不锈钢发黑工艺是一门年轻的技术。该工艺于1970年出现于日本,1972年英国开始用于工业,1973年有译文介绍于国内,1974年日本公布了不锈钢化学发黑实用专利。我国从1976年开始实验研究,至1983年由厂家从小试转入工业生产取得了较为满意的结果。
1. 不锈钢着黑色的方法分类
a. 化学着黑色法
又分酸性着黑色法和碱性着黑色法。酸性着黑色法得到的膜层色泽均匀,薄而牢固,富有弹性,结合力好,但膜层多孔,耐磨性较差,要经过固化处理才能提高耐磨性。碱性着黑色法的着色时间比较长,但黑膜的耐磨性很好,无需固化处理。
b. 电解氧化法
膜层厚而黑,膜层耐晒性较差,易自动爆裂。
c. 化学热处理法
需采用专用设备和投资,属热处理范畴。
2. 对发黑零件的要求
a. 对材料成分要求
黑色氧化色泽与不锈钢材料有关。化学着黑色适用范围如下:
①. 铬不锈钢:如1Cr13、1Cr17、2Cr13、3Cr13、4Cr13等。
②. 铬镍不锈钢:如1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9等。
③. 镍铬钼不锈钢:如Cr18Ni12Mo2Ti.
④. 其他镍铬含量较高的不锈钢。
⑤. 不适用于无铬只含镍的不锈钢,如Ni18、Ni45等。
⑥. 无镍而铬低于13%以下的不锈钢。
b. 表面加工状态
和表面光亮度有关。光亮度不好,达不到黑色表面。如车铣加工只能达到蓝色、深蓝色、紫蓝色。磨床加工表面可达到深蓝色或黑色。经320#金刚砂喷砂、研磨、电化学抛光、化学抛光后的表面可得到均匀的纯黑色。
3. 不锈钢化学发黑的应用范围
a. 适用于光学仪器零件的消光处理。
b. 适用于海洋舰船用,在湿热高腐蚀气候环境的恶劣条件下使用的光学仪器中不锈钢零件的消光处理。
4. 化学着黑色膜层的物理与化学性能
a. 反射率
膜层对光线的反射率很低,经320#金刚砂喷砂后的膜层反射率更低。
b. 结合力
结合力较好,不亚于碳钢氧化膜。只有用刀片刮方能使膜层刮落。
c. 抗腐蚀性
耐候性实验:将有发黑膜的零件置于电镀车间恶劣的含有盐酸气体的环境中,经数年的暴露无腐蚀斑出现,而与此同时,无黑膜的不锈钢零件做对比实验观察到蚀斑现象,表明黑膜的耐候性优良。
抗盐酸溶液的实验:在10%盐酸溶液中,25℃,浸5 分钟,黑膜无变化;在20%盐酸溶液中浸5 分钟,黑膜黑色略变浅,但未露出基体。