发黑工艺的原理是使金属表面产生一层氧化膜,以隔绝空气,达到防锈目的。钢制件的表面发黑处理工艺也称为发蓝。但是发黑工艺有缺点,专业发黑处理工艺的附着力和耐磨性差的缺缺陷,如果做盐雾实验一般不会超过12小时。外观要求不高时可以采用发黑处理,目前发黑工艺常用在电机轴等零件部件上使用。很多金属工件在生产的时候,都会在表面进行发黑加工,虽然发黑成本低较为便宜且美观,但其防锈性能较差,容易生锈。发黑加工工艺决定了发黑防锈性能差的先决条件。所以发黑产品普遍都要上发黑防锈油这道工序来预防生锈。
经常跟发黑处理打交道的人都知道一种影响发黑处理效果的现象,即沉淀和后沉淀现象,沉淀现象就是在发黑过程当中有沉淀产生,从而会影响发黑效果。发黑加工之所以会出现沉淀现象,主要是因为在钢铁发黑时,钢铁基体就会被发黑液氧化产生Fe2+,Fe2+那么会被进一步氧化为Fe3+,Fe3+与亚硒酸根离子反响生成 Fe2(SeO3)3沉淀。Fe2(SeO3)3不仅影响了发黑液的使用功能,还消耗了大量的有效成分。传统的发黑方法是碱性氧化发黑。专业碱性氧化发黑通常是采用高温和亚硝酸盐作为氧化剂,使钢铁零部件在特别浓的碱性氧化液中进行加热氧化,使零件表面形成一层蓝色至黑色的Fe3O4保护性氧化薄膜。这种高温氧化剂因工件在发黑时受热不均及温度过高,使溶液含量变化较快,经常造成发黑膜不均等现象。所以人们渴望寻求常温发黑工艺,达到节省能源、降低成本、操作简便、发黑膜均匀等目的。常温发黑剂剂调整剂有效的解决了上述问题,达到所要求的目的。
钢铁发黑剂所形成的维护膜,不受钢铁零件中的合金元素的影响,适应性好,可以处置铸铁、弹簧钢及各种合金钢对渗碳、碳氮共渗淬火,高频局部淬火等的热处理工艺后的回火发黑皆可应用,因而具有较广的使用性,目前已成功的应用于 50CrV 60Si2Mn 65Mn 35CrMo 70# 钢丝、 12Cr 20CrNiMn 等材质。发黑加工发黑时间可根据实际情况进行适当调整。例如:随着发黑量的增多,发黑剂有效成分不断消耗,发黑速度逐渐变慢,需适当延长发黑时间。还有就是,发黑加工冬季发黑时间应长一些,夏季发黑时间应短一些。
专业发黑表面处理时容易遇到哪些问题?(1)氧化膜疏松。氧化膜应很致密,与基本结合很牢固。如果生成的氧化膜疏松,容易擦掉,这是不正常的现象。出现这种情况,主要是由于新配制的氧化溶液缺少铁离子引起的。解决办法,是加入一些旧的氧化溶液,或者加入一些干净的钢屑,煮沸30min,以增加氧化溶液的铁离子浓度,这现象就会消除。(2)发黑加工工件表面呈红褐色锈斑。氧化膜应呈深黑色,光亮且平滑。如果工件表面出现红褐色斑点或连成一片,这主要是由于氧化溶液中氢氧化钠过浓、生成氧化铁过多所致。解决办法是调整溶液成分,补充加入一些亚硝酸钠和水,以降低NaOH浓度。(3)工件表面呈淡灰色。工件表面失去乌黑光泽,呈淡灰色,这是由于氧化溶液中氢氧化钠浓度过低引起的。解决办法,补充加入适量的氢氢化钠。