金屬的發(fā)黑處理是一種常用的表面防腐處理，也叫發(fā)藍(lán)處理。其過程為將工件置于常溫空氣、水蒸氣或化學(xué)溶液中或加熱至適當(dāng)溫度，從而在表面形成藍(lán)色或黑色氧化膜，以提高其耐腐蝕性和外觀的表面加工工藝。主要適用于碳鋼和低碳鋼。

表面膜層的主要成分為四氧化三鐵，其可以隔絕空氣而防止鋼的內(nèi)部被氧化，以達(dá)到耐腐蝕的目的。由于受到鋼鐵中碳、硅、錳、鉻、鎳等合金元素含量的影響，表面呈現(xiàn)會(huì)出黑色、藍(lán)黑色、藍(lán)色，甚至棕紅色等顏色。

發(fā)黑處理常用的強(qiáng)氧化劑是由氫氧化鈉(NaOH)、亞硝酸鈉(NaNO2)、磷酸三鈉(Na3PO4)組成，溶液濃度為1.4g/cm，沸點(diǎn)是130℃。氧化過程為：

Fe→Na2FeO2→Na2Fe2O4→Fe3O4

發(fā)黑處理氧化劑組成：

發(fā)黑處理工藝流程為：

裝夾→脫脂→清洗→酸洗→氧化→清洗→皂化→熱水洗→檢查

1. 裝夾

根據(jù)工件形狀、大小、設(shè)計(jì)專門夾具或吊具。目是使工件之間留有足夠間隙，工件間不能相互接觸，要使每個(gè)工件都能完全浸入氧化液中被氧化。

2. 脫脂

目的是除去工件表面加工過程、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中留下的油污，防止影響后續(xù)的表面氧化過程。

常用的脫脂配方如下：

將脫脂溶液加熱至 80-90°C，然后將工件浸入保持約 30 分鐘。如果油漬較多，須延長脫脂時(shí)間，以脫脂徹底為準(zhǔn)。

3. 酸洗

酸洗的目的是去除工件表面的銹跡。表面生銹阻礙了致密Fe3O4層的形成；即使工件沒有生銹，進(jìn)行酸洗能進(jìn)一步除油、增加工件表面的分子活化性能，在下一道氧化工序中，能夠生成較厚的Fe3O4層。

酸洗液一般為10%～15%濃度的硫酸溶液，溫度為70～80℃。將工件浸入硫酸溶液中，保持時(shí)間約為30min，銹跡少的可浸泡20min，銹跡多的需浸泡40min以上。

4. 氧化

氧化是發(fā)藍(lán)發(fā)黑的主要過程。Fe3O4 薄膜是否致密、光滑和足夠厚取決于氧化階段。工藝溫度為550°C。黑化溶液的溫度為130至145°C。浸泡時(shí)間為 50 至 80 分鐘。含碳量高的高碳鋼，氧化速度更快，浸泡時(shí)間可以更短。含碳量低的低碳鋼氧化速度慢，需要較長的浸泡時(shí)間。合金鋼，特別是高合金鋼，工件表面有一定的殘余奧氏體，對(duì)堿性溶液有很強(qiáng)的抵抗力，不易生成Fe3O4，所以浸泡時(shí)間較長。

常用的工藝參數(shù)如下表：

溶液的正常顏色是白色。若溶液呈紅色或褐色，說明亞硝酸鈉濃度過高，應(yīng)及時(shí)調(diào)整溶液成分。如果溶液呈綠色，說明鐵離子濃度過大，應(yīng)及時(shí)更新溶液。

5. 皂化

所謂皂化，就是用一定溫度的肥皂水溶液浸泡工件。目的是形成一層硬脂酸鐵膜，提高工件的耐腐蝕性能。常用皂化液濃度為30～50g（皂）/L。將皂化液加熱至80～10℃，將氧化后的工件浸泡10min左右。

6. 檢查

氧化完成后，應(yīng)檢查工件，看Fe3O4層是否合格。隨機(jī)抽取三片，用2%硫酸銅溶液浸泡20s，不發(fā)黑者為合格。如果三件中多件不合格，則將整個(gè)槽工件視為不合格，需要再次氧化以加深Fe3O4的厚度。

End.