金属发黑工艺.docx

1、金属发黑工艺名词解释:将钢铁零件放入含NaOH和NaNO2等药品的浓溶液中,在一定温度范围内使零件表面生成一层很薄(0.51.5m)的蓝黑色氧化膜的过程叫发蓝(发黑)处理。.金属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。 A3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135摄氏度到155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

2、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。 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、高温碱性氧化发黑: “发蓝”药液 高温碱性发黑（又称发蓝）是钢铁最典型的发黑方法,已有几十年的历史,且工艺相对成熟,发黑质量稳定,膜的外观、附着力和耐蚀性为目前各方法中最为理想的。因此,它仍是目前钢铁发黑的最主要的方法。这种方法采用NaNO2 和NaOH 的浓溶液, 将欲发黑的工件置于此液中, 在140左右（视共建材质不同，发黑

3、液温度略有不同，一般高碳钢在138，中碳钢在140，低碳钢在142）煮40min 左右。X射线衍射分析结果表明,在钢铁件表面形成致密的晶态结构的Fe3O4 膜。该氧化膜与钢铁基体表面接触良好,具有很好的附着力和防腐性能。 1配方： 硝酸钠50100克氢氧化钠600700克亚硝酸钠100200克水1000克 2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。 （1）金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发篮”处理。 （3）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。 （4）金属“发蓝”处理后，最好用

4、热肥皂水漂洗数分钟，再用冷水冲洗。然后,又用热水冲洗，吹干。高温碱性发黑的机理:高温碱性发黑过程中涉及到的化学反应有多个,首先在高温下发生下列反应2NaNO2= Na2O + N2O3(1)生成的N2O3再和溶液中析出的氢发生反应2N2O3 + 6H2 = 4NH3 + 3O2 (2)生成的氧会与铁发生下列一系列反应2Fe + O2 = 2FeO (3)4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 (4)3Fe + 2O2 = Fe3O4(5)一般认为,上述反应按哪种方式进行主要取决于溶液中氧的浓度。氧的浓度高会生成Fe2O3使表面发红。因此,应适当控制氧化剂的含量,从而得到黑色的晶态Fe3O4膜。二

5、、酸性氧化法“发蓝”药液1配方： 磷酸310克硝酸钙80100克过氧化锰1015克水1000克 2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 3说明： （1）金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。 （2）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。 4.“发蓝”工作温度为100，处理时间为4045分钟。在处理碳素钢时，药液中磷酸含量控制在35克升；处理合金钢或铸钢时，磷酸含量控制在510克升。应注意定期分析药液磷酸的含量。 5.“发蓝”处理后金属器件的清洗方法同上。钢

6、铁常温发黑剂(工艺介绍)主要特点：(颜色黑，附着力好，防腐性高，做工时间短)1.JST-常温发黑,不需要复杂的加热设备,节能效果显著,同碱性高温发黑比,节能100%。2.提高工作效率,生产批量灵活,随时可满足生产要求,JMD发黑生产线只需30分钟左右。3.常温发黑成本低,特别在大件零件表面处理：如注塑机、木工机械等，投资少，见效快，工艺设备简单，操作方便，只需要塑料、陶瓷槽(盆)即可。4.使用性能工艺适应性强，对钢型无选择，能处理硅钢、铸铁和包括08F冷轧钢板在内的低碳钢，及表面加工状态不同的钢铁零件均能获得整体表面颜色一致的效果。5.附着力牢固、防腐性强、发黑后工件表面稳定，室内环境可有效防

7、锈达2年。6.不会影响工件尺寸，黑膜层仅为1.3微米至3微米之间的厚度。不须外协加工，省回运输交通、货物装卸等时间及金钱，或因此而引起的工件碰伤和时间上不必要的延误。产品特性:传统钢铁发黑是在135150高温下处理3090min，生产周期长，能耗大，劳动条件差，环境污染严重。该工艺在常温下操作，无高温碱性蒸汽影响环境，无有害气体产生，又节约能源，发黑速度快，颜色黑且均匀不褪色，防腐性能强而受到市场的欢迎。主要技术指标外观: 蓝绿色透明液体发黑膜的技术指标：外观，均匀致密，颜色呈黑色。抗腐蚀能力，硫酸铜检验液点滴试验 30s。封闭后防腐性能更强。一用途:常温发黑处理，能在不改变被处理件尺寸精度的

