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发黑处理工艺.doc

发黑处理工艺

飞鹰
2011-11-25 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《发黑处理工艺doc》,可适用于工程科技领域

发黑处理工艺发明主要是涉及一种常温发黑处理工艺主要由以下工艺步骤完成:)清洗)脱脂:工件必须完全浸入脱脂液中脱脂液浓度ph值处理时间min每过分钟上下抖动几次药液浓度低于ph时补充脱脂粉)水洗)酸洗:酸洗液浓度ph值处理时间min)水洗)发黑:池液浓度ph值处理时间min)水洗)吹干)上油。本发明有益的效果是:发黑安全不用电用碱性高温发黑需%用电。提高工效:共需分钟。发黑成本低设备简单操作方便对发黑时间作了严格的控制。工艺适应性强:金属材料发黑工艺钢制件的表面发黑处理也有被称之为发蓝的。发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。A钢用碱性发黑好一些。碱性发黑细分出来又有一次发黑和两次发黑的区别。发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。发黑时所需温度的宽容度较大大概在摄氏度到摄氏度之间都可以得到不错的表面只是所需时间有些长短而已。实际操作中需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量以及发黑后的钝化浸油。发黑质量的好坏往往因这些工序而变化。金属“发蓝”药液采用碱性氧化法或酸性氧化法使金属表面形成一层氧化膜以防止金属表面被腐蚀此处理过程称为“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜其外层主要是四氧化三铁内层为氧化亚铁。一、碱性氧化法“发蓝”药液 .配方:硝酸钠~克氢氧化钠~克亚硝酸钠~克水克 .制法:按配方计量后在搅拌条件下依次把各料加入其中溶解混合均匀即可。 .说明:()金属表面务必洗净和干燥以后才能进行“发篮”处理。()金属器件进行“发蓝”处理条件与金属中的含碳量有关“发蓝”药液温度及金属器件在其中的处理时间可参考下表。金属中含碳量工作温度(℃)处理时间(分)开始终止><合金钢()每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸钠、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量以便及时补充有关成分。一般使用半年后就应更换全部溶液。()金属“发蓝”处理后最好用热肥皂水漂洗数分钟再用冷水冲洗。然后,又用热水冲洗吹于。二、酸性氧化法“发蓝”药液 .配方:磷酸~克硝酸钙~克过氧化锰~克水克 .制法:按配方计量后在不断搅拌条件下依次把磷酸、过氧化锰和硝酸钙加入其中溶解混合均匀即可。 .说明:()金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。()此法所得保护膜呈黑色其主要成分是由磷酸钙和铁的氧化物所组成其耐腐能力和机械强度均超过碱性氧化法所得的保护膜。 “发蓝”工作温度为℃处理时间为~分钟。在处理碳素钢时药液中磷酸含量控制在~克/升处理合金钢或铸钢时磷酸含量控制在~克/升。应注意定期分析药液磷酸的含量。 “发蓝”处理后金属器件的清洗方法同上。再论钢铁常温发黑工艺应用 前言  钢铁常温发黑具有节能、高效、设备简单、操作方便和基本无环境污染等特点。从小件到面积较大、形状复杂、不同钢种的工件均可应用。但由于前处理难各类发黑剂都存在不同弊病该项技术推广很不平衡。笔者结合多年生产实践谈谈生产应用中的工艺控制和改进措施供同行参考。 工艺控制和改进措施 工艺流程  一般为化学除油→热水洗→清水洗→强腐蚀→二次清水洗→化学除油→热水洗→清水洗→弱腐蚀→二次清水洗→常温发黑→二次清水洗→浸脱水油→送验。 前处理  钢铁常温发黑前处理主要是除油和除锈一般采用化学除油、盐酸腐蚀也有应用湿法喷砂的[]。