配方一:
硫酸銅 4~8 g/L
二氧化硒 4~8 g/L
磷酸鹽 7~15 g/L
硝酸鹽 2~4 g/L
檸檬酸鹽 2~4 g/L
穩定劑 20 ml/L
pH 2.0~2.5
時間 3~5 min
配方二(武漢水運工程學院提供):
硫酸銅 1~3 g/L
亞硒酸 2~3 g/L
磷酸 2~4 g/L
有機酸 1.0~1.5 g/L
十二烷基硫酸鈉 0.1~0.3 g/L
復合添加劑 10~15 g/L
pH 2~3
時間 2~6 min
配方三(貴州航空發動機公司提供):
硫酸銅 3~7 g/L
硫酸鎳 2~3 g/L
乙二胺四乙酸二鈉 4~5 g/L
亞硒酸 4~5 g/L
磷酸鹽 2.0~3.0 g/L
pH值 2.0~3.0
時間 30~60 s
配方四(大慶石油學院提供):
硫酸銅 2.0~2.5 g/L
硝酸 1.0~2.0 ml/L
二氧化硒 2.5~3.0 g/L
磷酸 1.0~1.5 ml/L
對苯二酚 0.8~1.2 g/L
發黑促進劑 1.5~2.0 g/L
乙二胺四乙酸二鈉 0.5~0.8 g/L
OP-10乳化劑 適量
配方五(南方輕工研究所提供):
硝酸銅 4~6 g/L
亞硒酸 5~10 g/L
磷酸 5~10 ml/L
氯化鈉 1~2 g/L
pH 1.1~1.2
配方六(河南中原機械廠提供):
硫酸銅 2~4 g/L
二氧化硒 4 g/L
磷酸 10~15 g/L
氯化鎳 10~15 g/L
酒石酸鉀鈉 2 g/L
檸檬酸鉀 2 g/L
時間 3~6 min
配方七(杭州大學化學系提供):
硫酸銅(CuSO4.5H2O) 3 g/L
磷酸緩沖液(H3PO4.KH2PO4) 4 g/L
亞硒酸(H2SeO3) 1 g/L
添加劑 3 g/L
時間 1~3 min
配方八:
硫酸銅 4 g/L
硫酸鎳 1 g/L
亞硒酸 4 g/L
磷酸二氫鋅 2 g/L
硼酸 4 g/L
DPE-Ⅲ 1~2 ml/L
pH 2.5~3.5
時間 10~60 s
配方九:
硫酸銅 3~5 g/L
亞硒酸 3~5 g/L
磷酸二氫鋅 4~5 g/L
檸檬酸 2~3 g/L
硝酸鉀 1 g/L
添加劑 20 ml/L
配方十:
硫酸銅 4~5 g/L
二氧化硒 4~5 g/L
硫酸鎳 3~4 g/L
氧化鋅 2~3 g/L
磷酸 10~15 g/L
TX-10乳化劑 10 g/L
穩定劑 5~10 g/L
時間 3~8 min
配方十一:
硫酸銅 4~6 g/L
二氧化硒 1.5~3 g/L
硫酸鎳 0.5~2 g/L
檸檬酸鉀 2 g/L
對苯二酚 1~1.5 g/L
時間 1~5 min
配方十二:
硫酸銅 2 g/L
亞硒酸 4 g/L
鉬酸鈉 2 g/L
硫代硫酸鈉 1 g/L
硫酸鎳 4 g/L
pH 1.5~2.5
時間 5~8 min
配方十三:
二氧化硒 5 g/L
硫酸銅 4 g/L
硫酸鎳 4 g/L
硝酸鋅 10 g/L
磷酸 10 g/L
TX-10乳化劑 5 g/L
絡合劑 10 ml/L
時間 2~5 min
常溫發黑工藝簡介
鋼鐵常溫發黑工藝流程主要包括前處理、發黑和后處理3個部分,其工藝流程為:
化學除油→熱水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→冷水洗→發黑(可2次發黑)→水洗→水洗→中和→水洗→浸油封閉。
