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關于503T發黑劑怎樣處理金屬制品發黑

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關于503T發黑劑怎樣處理金屬制品發黑

發布日期:2018-07-26 作者:勞安 點擊:

      鋼制件的表面發黑處理,也有被稱之為發藍的。

    發黑處理現在常用的方法有傳統的堿性加溫發黑和出現較晚的常溫發黑兩種。

  但常溫發黑工藝對于低碳鋼的效果不太好。
  A3鋼用堿性發黑好一些。
  堿性發黑細分出來,又有一次發黑和兩次發黑的區别。
  發黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。
  發黑時所需溫度的寬容度較大,大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯的表面,隻是所需時間有些長短而已。
  實際操作中,需要注意的是工件發黑前除鏽和除油的質量,以及發黑後的鈍化浸油。發黑質量的好壞往往因這些工序而變化。
  金屬"發藍"藥液
  采用堿性氧化法或酸性氧化法;使金屬表面形成一層氧化膜,以防止金屬表面被腐蝕,此處理過程稱為"發藍"。
  黑色金屬表面經"發藍"處理後所形成的氧化膜,其外層主要是四氧化三鐵,内層為氧化亞鐵。
  一、堿性氧化法"發藍"藥液
  &nbsp1.配方: 硝酸鈉50~100克氫氧化鈉600~700克亞硝酸鈉100~200克水1000克
  &nbsp2.制法:按配方計量後,在攪拌條件下,依次把各料加入其中,溶解,混合均勻即可。
  &nbsp3.說明:
  (1)金屬表面務必洗淨和幹燥以後,才能進行"發籃"處理。

  (2)金屬器件進行"發藍"處理條件與金屬中的含碳量有關,"發藍"藥液溫度及金屬器件在其中的處理時間可參考下表。 金屬中

 含碳量%工作溫度(℃)處理時間(分)開始終止>0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-50<0.4142-145153- 15540-60合金鋼

 142-145153-15560-90

  (3)每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸鈉、亞硝酸鈉和氫氧化鈉的含量,以便及時補充有關成分。一般使用半年後就應更換全

 部溶液。

  (4)金屬"發藍"處理後,最好用熱肥皂水漂洗數分鐘,再用冷水沖洗。然後,又用熱水沖洗,吹于。
  二、酸性氧化法"發藍"藥液
  &nbsp1.配方: 磷酸3~10克硝酸鈣80~100克過氧化錳10~15克水1000克
  &nbsp2.制法:按配方計量後,在不斷攪拌條件下,依次把磷酸、過氧化錳和硝酸鈣加入其中,溶解,混合均勻即可。
  &nbsp3.說明:
  (1)金屬器件先經洗淨和幹燥後才能進行"發藍"處理。

