
三、鋼鐵余熱(re)發(fa)黑工藝
鋼(gang)(gang)鐵余熱發(fa)(fa)黑劑是(shi)由多(duo)種清(qing)洗(xi)防銹劑、有(you)(you)機(ji)著色(se)劑、有(you)(you)機(ji)成(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)材(cai)料(liao)(liao)、乳化(hua)分散劑及表(biao)(biao)(biao)面助劑等(deng)多(duo)種原料(liao)(liao)組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。其發(fa)(fa)黑原理是(shi)在(zai)發(fa)(fa)劑與(yu)金屬接觸的(de)(de)(de)瞬間先進行金屬表(biao)(biao)(biao)面清(qing)洗(xi),同(tong)時(shi)利用工(gong)件(jian)(jian)上(shang)存在(zai)的(de)(de)(de)余熱,使發(fa)(fa)黑液中(zhong)的(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)化(hua)合物成(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)材(cai)料(liao)(liao)依(yi)據熱反應(ying)聚合的(de)(de)(de)機(ji)理凝(ning)聚沉積在(zai)金屬表(biao)(biao)(biao)面,形成(cheng)(cheng)一層含(han)有(you)(you)著色(se)物質的(de)(de)(de)高分子材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)保護(hu)膜(mo)(mo)。通過該有(you)(you)機(ji)包覆(fu)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)附著和封閉起到(dao)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)防腐防銹作用。另外,鋼(gang)(gang)鐵余熱發(fa)(fa)劑中(zhong)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面助劑浸(jin)附在(zai)黑色(se)有(you)(you)機(ji)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面,起到(dao)增加光澤(ze)并減(jian)少工(gong)件(jian)(jian)表(biao)(biao)(biao)面機(ji)械(xie)磨損(sun)的(de)(de)(de)作用。
a. 種類
鋼鐵余熱(re)發(fa)黑劑的種類:
JH—160 型(xing):零件余(yu)熱溫度(du)160~220℃。
JH-200 型:零件余熱溫(wen)度(du)200℃以上。
JH-350型:零件余熱(re)溫度350~600℃。
b. 工(gong)藝流程(cheng)
鋼鐵余(yu)熱發黑(hei)的工藝流(liu)程:
①. 處理前的準備
使用JH-200型(xing)、JH-350型(xing)表面(mian)處(chu)(chu)理液時,如(ru)果(guo)工件表面(mian)有(you)輕微浮銹(xiu)和少量油污(wu),不(bu)必(bi)進(jin)行(xing)前處(chu)(chu)理,適當(dang)提高處(chu)(chu)理液濃(nong)度(du)即(ji)可。使用JH—160 型(xing)表面(mian)處(chu)(chu)理液時,因處(chu)(chu)理溫度(du)較低,工件表面(mian)應(ying)無油污(wu)和銹(xiu)跡。
②. 處理(li)液(ye)的配(pei)制(zhi)
配料前(qian)將(jiang)發劑(ji)原液(ye)搖動均勻,然后(hou)與水調配成(cheng)所需(xu)濃(nong)度(du)的使用(yong)液(ye)。其濃(nong)度(du)應根據工(gong)件(jian)的材質(zhi)、大小(xiao)和溫度(du)等因素確(que)定。原則上是中、低碳(tan)鋼(gang)及滲碳(tan)鋼(gang)采用(yong)低濃(nong)度(du),大工(gong)件(jian)采用(yong)較低濃(nong)度(du),合金鋼(gang)及小(xiao)工(gong)件(jian)適(shi)當提高濃(nong)度(du)。使用(yong)液(ye)濃(nong)度(du)范圍為(wei)5%~20%(質(zhi)量(liang)分數),配液(ye)先后(hou)濃(nong),以確(que)定最佳濃(nong)度(du)。
③. 處理液使用溫度
常(chang)溫(wen)使用,一般不高(gao)于60℃,有條件保持在40℃左右較(jiao)少。溫(wen)度過高(gao)會影響表(biao)面處理零件的質量,并引起處理液(ye)的分離。
④. 工件的表面處理工藝及后處理
工件(jian)在(zai)電爐(lu)加(jia)熱,其(qi)加(jia)熱溫度是:400℃(JH-350型(xing))、250℃(JH-200型(xing))和(he)180℃(JH-160型(xing))。在(zai)爐(lu)中保溫 0.5h以(yi)后取出(chu)立即(ji)放入配(pei)制好的表(biao)面處理液中20~30s后取出(chu)風干(gan),或靜(jing)止放置24h后即(ji)可使用。
工件在鋼鐵余熱(re)發黑(hei)液處理后,表面呈深(shen)黑(hei)色(se),且有(you)光澤,耐蝕性較(jiao)好(hao)。
