鋼制件的表面發(fā)黑處理，也有被稱之為發(fā)藍的。 : N' U$ j. Z; b. |8 I' ^
3 o: C! O( P- N3 x( I" t1 h1 d, i發(fā)黑處理現(xiàn)在常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種。
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5 x: z8 X0 O3 m* v; y但常溫發(fā)黑工藝對于低碳鋼的效果不太好。
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A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。 4 }: [$ m+ S2 Z$ P, B
% v9 \" I( k6 x4 `9 y& ?堿性發(fā)黑細分出來，又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別。
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0 `7 ]5 D3 ]% ^9 a! R; Q+ w) l發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。 6 Y' F0 y) t6 o
) x$ H; T9 A* M+ {2 F2 i% ^. G, [發(fā)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，只是所需時間有些長短而已。
5 ]7 F8 y7 n' I& C) p1 J; @實際操作中，需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量，以及發(fā)黑后的鈍化浸油。發(fā)黑質(zhì)量的好壞往往因這些工序而變化。
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金屬“發(fā)藍”藥液 % j7 `; x4 n& p9 j! ` \7 Y
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(fā)藍”。 + C& V6 P& R4 V/ D
黑色金屬表面經(jīng)“發(fā)藍”處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內(nèi)層為氧化亞鐵。
9 j1 f( E0 m( q' B1 G1 [! e一、堿性氧化法“發(fā)藍”藥液 6 f3 f! Z% K7 n8 l
1．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 , f0 z3 t" d! n! v S4 R0 \
5 Q4 @6 a& Y! |0 P' L2．制法：按配方計量后，在攪拌條件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均勻即可。 $ U+ J8 m0 Y' O( d' H* D$ H2 c
3．說明：
& p" Z' Q n9 x0 Z（1）金屬表面務(wù)必洗凈和干燥以后，才能進行“發(fā)籃”處理。 % P& L* { a# p3 p
（2）金屬器件進行“發(fā)藍”處理條件與金屬中的含碳量有關(guān)，“發(fā)藍”藥液溫度及金屬器件在其中的處理時間可參考下表。
/ _5 n" z3 h! T) q, F3 L$ v金屬中含碳量%------工作溫度（℃）----處理時間（分）----開始終止
( t9 {0 n. n3 P8 C7 y* _大于0.7--------------135-137------------143--------------10-30 ( F4 x$ e$ a. t& V# }# }
0.5-0.7--------------135-140------------150--------------30-50 . j- Q% n( J A3 z, O7 E
小于0.4--------------142-145----------153-155------------40-60
; }5 G J( S+ [, n合金鋼---------------142-145----------153-155------------60-90 4 m: |* ]+ `8 _; B& z
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（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(guān)成分。一般使用半年后就應(yīng)更換全部溶液。 + q' ~) Y- E! [+ m8 V; p4 @
（4）金屬“發(fā)藍”處理后，最好用熱肥皂水漂洗數(shù)分鐘，再用冷水沖洗。然后,又用熱水沖洗，吹于。
: M$ S; N b2 F. u9 V7 k8 ^3 [二、酸性氧化法“發(fā)藍”藥液
* {6 }3 F' A) l! E3 a1．配方： 磷酸3～10克硝酸鈣80～100克過氧化錳10～15克水1000克
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o" n( X) z4 P9 r8 a$ J2．制法：按配方計量后，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。
9 w: V3 ?& s( ~3 F; I5 M# _ p3．說明：
/ f$ F. J+ z: s0 ~8 F6 r$ T（1）金屬器件先經(jīng)洗凈和干燥后才能進行“發(fā)藍”處理。 ! H+ `" b5 `) J
