发黑表面处理的目的主要有以下三点:一是对金属表面起防锈作用。二是增加金属的美观光泽。三是部分消除工件的残余应力。阜新铸铁、钢铁工件的黑色磷化工艺就是以磷酸盐、磷酸等对钢铁基体进行处理,形成一层非金属、不导电的转化膜的工艺过程。采用黑色磷化工艺,使磷化膜层既黑又牢固,外观均匀一致,膜层连续,呈致密的结晶结构。发黑表面处理在工业大气环境及海洋性气候条件下,其耐蚀性比普通磷化膜高数倍,比氧化膜、常温发黑膜高数十倍,表现出优异的耐蚀性能。而且黑色磷化工艺具有生产成本低、产品质量好、槽液稳定易控制,不污染环境等优异特点。
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,优质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。发黑表面处理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。
金属表面发黑处理也叫发蓝处理,是金属表面处理的一种方法,也是目前应用较为广泛的金属防锈处理技术。经过金属表面发黑处理的金属表面形成一层乌黑的硬膜,硬膜层能保护金属表面防止氧化,从而达到防锈的目的。阜新发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑:碱性加热发黑是钢铁典型的发黑方法,已有几十年的历史,且工艺相对较为成熟,发黑质量较为稳定,发黑表面处理是目前应用广泛的发黑工艺。在发黑的时候,其需要的溶液成分、反响温度和时间都是根据钢铁的基体成分决定的,因为不同的钢材,其性能和成分都是不一样的。另外,发黑膜的成为磁性氧化铁,厚度为0.5~1.5微米,颜色也可分为蓝、黑两种,这些都跟材料成分和加工条件有关的。
氧化是发蓝发黑的主要过程。Fe3O4 薄膜是否致密、光滑和足够厚取决于氧化阶段。工艺温度为550°C。黑化溶液的温度为130至145°C。浸泡时间为 50 至 80 分钟。优质含碳量高的高碳钢,氧化速度更快,浸泡时间可以更短。含碳量低的低碳钢氧化速度慢,需要较长的浸泡时间。合金钢,特别是高合金钢,工件表面有一定的残余奥氏体,对碱性溶液有很强的抵抗力,不易生成Fe3O4,所以浸泡时间较长。将待清洗的钢铁件浸没在钢铁除油剂槽液中,静置几分钟,取出,将钢铁件表面除油剂残液水洗干净。发黑表面处理钢铁发黑工艺的成败,除油是关键。如果,钢铁表面的油污没有清晰干净,就会直接影响终发黑的质量,出现黑膜结合力差的情况。情况严重时,将会导致钢铁无法发黑的情况。