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发表于 2008-2-9 10:21:46
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来自: 中国山东聊城
有一篇文章如下: d4 R) g1 h' x w8 Z) m/ W! V
弹簧文化
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' C8 Y, c" Z2 q6 h* z% h再论钢铁常温发黑工艺应用
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发布日期:[2007-8-17] 共阅[164]次 4 ~$ N3 p7 Z+ ~* H3 @
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1 前言
5 N) x$ b/ ?) h: J+ f4 Z2 x 钢铁常温发黑具有节能、高效、设备简单、操作方便和基本无环境污染等特点。从小件到面积较大、形状复杂、不同钢种的工件均可应用。但由于前处理难,各类发黑剂都存在不同弊病,该项技术推广很不平衡。笔者结合多年生产实践,谈谈生产应用中的工艺控制和改进措施,供同行参考。
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2 工艺控制和改进措施: A! M1 s$ k& L8 Y0 F
2.1 工艺流程: q5 Q( F! g- e) {: R: B
一般为化学除油→热水洗→清水洗→强腐蚀→二次清水洗→化学除油→热水洗→清水洗→弱腐蚀→二次清水洗→常温发黑→二次清水洗→浸脱水油→送验。7 L) r5 H/ K- l/ A9 |; M
2.2 前处理
! [9 b* b$ h: @( p3 ], U( w 钢铁常温发黑前处理主要是除油和除锈,一般采用化学除油、盐酸腐蚀,也有应用湿法喷砂的[1]。具体工艺笔者以前做过详细介绍[2] 。常温发黑液呈酸性,发黑前工件表面要求全润水,才能有效地保证黑膜的牢固度,否则再好的发黑剂也不能出合格产品。多年实践证明,无论是单独用除油剂,还是低浓度三大碱添加除油剂的除油槽,都要在50℃左右加热,以加快除油速度。操作时如果采用短时间(3~5min)除油、除锈交叉作业,工效明显提高。
- N3 E) a+ B7 X2.3 常温发黑
& K* v: D$ s/ G8 D# s 钢铁常温发黑剂自80年代中期国内开发以来,市场商品逐渐增多。生产应用效果大体都是膜的结合力不如高温发黑的,溶液稳定差等[3]。
- B8 ? H" K5 U* d1 Q. @ HH902钢铁常温发黑剂在这两方面有较大突破。笔者所在厂几年生产实践证实,膜的牢固度无需等待24h的后效,就能获得结合力良好的黑色膜层,完全可同高温发黑媲美。溶液稳定性方面,工作液产生白色沉淀少,也不易影响膜层质量,不需经常调整;母液存放两年以上无沉淀,效果不变。
r( h0 q' e0 Z' m ZT发黑剂将丙烯酸类涂料添加在发黑剂内,两工序合二为一,简化生产。膜的结合力、耐蚀性良好,只是黑膜黑度偏淡蓝颜色。
' w) O: q# w' x9 v 溶液维护与调整常温发黑时,钢铁表面活化产生Fe2+,过量Fe2+与Se2-反应生成白色沉淀;在氧化剂存在的条件下,Fe2+氧化为Fe3+反应也生成沉淀,均无谓消耗溶液内Se2-,缩短使用寿命,生产中应采取如下措施:
5 J, L+ l! k, J, f: g7 X (1) 生产线设计 发黑槽前两只清水槽要用硬塑板或钢板槽内衬软塑料板制作,以防铁槽生锈污染清水,在生产中将Fe2+带入发黑槽。
" q# @ ~- H: P: ? (2) 发黑用器皿 小批量生产用塑料篮,批量生产用钛篮、钛框、钛滚桶等,杜绝发黑时产生Fe2+和消耗发黑剂。钛器皿虽一次性投入资金较多,但耐酸碱,又与发黑剂不起反应,使用寿命10年以上,综合计算还显著降低生产成本。
