钢铁的发黑处理及常见问题分析
钢件表面发蓝(发黑)处理大全
钢件表面发蓝（发黑）处理1．发蓝（发黑）原理为了提高钢件的防锈能力，用强的氧化剂将钢件表面氧化成致密、光滑的四氧化三铁。
这种四氧化三铁薄层能有效地保护钢件内部不受氧化。
在高温下（约550℃）氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，故称发蓝处理。
在低温下（约 3 50℃）形成的四氧化三铁呈暗黑色，故称发黑处理。
在兵器制造中，常用的是发蓝处理；在工业生产中，常用的是发黑处理。
能否把钢铁表面氧化致密、光滑的四氧化三铁，关键是选择好强的氧化剂。
强氧化剂是由氢氧化钠、亚硝酸钠、磷酸三钠组成。
发蓝时用它们的熔融液去处理钢件；发黑时用它们的水溶液去处理钢件。
常用的发黑溶液成分见表10-7。
Fe→Na2FeO2→Na2Fe2O4→Fe3O4具体的化学反应是：3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+NH3+H2O6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+NH3+7NaOHNa2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH生产实践经验证明，要获得光亮、致密的四氧化三铁膜层，氧化溶液中亚硝酸钠与氢氧化钠的比例，要保持在1：3～3.5之间。
2．发蓝（发黑）操作发蓝（发黑）的操作流程：工件装夹→去油→清洗→酸洗→清洗→氧化→清洗→皂化→热水煮洗→检查。
（1）工件装夹要根据工件的形状、大小，设计专门的夹具或吊具。
目的是使工件之间留有足够的间隙，工件间不能相互接触，要使每个工件都能完全浸入氧化液中被氧化。
（2）去油目的是除去工件表面的油污。
经过机加工后（发蓝、发黑是最后一道工序），工件表面难免不留下油污，用防锈油作工序间防锈的更是这样。
任何油污，都会严重影响四氧化三铁的生成，所以必须在发蓝、发黑之前除去。
常用的除油溶液配方，见表10-8。
将除油溶液加热至80～90℃，然后将工件浸入，浸入时间为30min左右，若油污较多，还得延长除油时间，以除油彻底为准。
（3）酸洗酸洗的目的是除去工件表面的锈迹。
45钢发黑处理要求
45钢发黑处理要求发黑处理是一种常见的金属表面处理方法，它可以有效地提高钢材的耐腐蚀性和外观质量。
45钢是一种常用的碳素结构钢，下面将详细介绍45钢发黑处理的要求。
1. 处理方法45钢发黑处理一般采用化学发黑的方法。
该方法是利用化学物质与金属表面发生反应，形成一层致密的氧化膜，从而改变钢材的表面颜色。
常用的发黑剂有硫氢钠、硫代硫酸钠、硫氰酸钠等。
在处理过程中，需要控制好发黑剂的浓度、温度和处理时间，以确保获得均匀一致的发黑效果。
2. 处理要求（1）表面清洁：在进行发黑处理之前，首先要确保45钢的表面干净无油污，可以使用溶剂或碱性清洗剂进行清洗，以去除表面的污渍和氧化物。
（2）发黑剂溶液配制：根据具体的发黑剂种类和处理要求，将发黑剂溶解在适量的水中，制备成发黑剂溶液。
在配制过程中，可以根据需要添加一些助剂，以提高发黑效果。
（3）浸泡处理：将清洗干净的45钢浸泡在发黑剂溶液中，控制好浸泡时间，一般为几分钟至几十分钟不等。
在浸泡过程中，可以适时搅拌或翻转钢件，以确保发黑剂充分接触钢材表面。
（4）中和处理：将浸泡过的钢件取出后，应立即进行中和处理，以中和发黑剂的残留物。
中和处理可以用水冲洗或在碱性溶液中浸泡，然后再用水冲洗。
（5）干燥防护：发黑处理后的钢件需要进行干燥，以防止表面氧化。
常见的干燥方法有自然风干、烘箱干燥等。
在干燥后，还可以对钢件表面进行防护处理，如涂覆薄膜防锈剂。
3. 发黑效果45钢发黑处理后，表面会呈现一种深黑色或暗灰色的颜色，具有一定的装饰效果。
同时，发黑处理还能增加钢材的耐腐蚀性能，提高其使用寿命。
不仅如此，发黑处理还可以提高钢件的光学性能，减少反射光的干扰，使其在某些特定应用场合具有更好的适应性。
45钢发黑处理是一种简单有效的表面处理方法，它可以提高钢材的耐腐蚀性和外观质量。
通过合理控制处理方法和参数，可以获得均匀一致的发黑效果。
