钢铁常温发黑
2025-05-09
钢铁发黑(蓝)在材料保护中具有相当重要的作用,传统的发黑(蓝)技术是采用亚硝酸纳高温氧化体系,起源于30年代,由于耗能大、效率低、工作条件恶劣、环境污染严重等问题限制了其发展。现在常用的钢铁常温发黑剂是基于Se和Cu组成的酸性体系,通过优化催化剂、表面活性剂、络合剂的种类和含量来获得结合力、耐磨性、抗蚀性好的膜层。
1常温发黑的机理
当钢件浸入发黑液中时,钢铁件表面的Fe置换了溶液中的Cu2+,铜覆盖在工件表面。
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu↓
覆盖在工件表面的金属铜进一步与亚硒酸反应,生成黑色的硒化铜表面膜。
3Cu+H2SeO3+4H+=2Cu2++CuSe(黑)↓+3H2O
2常温发黑工艺过程
常用的钢铁常温发黑工艺流程为:除油→水洗→除锈→水洗→发黑→水洗→封闭→浸油→检验。
常温发黑工艺和高温发黑工艺比较,虽然工艺流程中前处理和后处理工序都相同,但前者的要求更严格,必须保证发黑前彻底除油、除锈,发黑后则必须使用脱水防锈油封闭。
前处理是决定常温发黑质量好坏的关键因素,特别是除油工序,绝大多数工件上都有油污,发黑前必须彻底去除。除油不彻底会造成发黑膜结合力极差,工件膜层脱落、花斑等缺陷,甚至用棉纱就能擦掉。特别是常温发黑工艺,因溶液自身无去油能力,油污对氧化膜形成的影响比高温工艺大。
此外,必须把锈迹清除干净,否则造成发黑膜层结合力差、产生花斑等问题,严重影响发黑质量。另外,在酸洗过程中一般采用浓盐酸等强酸性物质,如果漂洗不彻底,强酸性物质带到发黑剂中必然会影响发黑剂的pH值,使发黑质量难以控制。
常温发黑的后处理要求同样较为严格,必须用脱水防锈油封闭才能达到防锈的效果,否则很容易出现锈迹。