不銹鋼發(fā)黑工藝是一門年輕的技術(shù)。該工藝于1970年出現(xiàn)于日本,1972年英國開始用于工業(yè),1973年有譯文介紹于國內(nèi),1974年日本公布了不銹鋼化學發(fā)黑實用專利。我國從1976年開始實驗研究,至1983年由廠家從小試轉(zhuǎn)入工業(yè)生產(chǎn)取得了較為滿意的結(jié)果。
1. 不銹鋼著黑色的方法分類
a. 化學著黑色法
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)過固化處理才能提高耐磨性。堿性著黑色法的著色時間比較長,但黑膜的耐磨性很好,無需固化處理。
b. 電解氧化法
膜層厚而黑,膜層耐曬性較差,易自動爆裂。
c. 化學熱處理法
需采用專用設備和投資,屬熱處理范疇。
2. 對發(fā)黑零件的要求
a. 對材料成分要求
黑色氧化色澤與不銹鋼材料有關(guān)。化學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. 不適用于無鉻只含鎳的不銹鋼,如Ni18、Ni45等。
⑥. 無鎳而鉻低于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,達不到黑色表面。如車銑加工只能達到藍色、深藍色、紫藍色。磨床加工表面可達到深藍色或黑色。經(jīng)320#金剛砂噴砂、研磨、電化學拋光、化學拋光后的表面可得到均勻的純黑色。
3. 不銹鋼化學發(fā)黑的應用范圍
a. 適用于光學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儀器中不銹鋼零件的消光處理。
4. 化學著黑色膜層的物理與化學性能
a. 反射率
膜層對光線的反射率很低,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
耐候性實驗:將有發(fā)黑膜的零件置于電鍍車間惡劣的含有鹽酸氣體的環(huán)境中,經(jīng)數(shù)年的暴露無腐蝕斑出現(xiàn),而與此同時,無黑膜的不銹鋼零件做對比實驗觀察到蝕斑現(xiàn)象,表明黑膜的耐候性優(yōu)良。
抗鹽酸溶液的實驗:在10%鹽酸溶液中,25℃,浸5 分鐘,黑膜無變化;在20%鹽酸溶液中浸5 分鐘,黑膜黑色略變淺,但未露出基體。