《表面发黑工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《表面发黑工艺（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、黑色磷化工艺摘要：黑色磷化工艺在钢铁表面形成耐蚀性能良好的磷酸盐复合膜，防腐性好，附着力强。 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。在表面处理领域中，相当数量的铸铁、钢铁工件通过普通磷化或氧化工艺处理，以提高 工件的防护、装饰性能。由于普通磷化膜色泽不如氧化膜，而耐蚀性能又优于氧化膜，致使 其防护性能和装饰性能难以兼顾。黑色磷化工艺的出现，很好地解决了这个问题。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
2、一致，膜层 连续，呈致密的结晶结构。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。一、黑色磷化新工艺的优点1. 工艺易于控制，质量稳定，成本低廉。2. 磷化膜结晶均匀、致密，耐蚀性好，外观为均匀一致的深黑色，装饰性好。3. 对不同的材料和热处理方法，颜色一致性好，产品质量稳定。4. 磷化温度低、时间短，生产效率高。5. 生产过程中无毒物排出，有利于三废治理。6. 黑色磷化膜具有优异的减摩性（即减小摩擦系数，降低摩擦阻力）、耐磨性、良好的绝缘 性、吸散热性和耐热性能。7. 黑色磷化工艺中的磷化部分可以单独使用，它能得到均匀的灰
3、色磷化膜，用于喷塑前的磷 化。8. 黑色磷化和喷塑前磷化可根据磷化时间不同控制磷化膜厚度。9. 黑色磷化膜工艺流程简单。二、铸铁件的黑色磷化铸铁件的黑色磷化工艺难点在于,铸铁件晶粒结构疏松、工件表面不平整,磷化后清洗水 易积留,使得工件抗腐蚀能力下降,易生锈发黄,同时铸铁件的机加工面易掉色也是黑色磷化 工艺处理面临的难点。铸铁件黑色磷化的一般工艺如下：脱脂f水洗f酸洗f水洗f表调f水洗f磷化f水洗f热水洗f脱水f浸油工序工艺过程工艺条件质里扌曰标备注1表面预处理对重油污、重锈进行人工预处理去除严重油污、毛 朿0、重锈迹2脱脂脱脂剂3050Kg/m 3PH 值:1113 温度：60-75C时间：
4、10min去除表面动植物、 矿物油等。3水洗工业自来水PH:78 温度：常温 时间：0.5min去除工件表面脱脂剂生产中保持溢 流，应经常更换槽液4酸洗工业盐酸：300-500 Kg/ m3 添加剂：10Kg/m 3 温度：常温 时间：10min无油无锈呈金属银白色5水洗工业自来水溢流PH:67 温度：常温 时间：0.5min保持溢流，应 经常更换。6黑色表调黑色表调剂 原液：水=1： 8 （体积比） 时间：5-10分钟PH:2.22.5温度：常温7水洗工业自来水溢流PH:67 温度：常温 时间：0.5min8磷化磷化剂：100Kg/M3 总酸度（TA）： 25-30Pt 游离酸（FA）： 2
5、.0-3.0 温度：40-45 C 时间：15min PH:2.2-2.5经常清理残渣 控制好工艺参 数9水洗工业自来水溢流PH:67 温度：常温 时间：0.51min清洗工件表面带出磷化 液保持溢流，应 经常更换10热水洗工业自来水PH:67 温度：60-70 C 时间：0.51min脱水清洗，热封闭经常更换11脱水脱水防锈油 温度：常温 时间：20-30min油水分离12浸油PSO-2超薄层防锈油 温度：常温 时间：20-30min由经上述工艺处理后的工件, 磷化膜薄而致密,黑而亮,具有较好的防护性和装饰性,做 为直接的防护、装饰膜,无需再做其他处理，其防锈期可达一年以上。三、钢铁件黑色磷
6、化黑色磷化工艺在钢铁件上的应用也越来越广泛 ,要求越来越高,有的甚至要求硫酸铜点 滴达到20 分钟,中性盐雾 （连续喷雾） 达到 120小时,而相同条件下普通磷化液硫酸铜的点 滴一般不超过5 分钟, 中性盐雾 （连续喷雾）离要求更是低的多。钢铁件黑色磷化的一般工艺如下：脱脂f水洗f酸洗f水洗f中和f水洗f表调f磷化f水洗f脱水f浸油工序工艺过程工艺条件质里扌曰标备注1表面预处 理对重油污、重锈进行人工 预处理去除严重油污、毛刺、重 锈迹2脱脂脱脂剂：3050Kg/m 3 PH 值：1113 温度：60-75 C 时间：10T5min去除表面动植物、矿物油 等。3水洗工业自来水 PH 值：78温