  (2)此法所得保護膜呈黑色,其主要成分是由磷酸鈣和鐵的氧化物所組成,其耐腐能力和機械強度均超過堿性氧化法所得的保護

   膜。

  &nbsp4."發藍"工作溫度為100℃,處理時間為40~45分鐘。在處理碳素鋼時,藥液中磷酸含量控制在3~5克/升;處理合金鋼或

   鑄鋼時,磷酸含量控制在5~10克/升。應注意定期分析藥液磷酸的含量。

  &nbsp5."發藍"處理後金屬器件的清洗方法同上。

  鋼鐵常溫發黑具有節能、高效、設備簡單、操作方便和基本無環境污染等特點。從小件到面積較大、形狀複雜、不同鋼種的工件

均可應用。但由于前處理難,各類發黑劑都存在不同弊病,該項技術推廣很不平衡。筆者結合多年生産實踐,談談生産應用中的工藝控制和改進措施,供同行參考。

  2 工藝控制和改進措施
  2.1 工藝流程
  一般為化學除油→熱水洗→清水洗→強腐蝕→二次清水洗→化學除油→熱水洗→清水洗→弱腐蝕→二次清水洗→常溫發黑→二次清水洗→浸脫水油→送驗。
  2.2 前處理
  鋼鐵常溫發黑前處理主要是除油和除鏽,一般采用化學除油、鹽酸腐蝕,也有應用濕法噴砂的[1]。具體工藝筆者以前做過詳細介紹[2] 。常溫發黑液呈酸性,發黑前工件表面要求全潤水,才能有效地保證黑膜的牢固度,否則再好的發黑劑也不能出合格産品。多年實踐證明,無論是單獨用除油劑,還是低濃度三大堿添加除油劑的除油槽,都要在50℃左右加熱,以加快除油速度。操作時如果采用短時間(3~5min)除油、除鏽交叉作業,工效明顯提高。
  2.3 常溫發黑
  鋼鐵常溫發黑劑自80年代中期國内開發以來,市場商品逐漸增多。生産應用效果大體都是膜的結合力不如高溫發黑的,溶液穩定差等[3]。
  503T鋼鐵常溫發黑劑在這兩方面有較大突破。上海勞安塗料這幾年生産實踐證實,膜的牢固度無需等待24h的後效,就能獲得結合力良好的黑色膜層,完全可同高溫發黑媲美。溶液穩定性方面,工作液産生白色沉澱少,也不易影響膜層質量,不需經常調整;母液存放兩年以上無沉澱,效果不變。
  503T發黑劑将丙烯酸類塗料添加在發黑劑内,兩工序合二為一,簡化生産。膜的結合力、耐蝕性良好,隻是黑膜黑度偏淡藍顔色。
  溶液維護與調整常溫發黑時,鋼鐵表面活化産生Fe2+,過量Fe2+與Se2-反應生成白色沉澱;在氧化劑存在的條件下,Fe2+氧化為Fe3+反應也生成沉澱,均無謂消耗溶液内Se2-,縮短使用壽命,生産中應采取如下措施:
  (1) 生産線設計 發黑槽前兩隻清水槽要用硬塑闆或鋼闆槽内襯軟塑料闆制作,以防鐵槽生鏽污染清水,在生産中将Fe2+帶入發黑槽。
  (2) 發黑用器皿 小批量生産用塑料籃,批量生産用钛籃、钛框、钛滾桶等,杜絕發黑時産生Fe2+和消耗發黑劑。钛器皿雖一次性投入資金較多,但耐酸堿,又與發黑劑不起反應,使用壽命10年以上,綜合計算還顯着降低生産成本。
  (3) 發黑槽加蓋 停工時将溶液用塑料蓋蓋嚴,防止空氣中氧氣入内,減慢Fe3+生成速度而減少沉澱物的形成。
  定期用精密試紙檢查溶液pH值,高于2.6以上就要加以調整。比較簡單的辦法是,先将溶液自然沉澱過濾,補加母液使工作液恢複到pH2.4範圍即可繼續發黑。
  如果不是批量生産,發黑液配制以每批零件量計算,一次性發黑藥液用完為原則,這樣不但保證黑膜均勻,結合力好,還能避免由于溶液存放時自我消耗。
  2.4 後處理
  (1) 常規技術要求改用脫水油封閉。
  (2) 膜層耐蝕性要求較高,可加鈍化處理,再浸脫水油。
  (3) 耐蝕性、耐磨性要求都高于常規發黑膜層标準,發黑後浸丙烯酸酯乳液固化劑,略自然幹燥後浸脫水油。
  (4) 膜層要求耐溫400℃的不油封,可浸強力封閉劑,表面光亮度好、硬度高。
  生産中為了降低生産成本,可根據發黑件的表面技術要求,盡量采用簡單的後處理工藝。
  2.5 生産中注意要點
  (1) 前處理必須達到工件全潤水,不允許有殘留油污、鏽點和氧化皮等。
  (2) 發黑前用清水洗時,要嚴格清洗掉工件内外鹽酸液,否則易産生沉澱。
  (3) 新配槽液常溫發黑時間控制為2~3min,老槽液可延長至5~10min。一般視工件黑灰色出槽為佳(随時間延長轉為黑色),出槽時黑色,膜層較疏松,結合力不理想。
  (4) 有機膜的封閉應選用水溶性丙烯酸酯乳液,發黑後清洗幹淨可直接浸塗,工藝較簡單。溶液配制按說明,乳液與水一定要攪拌均勻,調整至工件膜層無流痕,方可投入生産。
  (5) 浸脫水油要擺脫傳統浸油習慣(入槽略浸一下就出槽),封閉有一個先脫水并使油相浸潤工件的過程,時間控制在3~8min。
  3 生産成本
  勞安塗料批量生産用503T發黑劑,幾年來做了詳細統計結果表明,配槽費加設備投資,常溫發黑低于高溫發黑。日生産費用常溫發黑為1.93元/m2,高溫發黑為4.17元/m2,降低54%,考慮到後處理部分工件需鈍化或丙烯酸酯乳液等封閉,總成本也要降低30%以上。
  4 膜層質量讨論
  從成膜機理可以看出,鋼鐵常溫發黑是在鋼鐵表面形成CuSe、Cu2O等的覆蓋層,這種覆蓋層不同于成熟的化學鍍鎳、鍍銅的質量。由于成膜機理不成熟,工藝參數多憑經驗,生産商品發黑劑就不可能完善,存在膜層疏松多孔,結合力和耐磨性比高溫差。因此為了保證常溫發黑膜層質量,發黑前必須徹底去除工件的油和鏽蝕,結合力才有保證。發黑後處理也不能沿用高溫發黑的工藝,改用能脫掉膜層内水份又具有防鏽等作用的脫水油,潤濕封閉可達高溫發黑膜層的耐蝕性效果。市售發黑劑耐磨性還是不盡人意。發黑後增加一道有機膜的封閉層[4],可滿足其耐磨性要求,同時也提高膜層的耐蝕性。
 



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關鍵詞:503T發黑劑,勞安塗料,常溫發黑工藝

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