8、情况下形成黑色氧化膜。这层氧化膜可减少滑动面或支撑面的磨擦，有装饰及减少光反射作用，经过防处理能提高机械零件防腐性能，是机械、兵器等行业应用普遍的一种表面处理技术。传统钢铁发黑是在135150高温下处理3090min，生产周期长，能耗大，劳动条件差，环境污染严重。许多研究者对钢铁发黑工艺做了很多研究工作，也相继出现了一些产品，由于该工艺在常温下操作，无高温碱性蒸汽影响环境，又节约能源，发黑速度快而受到市场的欢迎，由于发黑膜结合力不牢，使这一工艺不能迅速推广。本公司产品就是针对此推出，是高温发黑的最佳取代产品二发黑成膜机理:常温发黑机理目前尚无统一意见，由于发黑膜很薄（通常不超过3m），用X光衍

9、射仪和电镜扫描分析，常温发黑膜成分不是如碱性发黑膜Fe3O4,而是成分较为复杂的膜层，也难以作出准确的判断工艺流程图：装框 去油(5-10分钟) 水冲洗(1分钟) 漂洗(0.5分钟) 去锈(1-5分钟) 水冲洗(1分钟) 水漂洗 (0.5分钟)常温发黑(2-6分钟) 水冲洗(1分钟) 稳定(0.5-1分钟) 浸脱水防锈油(10-15分钟) /水性封闭剂(1分钟) 常温干燥或者烘干(80-90 10-20分钟1前处理工艺推荐以下工艺流程可供选择：流程一：中温除油水洗水漂洗常温除锈活化水洗水漂洗常温发黑(此流程适合油污不多，无厚氧化皮的零件，各道工序处理时间到位，质量稳定，成本低。)流程二：喷砂水

10、洗常温发黑(此工艺流程适合零件表面有厚氧化皮、厚油污及难以用酸活化的高硅钢、高锰钢、高铬钢等零件。喷砂机可选用密封式或水性喷砂机，以保护环境，实现清洁生产。目前喷砂机生产厂家已推出各种型号的产品，性能都考虑了适用清洁生产的要求。)流程三：超声波除油水洗除锈活化水洗常温发黑(适用于有深孔、盲孔和形状复杂的零件。常温发黑处理：经前处理好的工件即可转入常温发黑处理配制槽液：浓缩液，加36倍水稀释成工作液，铸铁、铸钢、粉末冶金等材质疏松的零件，工作液要加56倍水，其它钢材加3-4倍水.发黑处理：工件进入发黑槽2分钟后，可将工件上、下抖动数次，使表面充分接触发黑剂，时间5分钟，活化好的零件表面很快就形成

11、黑膜，视黑膜均匀呈灰黑色即可，发黑件出槽后，在空气中停留2分钟再水洗，可充分利用表面的残液，减少发黑剂的消耗。槽液维护与调整：a、保持槽液清洁：进入发黑槽之前，工件一定要流动水清洗两道，避免将上道工序的残液带到发黑槽中，使发黑液提前老化，降低发黑量，减低成本。b、注意PH值：使用中发黑液组份不断消耗，PH值会渐渐升高，当PH值升到2.5左右应加以调整。先将溶液过滤去沉淀，再加入浓缩液，适量加入清洁水搅拌,使PH值恢复到2.0左右，可继续使用，调整几次需要换槽液。c、小批量生产：可采用一次按需要量配好，新配工作液发黑时间为3分钟，随着PH值上升，发黑时间适当延长，直到不能用为止.d、利用“后效”

12、：常温发黑工件完成操作过程后，表层中的化学反应并未最后完成，在空气中氧的作用下，还会缓慢进行，时间达到数十小时至一百小时，这一转化过程能提高膜的强度和附着力，黑度、均匀性也有所提高，充分利用“后效”作用，可减少发黑时间，降低成本。在临下班时,建议必须立即进清除沉淀物，否则有自催化反应,影响工作夜的稳定性,由于发黑剂为酸性，发黑过程中铁基体被溶解，生成铁和盐类的沉淀物，可用沉淀法或过滤法，保持槽液清澈，性能稳定。后处理：常温发黑后处理有三种方法可供选择，后处理目的在于加强装饰及防腐。发黑后水漂洗稳定浸脱水防锈油。此工艺常温下使用，节能、安全、防锈期一年以上。发黑后工件水洗水漂洗钝化脱水防锈油。此