因此，在实际应用中，我们可以根据需要选择适当的发黑剂和处理工艺，对45钢进行发黑处理，以满足不同的使用要求。
铸铁发黑中常见的缺陷,其产生原因及排除方法
发黑中常见的缺陷，其产生原因及排除方法：
一发黑膜层不均匀
产生原因1、工件去油不干净2、清洗不彻底3、工件重叠在一起
排除方法1、加强去油，加大水冲洗。
2、去油后用热水洗再用冷水冲3、抖动工件，从夹具上考虑。
二零件表面疏松，结合力不牢固
产生原因1、发黑时间过长或过短。
2、零件表面有残余物
排除方法1、严格工艺适当控制时间2、加强发黑的前处理
三发黑膜色浅
产生原因1、发黑时间太短2、成分不足
排除方法1、延长发黑时间2、调整或更换溶液
四光泽性差，有锈斑
产生原因1、脱水油中水分太多2、零件脱水时间短
排除方法1、排除水分，检查脱水油或更换2、延长脱水时间
五牢固性比碱性发蓝差
产生原因1、发黑尚未作用完全2、零件的氧化层未除尽排除方法1、发黑后放置一天再使用2、加强发黑前的处理
六工件有花斑未涂油的工件可用水冲洗后补发0.5-1分钟
七不合格品返修可用10%的稀硝酸除发黑膜后重新发黑其它说明：1、发黑件膜层附着力随存放时间的延长而增加，时间越长附着力越佳。
发黑的零件用脱水防锈油封闭后，最好存放一天后再使用。
2、本品为浓缩液，每公斤浓缩液可发黑钢铁30-100公斤（表面积为3-4平方米左右）3、本发黑剂不仅适用于零件浸泡发黑，也适用于大型零件涂刷喷涂和补黑。
4、本溶剂发黑过程中，有少量沉淀产生，不影响发黑质量。
（注意：工作液不用时，需清除沉淀）5、25公斤PE塑桶包装溶液贮存于阴暗处，防止日晒、高温及防冻保存期不超过一年。
浅述发黑工艺容易产生的问题与对策
浅述发黑工艺容易产生的问题与对策浅述发黑容易产生的疵病与对策浅述发黑容易产生的疵病与对策紧固件通过发黑处理，可使其表面生成保护性的氧化膜。
膜的主要成分是磁性氧化铁(Fe3O4),膜的颜色视其基体材质及表面状态，处理工艺的不同而有所差异，故又叫“发蓝”或“发黑”。
由于用碱性氧化法不会对紧固件渗氢，造成氢脆。
因此，一些弹性零件，如弹簧垫圈、波形垫片等常用发黑作保护层。
氧化膜颜色检验应以黑色或蓝黑色、膜层颜色均匀为主。
但在实际生产中，若操作不当或对发黑液使用不当，就会产生一些质量问题。
一般常见的疵病有以下几种：白斑、发花；颜色不正；氧化膜不牢；锈斑、手印等。
一、白斑、发花这种现象主要表现为氧化膜的色泽深浅不一，出现白斑、发花。
产生原因：①多数白斑、发花的产生是紧固件在发黑前表面没有彻底清洗干净，有残留的油渍、锈斑；②紧固件在发黑过程中粘牢、紧靠，使工件与发黑液的接触面不均匀。
防止对策：①紧固件必须彻底清理干净。
对于高碳钢或渗碳件易采用碱液煮洗除油。
即使没有锈迹的中、低碳钢紧固件也要用8%～10%盐酸溶液浸洗，增加紧固件表面活性，使之易于氧化发黑。
②有条件的情况下，对红打(热锻)的紧固件必须进行喷砂处理，喷砂必须彻底，不留死角。
③用挂具吊挂时，在发黑过程中应经常翻动，使发黑液均匀接触紧固件表面。
④若以产生白斑、发花，紧固件必须重新进行酸洗，才能再次进行补救发黑。
二、颜色不正紧固件发黑后出现偏蓝色或发红。
产生原因：①钢材成分不同。
其氧化膜形成速度不同；②发黑液配比不当。
③紧固件表现存在锈斑或氧化物层。
防止对策：①不同钢材的紧固件要分别进行发黑处理；②将发黑液的成分适当调整(碱含量过高时，降低浓度)；③将紧固件进行酸洗处理，然后再次进行发黑处理。
三、氧化膜不牢产生原因：①发黑前紧固件除油清洗不彻底；②发黑处理时间过长，发黑层过厚，形成了发黑浮层，附着力差；③紧固件酸洗后的清水冲洗不干净，将残酸带到发黑液中，造成局部反应过度；④工件表面有浮锈。
钢制件的表面发黑处理
钢制件的表面发黑处理钢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。
碱性发黑细分出来，又有一次发黑和两次发黑的区别。
