不銹鋼發(fā)黑工藝是一門(mén)年輕的技術(shù)。該工藝于1970年出現(xiàn)于日本,1972年英國(guó)開(kāi)始用于工業(yè),1973年有譯文介紹于國(guó)內(nèi),1974年日本公布了不銹鋼化學(xué)發(fā)黑實(shí)用專(zhuān)利。我國(guó)從1976年開(kāi)始實(shí)驗(yàn)研究,至1983年由廠(chǎng)家從小試轉(zhuǎn)入工業(yè)生產(chǎn)取得了較為滿(mǎn)意的結(jié)果。
1. 不銹鋼著黑色的方法分類(lèi)
a. 化學(xué)著黑色法
又分酸性著黑色法和堿性著黑色法。酸性著黑色法得到的膜層色澤均勻,薄而牢固,富有彈性,結(jié)合力好,但膜層多孔,耐磨性較差,要經(jīng)過(guò)固化處理才能提高耐磨性。堿性著黑色法的著色時(shí)間比較長(zhǎng),但黑膜的耐磨性很好,無(wú)需固化處理。
b. 電解氧化法
膜層厚而黑,膜層耐曬性較差,易自動(dòng)爆裂。
c. 化學(xué)熱處理法
需采用專(zhuān)用設(shè)備和投資,屬熱處理范疇。
2. 對(duì)發(fā)黑零件的要求
a. 對(duì)材料成分要求
黑色氧化色澤與不銹鋼材料有關(guān)。化學(xué)著黑色適用范圍如下:
①. 鉻不銹鋼:如1Cr13、1Cr17、2Cr13、3Cr13、4Cr13等。
②. 鉻鎳不銹鋼:如1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9等。
③. 鎳鉻鉬不銹鋼:如Cr18Ni12Mo2Ti.
④. 其他鎳鉻含量較高的不銹鋼。
⑤. 不適用于無(wú)鉻只含鎳的不銹鋼,如Ni18、Ni45等。
⑥. 無(wú)鎳而鉻低于13%以下的不銹鋼。
b. 表面加工狀態(tài)
和表面光亮度有關(guān)。光亮度不好,達(dá)不到黑色表面。如車(chē)銑加工只能達(dá)到藍(lán)色、深藍(lán)色、紫藍(lán)色。磨床加工表面可達(dá)到深藍(lán)色或黑色。經(jīng)320#金剛砂噴砂、研磨、電化學(xué)拋光、化學(xué)拋光后的表面可得到均勻的純黑色。
3. 不銹鋼化學(xué)發(fā)黑的應(yīng)用范圍
a. 適用于光學(xué)儀器零件的消光處理。
b. 適用于海洋艦船用,在濕熱高腐蝕氣候環(huán)境的惡劣條件下使用的光學(xué)儀器中不銹鋼零件的消光處理。
4. 化學(xué)著黑色膜層的物理與化學(xué)性能
a. 反射率
膜層對(duì)光線(xiàn)的反射率很低,經(jīng)320#金剛砂噴砂后的膜層反射率更低。
b. 結(jié)合力
結(jié)合力較好,不亞于碳鋼氧化膜。只有用刀片刮方能使膜層刮落。
c. 抗腐蝕性
耐候性實(shí)驗(yàn):將有發(fā)黑膜的零件置于電鍍車(chē)間惡劣的含有鹽酸氣體的環(huán)境中,經(jīng)數(shù)年的暴露無(wú)腐蝕斑出現(xiàn),而與此同時(shí),無(wú)黑膜的不銹鋼零件做對(duì)比實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到蝕斑現(xiàn)象,表明黑膜的耐候性?xún)?yōu)良。
抗鹽酸溶液的實(shí)驗(yàn):在10%鹽酸溶液中,25℃,浸5 分鐘,黑膜無(wú)變化;在20%鹽酸溶液中浸5 分鐘,黑膜黑色略變淺,但未露出基體。