13、工艺常温操作节能、环保、防锈二年。发黑件洗净水溶性封闭剂干燥再浸一次水溶性封剂烘干。此工艺适合不能浸油的工件，防锈期半年以上，一年以内。注：所有性能测试须在发黑膜真正干燥以后进行（约24小时以后）。4其他说明：1、发黑膜层附着力随着存放时间的延长而增加. 2、本发黑剂在发黑的过程中有少量沉淀，但不影响发黑质量。3、本品需贮藏于阴暗处，防止日晒深圳市嘉美德表面技术有限公司钢铁发蓝处理(转)一 实验目的1了解钢铁发蓝处理的原理和方法。2掌握零件表面化学除锈和除油工艺。二 实验原理将钢铁零件放入含NaOH和NaNO2等药品的浓溶液中，在一定温度范围内使零件表面生成一层很薄（0.51.5m）的蓝黑色氧

14、化膜的过程叫发蓝（发黑）处理。这层氧化膜组织致密，能牢固地与金属表面结合，而且色泽美观，有较大的弹性和润滑性，能防止金属锈蚀。因此，在机械工业中得到广泛应用。氧化膜（磁性Fe3O4）的生成原理，可用反应方程式表示如下：3FeNaNO25NaOH3Na2FeO2NH3H2O6Na2FeO2NaNO25H2O3Na2Fe2O4NH37NaOHNa2FeO2Na2Fe2O42H2OFe3O44NaOH三 仪器药品1仪器发蓝槽、烧杯（250cm3；500cm3）、电炉、酒精灯。2药品NaOH、NaNO2、K4Fe(CN)6、K2Cr2O7、HCl（以上药品均可用工业纯）、肥皂、机油（10号）、3CuS

15、O4、0.2H2SO4、0.1酚酞酒精溶液。3材料细铁丝、滤纸。四 实验步骤1发蓝液的配制pt; mso-para-margin-left: .06gd按每立方分米溶液中加NaOH 625 g、NaNO2 225g和K4Fe(CN)615g配制。先把NaOH放入发蓝槽，加少量冷水，并加热至100左右，溶解后再放入适量水；再加入NaNO2和K4Fe(CN)6，补充水至所需要的量；然后加热至溶液沸腾（约140左右）待用。新配制的溶液为乳白色，使用后颜色会加深。2发蓝前零件表面的预处理发蓝件表面必须光洁，不得有油脂、金属氧化物或其它污物，以免在发蓝中生成不均匀、不连续的氧化膜，甚至不生成氧化膜。因此

16、，发蓝零件表面必须彻底清理，清理包括机械清理、除油和酸洗。(1) 机械清理：零件表面锈迹多时，可用细砂纸仔细擦拭，直至表面光洁。(2) 除油：把工件放入除油液（配方见表1）中20min左右，然后拿出用流动清水冲洗，以除净残碱液。(3) 酸洗除锈：零件放入1530的HCl溶液里（含0.51的甲醛缓蚀剂），浸泡510 min，取出在流动清水中洗净残酸。3氧化发蓝处理把预处理好的零件立即放进温度140左右的发蓝液里，之后会发现反应缓慢发生。随着温度的升高，反应剧烈进行，当温度升至145以上时，零件表面就形成了黑色的氧化膜。为了增加膜的厚度，氧化时间不应少于30 min。在氧化过程中要经常活动零件，以

17、使氧化膜均匀。如果20 min后，工件仍不变色或颜色呈不连续状，说明油污未除净，需拿出重新预处理，或调整发蓝液成分。4发蓝后的处理(1) 冲洗。工件从发蓝液中拿出后，应立即在流动清水里冲洗，把残留的碱性发蓝液冲净。是否冲净可用0.1酚酞酒精溶液的滤纸贴在工件表面上观察，如不显红色，说明残液已经冲净；若出现红色，需重新冲洗，必要时需用热水冲洗。(2) 皂化或钝化。把冲净的工件放在浓度为2030的肥皂液里进行皂化处理，提高氧化膜的抗蚀性。皂化温度控制在8090，时间24 min；或者用浓度为35的K2Cr2O7溶液进行钝化处理，温度在9095，时间约10 min。工件皂化或钝化处理后，需立即在沸水