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50～100克氢氧化钠600～700克亚硝酸钠100～200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（℃）处理时间（分）开始终止>0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-50<0.4142-145153-15540-60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3～10克硝酸钙80～100克过氧化锰10～15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。
铸铁及钢件的发黑处理
铸铁及钢件的发黑处理铸铁及钢件的发黑处理一、发黑技术的种类：钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。
磷化发黑主要是指中温磷化发黑，也叫特种磷化液，这一工艺是需要加温到55摄氏度左右，适用于铸铁、中碳钢、高碳钢等材料，易于操作，得到黑色或是黑灰色磷化膜。
化学镀黑镍，适用于不锈钢、电镀镍等镀件上的直接镀镍，也适用于铝、铝合金的直接镀镍，目前这种工艺很受市场欢迎。
现在市场上最常用的发黑技术其实是以下两种碱性发黑与常温发黑，传统发黑（既碱性发黑），这种传统的钢铁发黑（发兰）是在135-150摄氏度的碱性溶液中进行的，处理时间长达1-1.5小时，能耗高，效率低，污染重，目前很多企业已经正在换用现在流行的钢铁常温发黑剂，它不仅发黑质量好，无污染，也很节能，大大提高了企业的工作效率。
弥补了传统发黑的缺陷；要注意的是常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好，表面效果也不是很好，但是A3钢用碱性发黑好一些。
还有一种发黑是蒸汽发黑，比较适用于冶金产品。
二、常温发黑工艺的介绍：作用与用途钢铁常温发黑剂具有溶液稳定、发黑时间短色泽适宜、使用工艺方便简单，原材料充足、成本低等优点，特别是发黑膜层的附着力，抗腐蚀能力明显优于原产品。
它具有无污染、省能源、无钢型选择性等特点。
为解决长期存在的碱性高温发黑污染大、耗能高，选择钢性等问题开辟了新的途径，为各厂家钢铁制品发黑处理提供了理想的先进工艺。
本产品广泛用于机械零件、标准件、工艺产品、弹簧等工业部门的钢铁零部件表面发黑装饰及防护处理。
主要特点主要特点：(颜色黑，附着力好，防腐性高，做工时间短)1、节约能源。
发黑完全不需用电，同碱性高温发黑比，节电100%。
2、提高工效。
碱性发黑需40-80分钟，本发黑剂只需1-5分钟。
3、发黑成本低。
设备简单、只需塑料、陶瓷槽、盆即可，而且操作容易。
4、工艺适应性强。
对钢性无选择，含碳量不同和表面加状态不同的钢铁零件均能获得整体表面颜色的一致效果，而且发黑后的工件，既可脱水油封闭；又可热浸油封闭。
钢铁的发黑处理及常见问题分析全解
能产生大量的气泡，使发黑液进一步翻动，迫使污物不吸附在零件 的表面，有利于氧化膜的均匀形成。另一种说法是：由于磷酸三钠 与零件表面污物起作用，生成一种比较轻的物质，漂浮在槽液的表 面，然后使零件表面清洁，有利于氧化膜的不断增厚。
根据这个理论，钢上的Fe3O4晶体转化膜是这个氧化物的过饱和溶液 中结晶析出的，并附着在工件表面上而得到的。它的结构与厚度取 决于金属-溶液界面液相区的磁性氧化铁溶液的过饱和。
这个理论没有考虑到对钢的化学氧化机理有着重大影响的某些 方面： 氧的同①时Fe它(O在H)瞬2或时H间Fe便O2-转在化有为氧氢的氧存化在铁下（十或分铁不酸稳盐定），。与强烈地吸附
碳 0.7%C以上 素 0.4~0.7%C 钢 0.1~0.4%C
合金钢
高速钢
135~138 138~142 140~145 140~145 135~138
15~20 20~40 35~60 50~60 30~40
五、发黑处理过程
? 发黑处理一般可分为三个阶段：氧化处理前的准备阶段；氧化处 理阶段；氧化处理后的辅助加工阶段。
2、NaNO3、NaNO2的作用
NaNO3 NaNO3与NaNO2在发黑液中主要是起氧化作用，与碱及铁离子相作用，生 成氧化膜。
NaNO3作氧化剂时，可得到深黑色的膜层，但光泽性稍差。
NaNO2作氧化剂时，可得到蓝黑色膜层，光泽性较好。目前生产中采用NaNO2作 为氧化剂。
3、磷酸三钠的作用 发黑溶液中一般只要有氢氧化钠、亚硝酸钠两种介质就能形成
?
