供應(yīng)不銹鋼發(fā)黑處理304不銹鋼十字盤頭螺絲氧化黑色加工

不銹鋼發(fā)黑是化學(xué)表面處理的一種常用方法，原理是使金屬表面產(chǎn)生一層氧化膜，以隔絕空氣，達(dá)到防銹、消光、裝飾等目的。
1．不銹鋼發(fā)黑原理

為了提高鋼件防銹能力，用強(qiáng)氧化劑將鋼件表面氧化成致密、光滑四氧化三鐵。這種四氧化三鐵薄層能有效地保護(hù)鋼件內(nèi)部不受氧化。在高溫下（約550℃）氧化成四氧化三鐵呈天藍(lán)色，故稱發(fā)藍(lán)解決。在低溫下（約350℃）形成四氧化三鐵呈暗黑色，故稱發(fā)黑解決。在兵器制造中，慣用是發(fā)藍(lán)解決；在工業(yè)生產(chǎn)中，慣用是發(fā)黑解決。

能否把鋼鐵表面氧化致密、光滑四氧化三鐵，核心是選取好強(qiáng)氧化劑。強(qiáng)氧化劑是由氫氧化鈉、亞硝酸鈉、磷酸三鈉構(gòu)成。發(fā)藍(lán)時用它們?nèi)廴谝喝ソ鉀Q鋼件；發(fā)黑時用它們水溶液去解決鋼件。

2.不銹鋼發(fā)黑操作流程：

工件裝夾→去油→清洗→酸洗→清洗→氧化→清洗→皂化→熱水煮洗→檢查。

（1）工件裝夾要依照工件形狀、大小，設(shè)計專門夾具或吊具。目是使工件之間留有足夠間隙，工件間不能互相接觸，要使每個工件都能完全浸入氧化液中被氧化。

（2）去油目是除去工件表面油污。通過機(jī)加工后（發(fā)藍(lán)、發(fā)黑是Zui后一道工序），工件表面難免不留下油污，用防銹油作工序間防銹更是這樣。任何油污，都會嚴(yán)重影響四氧化三鐵生成，因此必要在發(fā)藍(lán)、發(fā)黑之前除去。

（3）酸洗酸洗目是除去工件表面銹跡。由于銹跡、銹斑會阻礙生成致密四氧化三鐵層。雖然工件無銹跡，也應(yīng)進(jìn)行酸洗，由于它使油污進(jìn)一步去除干凈，并且酸洗會提高工件表面分子活化能，有助于下一工序氧化，能生成較厚四氧化三鐵層。

酸洗溶液普通是10～15%濃度硫酸溶液，溫度是70～80℃，將工件浸入硫酸溶液中，浸入時間為30min左右，銹蝕較輕鋼件可浸20min，銹蝕嚴(yán)重者，則需要浸40min以上。

（4）氧化 氧化是發(fā)藍(lán)、發(fā)黑重要工序。四氧化三鐵膜層與否致密、與否光滑、與否有足夠厚度，取決于氧化階段。

發(fā)藍(lán)工藝溫度是550℃。發(fā)黑工藝溫度是130～145℃。浸入時間是50～80min。含碳量高高碳鋼，氧化速度較快，浸入時間可短些。含碳量低低碳鋼，氧化速度慢，浸入時間需要長些。合金鋼特別是高合金鋼，工件表面有一定殘存奧氏體，對堿溶液有較強(qiáng)抗抵作用，不易生成Fe3O4，因而浸入時間需更長一些。

槽液正常顏色是白色。如果槽液呈紅色或棕色，表達(dá)亞硝鈉濃度過大，應(yīng)及時調(diào)節(jié)槽液成分。如果溶液呈綠色，則表達(dá)鐵離子濃度過大，應(yīng)及時更新溶液。

（5）皂化所謂皂化，是用肥皂水溶液在一定溫度下浸泡工件。目的是形成一層硬脂酸鐵薄膜，以提高工件抗腐蝕能力。慣用皂化液濃度是30～50g（肥皂）/L。把皂化液加熱至80～100℃，將氧化后工件放入皂化液浸泡10min左右。

（6）檢查

氧化完畢后，要對工件進(jìn)行檢查，看Fe3O4膜層與否合格。檢查辦法是：任意抽取三件工件，置于濃度為2%硫酸銅溶液中浸泡20s，不退黑色者為合格。三件工件中有一件以上不合格，則整槽工件視為不合格，需再氧化一次，以加深四氧化三鐵厚度。

3．出現(xiàn)缺陷及解決辦法

鋼件發(fā)黑工藝，在操作過程中，也許會浮現(xiàn)如下某些缺陷。

（1）氧化膜疏松氧化膜應(yīng)很致密，與基本結(jié)合很牢固。如果生成氧化膜疏松，容易擦掉，這是不正?，F(xiàn)象。浮現(xiàn)這種狀況，重要是由于新配制氧化溶液缺少鐵離子引起。解決辦法，是加入某些舊氧化溶液，或者加入某些干凈鋼屑，煮沸30min，以增長氧化溶液鐵離子濃度，這現(xiàn)象就會消除。