（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。 0 j1 I; R Q5 \1 Q1 u; w
4.“發(fā)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(yīng)注意定期分析藥液磷酸的含量。
7 ?2 }/ g$ z8 z( l( a3 w4 ^5.“發(fā)藍”處理后金屬器件的清洗方法同上。
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表面磷化3 Q( S3 Y" y& d9 o" ] E/ _
近來的研究發(fā)現(xiàn)表明作為磷化膜基底的金屬材料的表面狀態(tài)對磷化質(zhì)量影響很大�，F(xiàn)歸納如下：/ y% b, c/ q$ A) y: ]' c
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1、 表面碳的污染
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鋼鐵表面碳的污染對磷化處理非常不利，磷化膜質(zhì)量差。碳濃度大的鋼板耐式性差。碳濃度高的部位，磷酸鋅結(jié)晶不能析出，造成磷化膜缺陷，鹽霧試驗中會早期起泡和剝落。因此選材時就應(yīng)注意這一點。
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2、 鋼鐵表面氧化膜
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0 a2 ^9 @- R, X" u$ V鋼鐵表面氧化膜的厚度直接影響磷化及效果。用偏光分析氧化膜與耐蝕性之間關(guān)系后發(fā)現(xiàn)：當氧化膜厚度小于16*10-6mm時較好。氧化膜過厚則耐蝕性差，當出現(xiàn)蘭色的氧化膜時，常常磷化不上。: ~9 L: T0 w% a$ b4 P
$ r) L2 z: @1 B3、 鋼板表面的結(jié)晶方位
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8 y2 b0 L$ @6 K有報導(dǎo)在改變熱處理溫度等鋼板制造條件時，鋼板表面有不同的結(jié)晶方位，而結(jié)晶方位的不同又影響著磷化性。實驗認為：（111）面反應(yīng)性高，其在有氧化劑存在時比其他結(jié)晶防衛(wèi)有較大的溶解度，這有利與磷化反應(yīng)第一步驟——酸蝕，無疑也有利于整個磷化過程。
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4、 冷軋鋼板組成元素在表面濃化對磷化的影響 ; S" A, j9 R+ ]1 e! ^
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由于熱力學(xué)和金屬物理學(xué)方面的原因會使冷軋鋼板組成元素在表面濃化，在不同的熱處理條件下將出現(xiàn)的錳忽然磷的表面濃化。當錳濃化高時，磷化反應(yīng)良好。另一方面，P的濃化將延遲晶核的形成和生長，劣化反應(yīng)性，濃化的P的氧化物，推遲了鐵的溶解，使磷化性降低。而表面的錫、鋁、鈦、鉻、鉛等會使磷化結(jié)晶粗大，造成耐蝕性降低。
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( ^7 z) c- H; F+ T* J% \7 e8 H5、 鍍鋅板鈍化與采用不同鍍鋅方式的鍍鋅板 8 t/ H8 |# b9 `
# c; S1 t7 i) i; e2 D鍍鋅板是否經(jīng)過鈍化對磷化效果有很大的影響。經(jīng)過鈍化處理后的鍍鋅板磷化性差，所生成的結(jié)晶雜亂粗大。熱浸鍍鋅與電鍍鋅板相比，前者的磷化性差，后者的磷化性好。各種合金的鍍鋅板磷化差別也很大。
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1 E1 t( w) ^' Q, ~+ h$ y, c綜上所述，在進行磷化處理前，應(yīng)該先對所處理的材質(zhì)進行詳細的了解，只有這樣，才能選擇好合適的工藝及配方。
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四、磷化前表面調(diào)整處理的影響
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4 W" |( O H. M* a所謂磷化表面調(diào)整句是采用磷化表面調(diào)整劑使需要磷化的金屬表面改變微觀狀態(tài)，促使磷化過程中形成結(jié)晶細小的、均勻、致密的磷化膜。$ |+ p" ^ o1 d( F; p( ?8 J' G( U
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磷化前零件的表面處理對磷化膜質(zhì)量影響極大 ，尤其是酸洗或高溫強堿清洗對薄層磷化影響最明顯。研究結(jié)果表明，冷軋鋼板表面存在著一層厚度為（50~150）*10-10m的四氧化三鐵和三氧化二鐵的完整氧化層，磷酸鹽結(jié)晶就在此基礎(chǔ)上生成，得到完整致密的磷化膜。如果經(jīng)過酸洗，則只剩下30*10-10m以下的三氧化二鐵氧化層，過于薄且不完整，所以很難得到良好均勻的磷化膜，還因為酸洗表面產(chǎn)生析碳，也影響磷化膜的形成。對于高溫或強堿清洗，由于鋼板表面上的活性點轉(zhuǎn)變成氧化物或氫氧化物，使構(gòu)成磷化膜的結(jié)晶晶核減少，因而促使生成稀疏粗大的結(jié)晶，影響磷化質(zhì)量，尤其是低溫薄層里邊化及低鋅磷化對預(yù)處理特別敏感，不進行表面調(diào)整處理，就難形成磷化膜。6 q6 K; x# X7 W0 U5 J$ o$ q% v