除油
除油是關鍵,如果工件上油未除凈,就會直接影響黑化的質量,出現花斑或發黑膜結合力差,甚至不能上色。在此推薦一個除油配方。
氫氧化鈉 80~100g/L
磷酸三鈉 50~60g/L
洗衣粉 3~5g/L
溫度 80℃以上
時間 1~10min
對于油污比較嚴重的工件:可以先用有機溶劑清洗后再化學除油,還可再增加一道電化學除油工序。
化學除油后必須先用熱水洗。
酸洗
對于銹蝕不太嚴重的工件,可采用常規的鹽酸液除銹、再水洗,對于銹層和氧化皮較厚的工件,推薦采用以下配方:
鹽酸 300~350g/L
硫酸 150~200g/L
OP-10乳化劑 3~5g/L
十二烷基硫酸鈉 0.02~0.05 g/L
時間 至銹除盡為止
酸洗應注意防止工件過腐蝕,可向酸洗液中加入硫脲等緩蝕劑。
發黑
將經過前處理的工件直接浸入發黑液中,當工件完全發黑時,即可取出。必須注意:時間不能過長,否則,發黑膜疏松,結合力差。為了獲得最佳發黑效果,可將工件抖動數次,以便著色均勻。
發黑時間可根據實際情況進行適當調整。例如:隨著發黑量的增多,發黑劑有效成分不斷消耗,發黑速度逐漸變慢,需適當延長發黑時間。另外,冬季發黑時間應長一些,夏季發黑時間應短一些。
工件從發黑液中取出后,應空留幾分鐘,以繼續成膜反應,增加結合力。因成膜反應緩慢,隨發黑件存放時間延長,其外觀會更黑,耐蝕性和結合力也會越來越好。
工件取出后若發現局部著色不均勻,可漂洗后放回發黑液中繼續著色,直到滿意為止。
為得到效果最佳的常溫發黑膜,可采用2次發黑工藝,即工件先后在兩個發黑槽中發黑,兩個發黑槽液成分一致、濃度不同。一般第2槽濃度較低,約為第1槽濃度的1/4左右,其它操作條件一致。應注意:工件經第一次發黑后,應充分水洗再進行第Ⅱ次發黑。
中和
中和處理是用3%~5%碳酸鈉溶液刷洗或浸漬1 min,其目的是為了中和發黑液殘液,并填充膜層孔隙,否則殘留的酸性發黑液將降低膜層耐蝕性。
封閉處理
工件發黑后常用防銹油進行封閉處理,可采用以下3種方式:
①工件經中和水洗后,再熱水洗,甩干,徹底干燥后,浸熱防銹油(80~90℃)進行封閉處理,時間約2 min。
②工件經熱水清洗、甩干后直接浸入脫水防銹油中進行封閉處理,時間在3~5 min,取出后自然晾干。
③工件發黑后先在80~90℃的1%肥皂溶液中填充處理,取出干燥后可以直接浸普通機油或防銹油。
工藝參數的影響
發黑液濃度的影響
常溫發黑劑濃度過高時,成膜速度過快,膜層較疏松,結合力不好;濃度過低,發黑速度慢。然而,不同材料由于表面活性不同溶液含量也應不同。
pH值的影響
pH值是影響發黑效果的一個最重要的參數。若pH值過高,成膜速度慢,甚至不能發黑成膜,pH值過低,則反應速度過快,結合力不好,而且隨pH值的進一步降低會溶解生成的膜層。pH一般制在1.5~2.5之間,必要時可用硝酸或氨水調整。
溫度的影響
溫度低于10℃時,反應速度較慢,黑度和均勻性差,此時應延長反應時間。當溫度大于40℃時,反應速度過快,結合力差,溫度一般控制在15~35℃。
時間的影響
黑化時間需根據基體成分和溫度而定,一般在3~10 min。若時間過短,則膜成長不完全,膜層過薄,有花斑;若發黑時間過長,則表面會過多地為黑色氧化物,多余部分疏松,結合力不好。