18、中清洗并去掉残液，然后晾干或烘干。(3) 浸油。为了提高膜的抗蚀力，填充孔隙，增强美观度，干燥后的工件应再浸入热油中以形成一层薄油膜。为了提高浸油效果，通常在油中加入5的凡士林。浸油温度以油沸为好，时间35 min。上述整个过程归纳于表1。5氧化膜的质量检查质量检查包括：氧化膜的外观色泽、致密性、抗蚀性和耐磨性，以及清洗质量和工件尺寸。氧化膜的色泽根据工件材料成分不同，可以是深蓝色、蓝黑色，若是铸铁工件和高合金工件可呈现棕黑色。氧化膜致密性检查，是把未浸油的工件浸入3的中性CuSO4溶液中1 min，以工件表面上不出现铜色斑点为合格（工件棱边除外）。氧化膜抗蚀性检查，是把未皂化浸油的工件浸入约

19、0.2H2SO4溶液中2 min后，用水清洗，零件表面以保持氧化色不变为合格。工序名称溶液配比处理温度处理时间min化学除油NaOH 5060（g/dm3）1051102030Na2CO3 70、80（g/dm3）Na2SiO3 1015（g/dm3）清洗流动水室温或5012酸洗HCl 1530室温12HCHO 0.51.5清洗流动水室温12氧化发蓝NaOH 625（g/dm3）NaNO2 225（g/dm3）1401503060K4Fe(CN)6 15（g/dm3）清洗流动水室温12清洗热水9010012皂化、钝化2030 皂液80902335 K2Cr2O7液9095510清洗热水9010

20、012烘干日光或烘箱50浸油10号机油沸油23钢铁制品表面的化学发蓝处理这是一个化学发蓝的处理方法，可以保护刀具表面不生锈，有兴趣的话，可以做一下试验： 用品：烧杯、铁片(铁钉或缝衣针)。 氢氧化钠、亚硝酸钠、硝酸钠、盐酸、肥皂、锭子油、铁粉、硫酸铜。 原理：钢铁制品容易发生锈蚀。发蓝是用化学方法，把钢铁制品放在热的氧化性溶液中煮沸一定时间，使 钢铁制品表面形成一层致密的、由磁性氧化铁组成的黑色和蓝黑色的氧化膜，这层氧化膜具有较强的抗腐蚀能力。 操作： 1.配制发蓝溶液先把30克氢氧化钠溶于30毫升水的烧杯中，再慢慢地加入9克亚硝酸钠和5克硝酸钠，使之 溶解，再加水到50毫升。然后再入一些纯净

21、的铁粉，并加热至沸，这时温度约可达到138150。 2.钢铁制品表面的预处理把几枚缝衣针(或铁钉、铁片)表面上的油污、锈斑处理干净。一般用10的碱液 在80浸10分钟取出，用清水洗涤即可除油，然后再用盐酸除锈。 3.发蓝把缝衣针(或铁钉、铁片)浸入煮沸的发蓝液中约半小时取出后，在表面上即有一层蓝黑色的氧化膜。 4.后处理把经过发蓝处理的缝衣针(或铁钉、铁片)，浸入冷水中漂洗，再浸入热水中漂洗，以洗去表面沾 有的发蓝液。取出后，浸入35的热肥皂水中(8090)5分钟左右，然后再用冷水和热水分别冲洗一次，最后浸在105110的锭子油处理510分钟，取出后放置10分钟，使沾着的油液流净后再擦干表面

22、即可。经这样处理的钢铁制品表面呈蓝黑色而且均匀致密。 注意事项： 1.在发蓝处理前，钢铁制品的表面一定要洗净。 2.如要检验发蓝是否有防护作用，可把经发蓝处理过的制品浸入2硫酸铜溶液中，在室温下浸半分钟后 取出，观察表面是否有红色的铜析出，如没有铜析出，则发蓝有效。所谓的烤蓝，根本不是热处理“烤”出来的，而就是这样的化学处理过程，包括兵工厂的烤蓝也是这样，所以这应该就是正规的烤蓝工艺了。 2、因为这是一个氧化的过程，所以这个配方对加入高铬的不锈钢作用不大，因为加入铬的目的本来就是防止氧化。所以兵工厂的很多枪支也都有两种版本：烤蓝的和不锈钢的。如果大家注意的话，可以看到不少精美的手枪或者礼仪兵用