t ~, A* j1 l1 M( Q (3) 发黑槽加盖 停工时将溶液用塑料盖盖严,防止空气中氧气入内,减慢Fe3+生成速度而减少沉淀物的形成。- X+ G2 v2 u) S: B! T9 g/ p* x/ P
定期用精密试纸检查溶液pH值,高于2.6以上就要加以调整。比较简单的办法是,先将溶液自然沉淀过滤,补加母液使工作液恢复到pH2.4范围即可继续发黑。6 i+ [% e6 p0 K" d
如果不是批量生产,发黑液配制以每批零件量计算,一次性发黑药液用完为原则,这样不但保证黑膜均匀,结合力好,还能避免由于溶液存放时自我消耗。
$ u( b8 u. M9 {3 ~" c/ m1 v* z2.4 后处理
|+ A" D5 ?4 B! Q, l (1) 常规技术要求改用脱水油封闭。4 h7 z2 u) F }; K' q# v
(2) 膜层耐蚀性要求较高,可加钝化处理,再浸脱水油。
* ?% X6 \8 J2 ?2 O5 S V6 K (3) 耐蚀性、耐磨性要求都高于常规发黑膜层标准,发黑后浸丙烯酸酯乳液固化剂,略自然干燥后浸脱水油。
/ A* w9 i( c' k, j1 M/ [5 n (4) 膜层要求耐温400℃的不油封,可浸强力封闭剂,表面光亮度好、硬度高。
, i9 @6 [; I- c- V, N _& K 生产中为了降低生产成本,可根据发黑件的表面技术要求,尽量采用简单的后处理工艺。7 ?" w7 k5 i! {9 R- J6 k1 U
2.5 生产中注意要点
7 s! G5 u) p% h, Y (1) 前处理必须达到工件全润水,不允许有残留油污、锈点和氧化皮等。
# K% K. j n' d, ~ (2) 发黑前用清水洗时,要严格清洗掉工件内外盐酸液,否则易产生沉淀。8 V4 f" {& P7 b- n" |7 o
(3) 新配槽液常温发黑时间控制为2~3min,老槽液可延长至5~10min。一般视工件黑灰色出槽为佳(随时间延长转为黑色),出槽时黑色,膜层较疏松,结合力不理想。+ w: i& e6 s0 K; T( a
(4) 有机膜的封闭应选用水溶性丙烯酸酯乳液,发黑后清洗干净可直接浸涂,工艺较简单。溶液配制按说明,乳液与水一定要搅拌均匀,调整至工件膜层无流痕,方可投入生产。" R5 G$ @, l# V; {4 M
(5) 浸脱水油要摆脱传统浸油习惯(入槽略浸一下就出槽),封闭有一个先脱水并使油相浸润工件的过程,时间控制在3~8min。6 t: S+ j& W2 K- w1 g5 m5 Z
/ V @, Y& ~6 D- X4 p; ^( M. h0 {3 生产成本
0 `8 u# K% C. `: W4 s9 A8 [) r 笔者就所在厂批量生产用HH902发黑剂,几年来做了详细统计结果表明,配槽费加设备投资,常温发黑低于高温发黑。日生产费用常温发黑为1.93元/m2,高温发黑为4.17元/m2,降低54%,考虑到后处理部分工件需钝化或丙烯酸酯乳液等封闭,总成本也要降低30%以上。
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3 i: @) \6 O8 |6 t! b4 L4 膜层质量讨论+ y( c+ N- l; r, g P( I& V7 V
从成膜机理可以看出,钢铁常温发黑是在钢铁表面形成CuSe、Cu2O等的覆盖层,这种覆盖层不同于成熟的化学镀镍、镀铜的质量。由于成膜机理不成熟,工艺参数多凭经验,生产商品发黑剂就不可能完善,存在膜层疏松多孔,结合力和耐磨性比高温差。因此为了保证常温发黑膜层质量,发黑前必须彻底去除工件的油和锈蚀,结合力才有保证。发黑后处理也不能沿用高温发黑的工艺,改用能脱掉膜层内水份又具有防锈等作用的脱水油,润湿封闭可达高温发黑膜层的耐蚀性效果。市售发黑剂耐磨性还是不尽人意。发黑后增加一道有机膜的封闭层[4],可满足其耐磨性要求,同时也提高膜层的耐蚀性。9 I, X' ^; U8 j
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HH902钢铁常温发黑剂是否是楼主说的酸煮工艺! |
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