7、度：常温时间：1-2min去除带出的除油液，工件 表面形成连续水膜生产中保持 溢流，应经常 更换槽液4酸洗工业盐酸:300-500 Kg/ m3P0R-2 添加剂：10Kg/m 3 温度：RT 时间：10-30min目测金属表面被水润湿， 无油无锈呈金属银白色。注意控制槽 液浓度，定期 清底。5水洗工业自来水溢流PH:67 温度：常温 时间：1-2min保持溢流，应 经常更换。6中和纯碱 NaCO : 3-5 Kg/ 皿PH 值:1012 温度：常温 时间：1-2min7水洗工业自来水溢流 PH 值:67 温度：常温 时间：1-2min保持溢流，应 经常更换。8表调表调剂：2-3 Kg/M3P
8、H 值：8.510 温度：RT 时间：1-2 min9磷化磷化剂：140Kg/M3 总酸度(TA)： 50Pt 游离酸(FA)： 5-6 温度：95-98 C 时间：3T2min工件表面形成致密连续磷 化膜。经常清理残 渣控制好工 艺参数10水洗工业自来水溢流 PH 值：67 温度：常温 时间：0.51min清洗带出磷化液保持溢流，应 经常更换11脱水脱水防锈油温度：常温 时间：20-30Min12浸油防锈油 温度：常温 时间：20-30Min由经上述工艺处理后的工件 , 磷化膜薄而致密,黑而亮,具有较好的防护性和装饰性,做 为直接的防护、装饰膜,无需再做其他处理,其防锈期可达一年以上,用酒精
9、擦拭后用硫酸铜 做点滴，能做20 分钟以上。黑磷化氧化发黑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。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
10、 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 在其中的处理时间可参考下表。 金属中含碳量工作温度（C）处理时间（分）开始终 止 0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015
11、030-500.4142-145153-15540-60 合 金 钢 142-145153-15560-90（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）
12、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100C，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。金属表面的氧化、磷化、纯化处理是实现其化学转变的方法，其目的是为了提高清理后金属的防腐能力，增强金属与涂膜的附着力，通过上述几种方法的化学作用，使金属表面形成保 护性的薄膜。金属表面形成氧化膜保护层而使金属不易腐蚀或与其他物质反应；或经化学、电化学方法处理使金
13、属由活泼变为不活泼状态的过程叫钝化。钝化的金属活动性大减，叫钝态或钝化态。例如用冷浓硝酸处理铝而生成坚密的氧化膜保护层即铝钝化的一种方法。铁与浓硫酸 浓硝酸接触，表面生成致密的氧化膜，阻止反应的进一步进行，称为铁的钝化（一）金属的氧化处理金属的氧化处理是金属表面与氧或氧化剂作用而形成保护性的氧化膜，防止金属腐蚀。氧化方法有酸性氧化法（黑色金属）、化学氧化法（有色金属）、热氧化法、碱性氧化法 阳极氧化法等， 金属的表面氧化应该有阳极氧化和微弧氧化微观上看可能差不多但实质上有着明显的差别应该说微弧氧化效果最好同时价格也最贵现将前两种加以分述：（1）酸性氧化法 这种方法较为经济，处理后金属表面所形成
14、的保护膜耐腐蚀性、机 械强度较高，应用较为广泛，其处理液配方及工艺见表4-8。表 4-8 酸处理液配方及工艺配方配比量/ （g/L）工艺条件适用范围序号硝酸钙过氧化锰正磷酸温度/c时间/min180-10010-158-1010040-45通用280-10010-153-5碳钢380-10010-155-10合金钢及铸件经过酸性氧化处理的零件表面所得到的黑色保护膜的成分为磷酸钙和铁的氧化物。应注意的 是采用酸怀氧化处理的金属零件必须认真脱脂。（2）化学氧化法 这种氧化方法主要适用于有色金属的氧化处理，其典型配方及工艺 见表 4-9。表 4-9 化学氧化液配方及工艺序号碳酸钠/g铬酸钠/g氢氧化钠/g水/g过硫酸钾/g碱性碳酸钠/g氨水（25%）/g 处理温度/C处理时间/min适用范围1 50 15 2-2.5 1000 80-100 15-25 铝及铝合金2 40-50 1000 10-15 60-65 15-25 铜及铜合金3 200-300 1000 18-35 5-10 铜及铜合金无论采用哪一种溶液进行处理,其后均必须分别在冷、热（60-80C）水中进行冲洗1-2mi n,然后烘干或吹干。（二）金属的磷化处理