. f1 {- k; i. R9 {最初采用的是3~5%的草酸水溶液做磷化表面調(diào)整劑，現(xiàn)在采用效果更好的磷酸鈦膠體溶液處理，由于膠粒表面能很高，對物體表面有極強的吸附作用，膠體微粒吸附在零件表面上形成均勻的吸附層，在磷化時，這層極薄的吸附層就是一層分布均勻，數(shù)量極多的磷酸鹽結(jié)晶晶核，因而促進結(jié)晶均勻快速形成，限制了大晶體的生長，結(jié)果就促使了磷化膜的細化和致密，提高了成膜性，縮短了磷化時間，降低膜厚，同時也能消除鋼鐵表面狀態(tài)的差異對磷化質(zhì)量的影響。在工藝生產(chǎn)中，表面調(diào)整劑 的用量約為0.5g/m2，在生產(chǎn)中應(yīng)注意保持槽液的良好，避免沉淀。另外應(yīng)防止堿酸及磷化液進入表面調(diào)整工作液，以防止工作液因污染而失效。
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五、磷化工藝（含設(shè)備）管理方面的影響# s, g$ ^# H t ~3 `
; o d7 |" _% t$ p除了磷化處理劑及被處理鋼材的影響外，很多影響因素存在于磷化工藝及管理方面。
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1、 磷化工藝的設(shè)計應(yīng)合理
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磷化工藝包括脫脂、除銹、表面調(diào)整、磷化、鈍化及各工序間的水洗，有的還包括水洗后的烘干。一般希望除銹工序不安排在前處理生產(chǎn)線上，他會造成很大的弊端。酸霧對生產(chǎn)線環(huán)境的污染易造成零件再度生銹，零件焊縫處很難洗凈，造成耐蝕性大幅度下降。因此要加強防銹，讓冷軋板不通過酸洗，非酸洗的在成型前先進行酸洗。
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# p! Y2 K: L- c' n3 c5 v2、 前處理的結(jié)構(gòu)是否滿足工藝與材料的要求
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5 T/ _" H* t# k7 q [0 t& `# f生產(chǎn)實踐中，由于竄水、加熱系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)、加料系統(tǒng)等方面的原因，造成許多磷化質(zhì)量問題。這就要求對設(shè)備結(jié)構(gòu)進行管理和要求
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面鎳磷鍍
, G! G7 T% M8 d9 P ^鎳磷鍍技術(shù)，是近年發(fā)展起來的先進的金屬表面防護技術(shù)。不用直流電源設(shè)備，是將工件直接浸到溫度90℃左右的鍍液中，完成鍍層沉積。 } ~%K M,Q8h;n j_$ f) f9 J- }0 Y$ A9 P5 z
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$pW-xB'[www.iCAx.cn 對電鍍無法進行的大型設(shè)備和細小物件，或要求有較高的精度具有凹凸紋的復(fù)雜外形，或深孔內(nèi)壁，或要求有較高的表面硬度和耐磨性，或塑料陶瓷，玻璃，石英等非金屬材料表面金屬化均可獲得致密均勻，并較電鍍更為優(yōu)良的鎳磷鍍層。 CAD/CAM/CAE綜合資訊網(wǎng)站論壇%w&o' o1 b& G; X- N# O1 n' g0 V7 o
~ ~ll#w1S
7 b# E8 @7 W( B- {$ f0 ? bbs.icax.cnLh&?5T3A"H[&u2 T0 Q( T7 w- `
鎳磷鍍層對石油化工生產(chǎn)中大量存在含氯離子、硫化氫、二氧化硫、二氧化碳等環(huán)境有良好的耐腐蝕性能。 bbs.icax.cn5~8F$fE N8G5V'zx }j
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* H8 k! U. {; m* U7 Hh ws4I(T:Cwww.iCAx.cn 鎳-磷合金鍍層具有高硬度和高耐磨性。在干燥和潤滑的情況下，具有比硬鉻更好的耐磨性，已被廣泛用來代替高合金材料和硬鉻鍍層。
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以超微金剛石、碳納米管與鎳-磷合金制備出鎳-磷-碳納米管-金剛石多元復(fù)合鍍層在刀具、研磨、潤滑、摩擦、化工、耐蝕保護鍍層、裝飾等方面將會比鎳-磷合金有更廣泛的應(yīng)用。在各種金屬表面制備出鎳-磷-碳納米管-金剛石多元復(fù)合鍍層。以碳鋼為例，目前碳鋼相對不銹鋼的價格比為1∶5—1∶15，在碳鋼表面制備出鎳-磷-碳納米管-金剛石復(fù)合鍍層的成本，即使加上電鍍處理的費用，也肯定會低于不銹鋼價格。這種復(fù)合鍍層一旦能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，其社會效益和經(jīng)濟效益都是很可觀的。 3 h l3 t" V- l1 e
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發(fā)表于 2006-9-30 01:02:43
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