具体工艺笔者以前做过详细介绍[]。常温发黑液呈酸性发黑前工件表面要求全润水才能有效地保证黑膜的牢固度否则再好的发黑剂也不能出合格产品。多年实践证明无论是单独用除油剂还是低浓度三大碱添加除油剂的除油槽都要在℃左右加热以加快除油速度。操作时如果采用短时间(~min)除油、除锈交叉作业工效明显提高。 常温发黑  钢铁常温发黑剂自年代中期国内开发以来市场商品逐渐增多。生产应用效果大体都是膜的结合力不如高温发黑的溶液稳定差等[]。  HH钢铁常温发黑剂在这两方面有较大突破。笔者所在厂几年生产实践证实膜的牢固度无需等待h的后效就能获得结合力良好的黑色膜层完全可同高温发黑媲美。溶液稳定性方面工作液产生白色沉淀少也不易影响膜层质量不需经常调整母液存放两年以上无沉淀效果不变。  ZT发黑剂将丙烯酸类涂料添加在发黑剂内两工序合二为一简化生产。膜的结合力、耐蚀性良好只是黑膜黑度偏淡蓝颜色。  溶液维护与调整常温发黑时钢铁表面活化产生Fe+过量Fe+与Se-反应生成白色沉淀在氧化剂存在的条件下Fe+氧化为Fe+反应也生成沉淀均无谓消耗溶液内Se-缩短使用寿命生产中应采取如下措施:  () 生产线设计 发黑槽前两只清水槽要用硬塑板或钢板槽内衬软塑料板制作以防铁槽生锈污染清水在生产中将Fe+带入发黑槽。  () 发黑用器皿 小批量生产用塑料篮批量生产用钛篮、钛框、钛滚桶等杜绝发黑时产生Fe+和消耗发黑剂。钛器皿虽一次性投入资金较多但耐酸碱又与发黑剂不起反应使用寿命年以上综合计算还显著降低生产成本。  () 发黑槽加盖 停工时将溶液用塑料盖盖严防止空气中氧气入内减慢Fe+生成速度而减少沉淀物的形成。  定期用精密试纸检查溶液pH值高于以上就要加以调整。比较简单的办法是先将溶液自然沉淀过滤补加母液使工作液恢复到pH范围即可继续发黑。  如果不是批量生产发黑液配制以每批零件量计算一次性发黑药液用完为原则这样不但保证黑膜均匀结合力好还能避免由于溶液存放时自我消耗。 后处理  () 常规技术要求改用脱水油封闭。  () 膜层耐蚀性要求较高可加钝化处理再浸脱水油。  () 耐蚀性、耐磨性要求都高于常规发黑膜层标准发黑后浸丙烯酸酯乳液固化剂略自然干燥后浸脱水油。  () 膜层要求耐温℃的不油封可浸强力封闭剂表面光亮度好、硬度高。  生产中为了降低生产成本可根据发黑件的表面技术要求尽量采用简单的后处理工艺。 生产中注意要点  () 前处理必须达到工件全润水不允许有残留油污、锈点和氧化皮等。  () 发黑前用清水洗时要严格清洗掉工件内外盐酸液否则易产生沉淀。  () 新配槽液常温发黑时间控制为~min老槽液可延长至~min。一般视工件黑灰色出槽为佳(随时间延长转为黑色)出槽时黑色膜层较疏松结合力不理想。  () 有机膜的封闭应选用水溶性丙烯酸酯乳液发黑后清洗干净可直接浸涂工艺较简单。溶液配制按说明乳液与水一定要搅拌均匀调整至工件膜层无流痕方可投入生产。  () 浸脱水油要摆脱传统浸油习惯(入槽略浸一下就出槽)封闭有一个先脱水并使油相浸润工件的过程时间控制在~min。 生产成本  批量生产用HH发黑剂几年来做了详细统计结果表明配槽费加设备投资常温发黑低于高温发黑。日生产费用常温发黑为元/m高温发黑为元/m降低考虑到后处理部分工件需钝化或丙烯酸酯乳液等封闭总成本也要降低以上。 膜层质量讨论  从成膜机理可以看出钢铁常温发黑是在钢铁表面形成CuSe、CuO等的覆盖层这种覆盖层不同于成熟的化学镀镍、镀铜的质量。由于成膜机理不成熟工艺参数多凭经验生产商品发黑剂就不可能完善存在膜层疏松多孔结合力和耐磨性比高温差。因此为了保证常温发黑膜层质量发黑前必须彻底去除工件的油和锈蚀结合力才有保证。发黑后处理也不能沿用高温发黑的工艺改用能脱掉膜层内水份又具有防锈等作用的脱水油润湿封闭可达高温发黑膜层的耐蚀性效果。市售发黑剂耐磨性还是不尽人意。发黑后增加一道有机膜的封闭层[]可满足其耐磨性要求同时也提高膜层的耐蚀性。

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