具体的工艺流程是：碱性化学除油→热水洗→流动冷水洗→酸
钢制件的表面发黑处理
钢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。
碱性发黑细分出来，又有一次发黑和两次发黑的区别。
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50～100克氢氧化钠600～700克亚硝酸钠100～200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（℃）处理时间（分）开始终止>0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-50<0.4142-145153-15540-60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3～10A克硝酸钙80～100克过氧化锰10～15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。
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一、概述
钢铁制件在自然条件下，由于与空气中的氧相接处，其表面会形 成一层10-20A的氧化物薄膜。自然成膜时，依据金属本身的物理性 能，表面状态及氧化条件的不同，所形成的氧化膜有的较薄，有的 致密完整，有的却很疏松而不完整。多数情况下所形成的自然氧化 膜不能有效地防止金属继续被腐蚀。 钢铁的氧化处理方法很多，有碱性化学氧化法、无碱氧化法、高 温气体氧化法和电化学氧化法等。目前，工业上广泛采用的是碱性 化学氧化法。（还有酸性氧化法） 氧化膜的特点：色泽美观、无氢脆、有弹性、膜层薄（0.51.5um），对零件的尺寸和精度无显著影响，对消除热处理后生成的 应力也有一定的作用。 发黑处理属于表面氧化处理方法的一种，将金属零件放在很浓的 碱和氧化剂的溶液中，在一定的温度下加热、氧化，使金属表面生 成一层均匀致密而且与基本金属牢固结合的四氧化三铁薄膜的工艺 过程叫做发黑。由于操作中各种因素的影响，这层薄膜的颜色有蓝 黑色、黑色、红棕色、棕褐色等。
NaNO3 NaNO3与NaNO2在发黑液中主要是起氧化作用，与碱及铁离子相作用，生 成氧化膜。 NaNO3作氧化剂时，可得到深黑色的膜层，但光泽性稍差。 NaNO2作氧化剂时，可得到蓝黑色膜层，光泽性较好。目前生产中采用NaNO2作 为氧化剂。
3、磷酸三钠的作用 发黑溶液中一般只要有氢氧化钠、亚硝酸钠两种介质就能形成 Fe3O4氧化膜。但添加了磷酸三钠能使零件在氧化过程中进一步提高 质量。 关于磷酸三钠的作用有两种说法，一种是：当磷酸三钠溶解后， 能产生大量的气泡，使发黑液进一步翻动，迫使污物不吸附在零件 的表面，有利于氧化膜的均匀形成。另一种说法是：由于磷酸三钠 与零件表面污物起作用，生成一种比较轻的物质，漂浮在槽液的表 面，然后使零件表面清洁，有利于氧化膜的不断增厚。 氧化液中加入少量的磷酸三钠，可使膜层细致，并能提高耐蚀性。 （加入量可在20~40g/L） 4、亚铁氰化钾的作用 氧化液中加入1~2g/L亚铁氰化钾【K4Fe(CN)6】能使膜层结晶细致， 结合力好，减少褐色沉淀物。但该化学试剂有毒，一般很少使用。
四、影响氧化膜生成的主要因素
