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(1)钢铁发黑工艺原则 钢铁在氢氧化钠和亚硝酸钠活硝酸钠溶液中,生成亚铁酸钠及铁酸钠,亚铁酸钠和铁酸钠进一步作用,生产四氧化三铁,即氧化膜。四氧化三铁在溶液中的溶解度很小,当浓度到达饱和时,就会在钢铁表面上生成一层较为致密的氧化膜。这层薄膜可以存储防锈油,能防止弓箭的抗腐蚀性,增加工件的美观。
# `, D* \; h. g7 ^; d) M 氧化膜的形成分为4个阶段:①首先在零件某个部位产生少量溶解,在表面接触形成一个过饱和和四氧化三铁区域;②在上述区域中,产生磁性氧化膜细胞;③晶胞在一定条件下,逐步长大;④随着晶胞的不断长大,磁性氧化膜逐渐连成一片,成为连续的氧化膜。此时,晶胞增大速度减慢,最后停止增长。
9 l) p7 I7 w4 l( R: p4 m1 f7 C3 i 这中氧化法生成的氧化膜质量稳定,而且槽液维护容易,槽液的温度在130℃以上,采用蒸汽加热或电加热。
. B& a2 F& C) n8 x9 y0 Q5 O0 d. C+ M3 f (2)钢铁发黑工艺流程 准备工件→除油→酸洗活化→清洗→发蓝→清洗→检验→(皂化)→浸油→干燥→检验。
! R5 A& `0 ]9 o+ w; c- n (3)发蓝工艺配方及操作
# V8 ?% u) x& o; Q& f* t ①准备工件 检查待发蓝零件的质量:零件有装饰性要求时,其粗糙度应低于Ra1.6um,一般应达到Ra3.2um。工件表面不得有裂纹、磕伤、漆膜和金属镀层。表面锈蚀严重,有难以去掉的厚氧化皮的工件不宜发蓝。' p- s0 y7 s: |& Y9 _$ @
检查、启动各加热槽,开动抽风机等辅助设备,准备好工具、料筐和起吊用具。
! x. R7 O$ g8 ?* ~ ②脱脂除油 除去工件黏附的油污,为酸洗做准备。脱脂工序在除油槽中进行,溶液配方:氢氧化钠(NaOH),50~60g/L;碳酸钠(Na2CO3),50~60g/L;磷酸钠(Na3PO4),80~100g/L;硅酸钠(Na2SiO3),49h/L;水,1L.在70~100℃状态下使用,多用于油垢严重的工件脱脂。
. p5 c' M |( I& \1 C3 E c$ E 工件在脱脂槽中煮西20~30min,油迹除净为止,除油之后在流动的清水中冲洗,去掉工件上的溶液。也可以曹勇其他化学清洗剂、溶剂脱脂。
6 D* G. N: `6 v& t* E9 D 零件有装饰性要求,其粗糙度比较粗糙时,可以采用这个溶液,室温下,使用转桶除油,这样既可以除油,又可以对工件表面抛光,增加发黑之后的工件的光亮度。, q( L0 v+ Z8 _* Y" u
③酸洗 为去掉工件的锈迹、氧化皮和活化工件表面,应将工件在20%~35%工业盐酸(质量分数)添加缓蚀剂(尿素0.05%)的溶液中酸洗,时间30s以上,氧化皮厚的工件,应酸洗至洁净,但工件不得被腐蚀,精密零件更应严格控制酸洗时间。2 P! A0 R/ B/ n! N5 U) d0 E6 d
对于抛光除油的工件这道酸洗可以省略,工件表面不需要酸洗活化处理,同样可以发黑处理。2 s8 t4 m# v; h- z. v/ m
④发蓝工序 溶液配方:氢氧化钠(NaOH),300~350g/L;亚硝酸钠(Na2NO2(,80~110g/L;水,1L。工件入槽温度在125℃,出槽温度130℃,处理时间一般在40min,根据具体情况做调整。零件放入槽液10~15min后,观察工件表面上色情况,及时调整溶液的浓度和温度。工件发蓝后,先在热水中吸取碱液,再在流动清水中洗净碱液。
) p" ^ y1 E1 _, Z3 G7 w4 c ⑤皂化 配方:家用肥皂,3~5g/L,处理时间3~5min,使用中保存皂液清洁,经常去除皂渣。
9 Y4 X, G* p( M2 g; n0 Z2 P ⑥热水清洗 水温≥70℃,清洗时间3~5min,保存谁的清洁。* J, f" c! t4 V A, M3 H
⑦干燥 甩干、吹干活热风干燥。" H; v0 `# k B, r; J! n0 z3 A( v
⑧浸油 可以使用防锈油,也可以使用机械油,浸油温度根据油品的要求使用。
4 ?0 C6 g( B+ A8 } 普通机械油使用时加热温度在105~120℃,浸油时间2~5min。浸油结束之后甩干残油。
# h* ]: R1 `5 @6 y# M7 b5 v1 x ⑨检验 进行发蓝色泽均匀性的外观检查,用硫酸铜滴定检查氧化膜厚度。
0 x. \2 A" x# e4 u' ~, Z8 M0 Y(4)操作注意事项
) W; h- c2 ]. b4 P7 o& u ①操作中要穿戴好劳保用品。3 y! r, S# D- O2 W
②配置发蓝溶液时,先在发蓝槽中加2/3容积的水,将需要量的NaOH放入金属箩筐中,然后吊入液面,不要全部进入,让NaOH缓慢融入水中。! ~ G8 |1 h: Q4 l5 y3 _& S* U# k* V
③发蓝工序中除油、酸洗、发蓝的每道工序结束之后都要有清洗工序,避免上道的残液带入下道工序的槽子中。9 M( w( Y( d6 ^5 ?, ?6 v
④对于平面工件,尽量避免工件的平面接触,影响发黑膜厚,必要时采用工件吊装方式。. M; z$ l. c! o# p, X) [
⑤对于完成上油工序的工件返工,需要从除油开始;没有上油的工件,从酸洗工序开始就可以了。) h9 V6 v) F' y& X7 f9 d7 f- E
⑥连续生产时,发蓝槽液应该每周清理一次。2 ~7 e$ y/ \/ ^' ?1 n
(5)发蓝质量检验! B' p# t- O9 n. _
①发蓝上油的工件,表面滴上3%的中性硫酸铜水溶液(质量分数),表面保存30s时间不显现铜色为合格。! A, T: m+ D1 s9 j' I' j+ o: Q* T
②膜的附着力检查,使用面纱用力擦拭工件表面不出现金属基体光泽为合格。4 _. e; |3 `' j( u. Z( M
③发蓝上油的工件,在3%氯化钠溶液中浸泡2h不生锈为合格。 |
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