不銹鋼發黑工藝是一門年輕的技術。該工藝于1970年出現于日本,1972年英國開始用于工業,1973年有譯文介紹于國內,1974年日本公布了不銹鋼化學發黑實用專利。我國從1976年開始實驗研究,至1983年由廠家從小試轉入工業生產取得了較為滿意的結果。
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,結合力好,但膜層多孔,耐磨性較差,要經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。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
和表面光亮度有關。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320#金剛砂噴砂后的膜層反射率更低。
b. 結合力
結合力較好,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:將有發黑膜的零件置于電鍍車間惡劣的含有鹽酸氣體的環境中,經數年的暴露無腐蝕斑出現,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象,表明黑膜的耐候性優良。
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。