1、氢氧化钠含量的影响 在整个过程中适当控制氢氧化钠含量是很重要的。氢氧化钠含 量低，则槽液温度升不高，不能达到发黑所需要的正常温度，得到 的氧化膜就太薄、颜色浅、发花，防护性差。若氢氧化钠含量高你， 会促使氧化膜溶解，使产生的氧化膜被破坏，易出红色挂灰、疏松、 多孔的缺陷。 2、亚硝酸钠含量的影响 亚硝酸钠是发黑溶液中的主要介质，它对氧化膜的生成和质量 有着很大的影响。若提高亚硝酸钠的含量，则氧化速度加快，膜层 致密牢固，但膜薄，抗蚀能力低。若降低亚硝酸钠的含量，则氧化 速度减慢，膜就厚，但比较疏松，并容易剥落。氧化膜的过薄或过 厚对质量都没有好处。因此亚硝酸钠的含量，要按一定的比例加以 控制。 3、温度的影响 氧化处理过程中，温度对氧化膜的形成影响很大。在实际生成 中掌握温度是保证发黑质量的重要一环。钢铁制件的氧化，通常都 在溶液沸腾的温度下进行，而这一温度的高低主要与碱的浓度有关。
Fe3O4(氧化膜）
氧化膜上的红色挂 灰或槽底的褐红色 沉淀物
根据这个理论，钢上的Fe3O4晶体转化膜是这个氧化物的过饱和溶液 中结晶析出的，并附着在工件表面上而得到的。它的结构与厚度取 决于金属-溶液界面液相区的磁性氧化铁溶液的过饱和。 这个理论没有考虑到对钢的化学氧化机理有着重大影响的某些 方面： ①Fe(OH)2或HFeO2-在有氧的存在下十分不稳定，与强烈地吸附 氧的同时它在瞬时间便转化为氢氧化铁（或铁酸盐）。 ②硝酸盐要在铁的存在下，才会还原为亚硝酸盐或亚硝基化合 物。无论是硝酸盐还是亚硝酸盐都不能直接氧化二价的铁离子。使 后者氧化的化合物有可能是Fe(NO)n,不含有这个化合物的新配溶液 是不能得到良好的膜层的。 ③在成膜过程中，金属上的氧化物也应算作基底的一部分，它 可导致局部电池的电极反应延续进行。结晶析出成膜理论不能解释 这一事实。 （二）氧化膜的性质： 钢铁上的氧化膜由亚铁-高铁氧化物Fe3O4组成，其中部分可能 为它的水合物。氧化膜的结构、色泽和防护性能取决于它的厚度。
温度升高，氧化速度相应加快，氧化膜厚而致密；温度过高时，氧 化膜（Fe3O4）在碱液里的溶解度提高，这样氧化速度减慢，膜层疏 松，色泽差。温度低，氧化不够充分，其颜色较浅，膜也薄，抗蚀 能力较差。所以，温度应根据氧化液的成分进行选择，进槽时应取 温度的下限，出槽时应控制在温度的上限。 4、Fe3+影响 氧化液中氧化铁（Fe2O3)的含量对氧化膜的生成过程及质量影 响很大。当溶液中的氧化铁含量缺少时,(特别是新配的溶液），得 到的氧化膜较厚，但结构很疏松，耐磨性能极差，容易剥落和擦去， 这是由于零件表面铁离子析出过多，氧化过剧的缘故。一般正常的 溶液，就碳素钢来讲，约有30%的铁离子构成氧化膜，70%的铁离子 溶解在溶液中。所以一般新配的氧化液，必须预先添加一些氧化铁 （如生铁屑）。 如果氧化液中三价铁含量过高，会降低氧化速度，氧化膜厚度 会变薄，耐蚀性差。三价铁含量太多，则不会产生正常的黑色氧化 膜，而是产生带有半透明的红褐色的薄膜，严重时甚至连肉眼也不 能看到。槽液中的氧化铁含量过高，是发黑时颜色发不上的原因之 一。
十分薄的膜（2–4nm）并不改变钢表面的外观，同时也不具有防护作 用。厚度大于2.5um的氧化膜则无光泽，呈黑色或灰黑色，其结构疏 松、抗磨性差。较适合的厚度为0.6~0.8um，呈现黑色或蓝黑色，而 且是带有光泽的致密膜层。钢材的化学成分对氧化膜的外观和结构 有明显的影响。合金钢和低碳钢一般难以得到带光泽的深黑色或蓝 黑色膜，且膜内易夹有红色的氧化铁挂灰。 影响膜层厚度的主要因素是溶解的苛性碱浓度和温度。由于氧 化是在溶液的沸点或接近于沸点的温度下进行的，而溶液的浓度与 沸点又存在着对应关系，所以这两个因素的影响其实是统一的。温 度越高，氧化膜的形成速度也越快，最终获得的氧化膜的厚度也越 厚。一般厚氧化膜常是疏松和容易被擦掉的。因此钢的氧化不易在 高于145°的沸腾温度下进行。此外，在这样高的温度下还会加速铁 酸盐的水解而在工作上形成含水氧化铁的红色挂灰，以致膜层质量 低劣。当氧化液温度高于170°C和氢氧化钠含量大于1000g/时，工 件表面就不能生成氧化膜。发生这种现象的主要原因是在高温下亚 铁酸钠与铁酸钠相互作用生成氧化膜的反应成慢、磁性氧化铁的溶 解度增大。 发黑液中氧化剂的浓度对膜层厚度也有一定的影响。随着氧化