（2）工件表面呈紅褐色銹斑氧化膜應(yīng)呈深黑色，光亮且平滑。如果工件表面浮現(xiàn)紅褐色斑點或連成一片，這重要是由于氧化溶液中氫氧化鈉過濃、生成氧化鐵過多所致。解決辦法是調(diào)節(jié)溶液成分，補(bǔ)充加入某些亞硝酸鈉和水，以減少NaOH濃度。

（3）工件表面呈淡灰色工件表面失去烏黑光澤，呈淡灰色，這是由于氧化溶液中氫氧化鈉濃度過低引起。解決辦法，補(bǔ)充加入適量氫氫化鈉。

（4）不生成氧化膜經(jīng)解決40～50min后，工件表面仍不上色（生成氧化膜），這重要是由于溶液溫度過低，亞硝酸鈉濃度局限性引起。解決辦法是提高溶液溫度，恰當(dāng)增長亞硝酸鈉量。

（5）氧化膜表面發(fā)花工件在黑色基體上浮現(xiàn)零星白點，有時白點還較密集，這種現(xiàn)象工人稱之為“發(fā)花”。發(fā)花因素重要是氧化時間不夠引起。解決辦法，是延長氧化時間（即浸泡時間），還可以補(bǔ)充加入少量氫氧化鈉。

（6）工件表面呈綠色如果工件表面氧化膜不是烏黑色，而是綠色，這是工件過氧化成果，是由于氧化溶液溫度過高、亞硝酸鈉濃度過高引起。解決辦法是加入適量冷水（注意：加水時必要穿戴好保護(hù)具，緩緩加入，以免槽液飛濺，導(dǎo)致灼傷事故）和加入少量氫氧化鈉，以減少溶液溫度及亞硝酸鈉濃度。

4．氧化溶液成分測定

從以上氧化膜缺陷分析中可知，當(dāng)氧化溶液成分浮現(xiàn)波動時，就會導(dǎo)致氧化膜缺陷，至使發(fā)黑操作失敗。氧化溶液成分，重要指氫氧化鈉濃度和亞硝酸鈉濃度。在發(fā)黑過程中，水分不斷被蒸發(fā)，亞硝酸鈉和氫氧化鈉又非等比消耗，因此，此消彼長，濃度變化是必然。操作時間越長，變化就越大。為了不使氧化溶液成分浮現(xiàn)大波動，應(yīng)當(dāng)每隔2～3h，就取樣測定它們濃度，以便及時計算并補(bǔ)充添加關(guān)于原料。下面簡介氫氧化鈉、亞硝酸鈉濃度測定辦法。

（1）氫氧化鈉濃度測定吸取氧化溶液10ml，置于量瓶中，加蒸餾水至500ml，搖勻，這便是稀釋液。吸取稀釋液5ml置于錐瓶中，加蒸餾水100ml，加酚酞1～2滴，溶液變?yōu)榧t色。用0.1N鹽酸原則溶液進(jìn)行滴定，滴至紅色消失，記下鹽酸消耗量V1（ml）。再加甲基橙2滴，溶液變?yōu)辄S色。繼續(xù)用0.1N鹽酸進(jìn)行滴定，滴至黃色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色為止，記下鹽酸消耗量V2（ml）。按下式計算氫氧化鈉濃度（g/l）：或按下式計算氫氧化鈉百分濃度：（%）

（2）亞硝酸鈉濃度測定 吸取氧化溶液10ml，置于量瓶中，加蒸餾水至500ml刻度處，搖勻，這便是稀釋氧化溶液。吸取0.1N原則高錳酸鉀溶液10ml，置于錐形瓶中，加蒸餾水100ml，硫酸10ml，加熱至50℃左右。這時溶液呈紅色。用稀釋氧化溶液進(jìn)行滴定，至紅色消失為止，記下稀釋氧化溶液消耗量V（ml）。

或按下式計算亞硝酸鈉百分濃度：（%）式中V—滴定期用去稀釋氧化液ml數(shù)；14—10ml氧化溶液質(zhì)量。

5．除油溶液成分測定

除油與氧化有著密切關(guān)系，除油不徹底，很難獲得高質(zhì)量四氧化三鐵層膜。因此，除油溶液也要經(jīng)常測定其成分，以便及時補(bǔ)充天加關(guān)于原料，以保證除油效果。

（1）氫氧化鈉測定吸取除油溶液5ml置于錐形瓶中，加蒸餾水100ml，搖均勻。加酚酞批示劑2～3滴，用0.1N鹽酸原則溶液進(jìn)行滴定，滴至紅色消失為終點，記錄鹽酸消耗量V1（ml）。在此溶液中加入甲基橙批示劑2滴，溶液變?yōu)辄S色。用0.1N鹽酸原則溶液進(jìn)行滴定，至黃色變?yōu)榉奂t色為終點，記錄鹽酸消耗量V2（ml）（不涉及V1量）。在兩次滴定后，將溶液煮沸5～10min，待冷到常溫后，加酚酞批示劑2～3滴，用0.1N氫氧化鈉原則溶液進(jìn)行滴定，滴至玫瑰紅色為終點，記錄氫氧化鈉消耗量V3（ml）。按下式計算氫氧化鈉濃度（g/l）