23、的枪都是明晃晃的不锈钢制品，那就不必做烤蓝处理了。 3、据说不锈钢也可以做烤蓝处理，但需要另外的配方，反应原理跟这个不一样，或许不是氧化，而只是生成一个色层而已。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。A3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135摄氏度到155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

24、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 1配方： 硝酸钠50100克氢氧化钠600700克亚硝酸钠100200克水1000克 2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。 3说明： （1）金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发篮”处理。 （2）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

25、可参考下表。金属中含碳量%工作温度（）处理时间（分）开始终止0.7 135-137 14310-30 0.5-0.7 135-140 150 30-50 0.4 142-145 153-155 40-60合金钢142-145 153-155 60-90 （3）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。 （4）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 1配方： 磷酸310克硝酸钙80100克过氧化锰1015克水1000克 2制法：按配方计量后，在不断

26、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。 3说明： （1）金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。 （2）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。 4.“发蓝”工作温度为100，处理时间为4045分钟。在处理碳素钢时，药液中磷酸含量控制在35克升；处理合金钢或铸钢时，磷酸含量控制在510克升。应注意定期分析药液磷酸的含量。 5.“发蓝”处理后金属器件的清洗方法同上。 你也可以自己作试验： 【原理】一般钢铁容易生锈，如果将钢铁零件的表面进行发蓝处理，就能大大增强抗蚀能力，延长使用寿命。像武

27、器、弹簧、钢丝等，就是常用这种方法来保护的。铁在含有氧化剂和苛性钠的混合溶液中，一定温度下经一定时间后，反应生成亚铁酸钠(Na2FeO2)和铁酸钠(Na2Fe2O4)，亚铁酸钠与铁酸钠又相互作用生成四氧化三铁氧化膜。其反应方程式为： 3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3 8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O=4Na2Fe2O4+3NH3 Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH 这层氧化膜呈黑色或黑蓝色，它结构致密，具有较强的抗腐蚀能力。 【用品】铁片(或铁钉)、三脚架、石棉网、酒精灯、量筒、表面皿、烧杯、镊子、台天平、温度计、砂纸；

28、氢氧化钠、碳酸钠、水玻璃、稀硫酸、硝酸钠、亚硝酸钠、重铬酸钾溶液、机油。 【操作】 (1)取10g氢氧化钠，4g碳酸钠，1g水玻璃，加水100mL，配成除油液；取50 g60g氢氧化钠，10g硝酸钠，3g亚硝酸钠，加100mL水溶解配成发蓝液。 (2)将铁片用砂纸磨光，然后置于盛有20mL除油液的烧杯中，加热煮沸5 min10min后，用镊子取出，再用水洗净。 (3)把表面去油污后的铁片浸入除锈液(15稀硫酸)中加热(6080)除锈，约2min后取出洗净。 (4)将除油除锈后的铁片，置于盛有20mL发蓝液的烧杯中，加热煮沸约20min后用镊子取出，用水冲洗、擦干，可见铁片上有一层黑蓝色或黑色的

29、致密氧化膜。 (5)经氧化处理后的表面氧化膜，虽然较紧密，但仍有微小的松孔。为了提高抗腐蚀能力，可将氧化处理后的铁片置于35的重铬酸钾溶液(9095)中的约10min，使松孔填充或钝化，然后再置于热机油(105110)中约5min，将松孔填满。 (6)将发蓝后的铁片浸在2的硫酸铜溶液里，在室温下保持20s后取出，用水洗净表面，如果不出现红色接触点，即说明发蓝合格。参考资料：发黑是NaOH和NaNO2的水溶液氧化，发蓝是NaOH和NaNO2的熔溶液氧化，效果是不同的，但通常大家认为发黑就是发蓝，发蓝就是发黑，没办法。八十年代枪支表面发黑工艺配方以强氧化剂使钢材表面形成一层致密的金束氧化层，阻止钢材内部腐蚀，工艺配方如下：一、除油污1、配方：碳酸钠7%，氢氧化钠3%，磷酸钠3%，硅酸钠2%，水85%。2、工艺：溶液加热至80-90摄氏度，浸泡30分钟左右。二、酸洗1、配方：10%-15%硫酸溶液2、工艺