钢材成分氧化溶液温度/Fra bibliotek 135~138 138~142 140~145 140~145 135~138
氧化时间/min 15~20 20~40 35~60 50~60 30~40
碳 0.7%C以上 素 0.4~0.7%C 钢 0.1 0.4%C
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合金钢 高速钢
五、发黑处理过程
发黑处理一般可分为三个阶段：氧化处理前的准备阶段；氧化处 理阶段；氧化处理后的辅助加工阶段。 具体的工艺流程是：碱性化学除油→热水洗→流动冷水洗→酸 洗（工业浓盐酸) →流动冷水洗→流动冷水洗→碱性化学氧化→回 收槽浸洗→流动冷水洗→热水清洗→皂化→热风吹干或室温干燥→ 检验→浸油 〈一〉氧化处理前的准备阶段 1、装筐 装在同一筐内的零件，应考虑其氧化处理温度与酸洗时间是否 都一样，否则必须分开装筐。为了使氧化时间均匀一致，在装筐时 应考虑零件之间留有间隙，尽量做到点接触。对于有盲孔的小型零 件，应采用滚筒发黑。 2、去油 零件表面有油污，会污染酸洗液并影响酸洗质量和氧化膜的生 成，所以首先必须将零件彻底去净油。 去油溶液的工作温度为90-100℃，最宜在溶液沸腾下进行去油， 因为通过沸腾去油液的机械冲击作用，更有利于油的去除。时间为
由于某些情况，在形成四氧化三铁氧化膜的同时，有部分铁酸钠水 解，生成红色的氧化铁的水合物（Fe2O3.mH2o),沉积在2件表面上，这 是力求避免的（这种现象一般在氢氧化钠含量高、亚硝酸钠含量低 时产生。）这种现象的产生，主要是溶液中有红色肢体状氧化铁存 在的缘故。即： NaFe2O4+(m+1)H2OFe2O3.mH2O+2NaOH Fe2O3.mH2O→Fe2O3.(m-n)H2O+n H2O 形成氧化膜的整个过程可以图解表示如下： 钢件制作Fe→Na2FeO2→Na2Fe2O4→Fe2O3.mH2O→Fe2O3.(m-n)H2O
综上所述，氧化液中的Fe3+，既不能过低，也不能过高，一般以 0.5~2g/L为宜。如果氧化液中三价铁含量过高，可稀释溶液使沸点 降至120℃左右，部分铁酸钠水解成Fe(OH)3沉淀，除去沉淀物，然 后加热浓缩，使沸点上升至工艺要求的温度。亦可加入甘油，捞去 浮渣。加入条件：溶液温度低于100℃，在搅拌情况下，按升溶液加 入5~10毫升甘油计算，加完甘油后，加热至工作温度，此时液面浮 起大量红褐色的铁氧化物，在用网勺捞去。 5、氧化时间和钢的化学成分的关系 钢铁的氧化膜，实际上就是钢铁表面的腐蚀产物。钢的含碳量高， 膜的耐蚀性差，但易于氧化，氧化时间短；反之，钢的含碳量低， 氧化膜耐蚀性好，但难于氧化，氧化时间要长一些。在发黑时，应 根据钢材的化学成分，选择适当的温度和时间，并严格控制，以保 证氧化膜的质量。 氧化温度、时间和钢材化学成分的关系：
三、发黑溶液中各介质的作用
尽管发黑溶液有着多种不同的配方，但是最基本的组成物总不 外乎是碱和氧化剂。生产中，碱多使用NaOH,而氧化剂则多使用 NaNO3和NaNO2，碱金属的铬酸盐也可作为氧化剂的使用，但使用较少。 为了改善氧化膜的质量和色泽，往往还在发黑液中添加一些磷酸三 钠或草酸盐等其它药品。这些组成物在发黑液中分别起着如下作用： 1、NaOH的作用 ①使零件表面产生轻微腐蚀，析出亚铁离子，促使氧化膜的形成。 ②提高溶液的沸点，保证发黑过程所必须的温度。溶液中NaOH含量 越多，则溶液的沸点越高。在发兰过程中就是通过调整NaOH的含量 而控制溶液的沸点的。 ③NaOH在发黑液中有去油的作用，有利于氧化膜的生成。 NaOH含量对溶液沸点的影响