实验1 钢铁发蓝处理.doc

钢铁发蓝处理一 实验目的1了解钢铁发蓝处理的原理和方法。2掌握零件表面化学除锈和除油工艺。二 实验原理将钢铁零件放入含NaOH和NaNO2等药品的浓溶液中，在一定温度范围内使零件表面生成一层很薄（0.51.5m）的蓝黑色氧化膜的过程叫发蓝（发黑）处理。这层氧化膜组织致密，能牢固地与金属表面结合，而且色泽美观，有较大的弹性和润滑性，能防止金属锈蚀。因此，在机械工业中得到广泛应用。氧化膜（磁性Fe3O4）的生成原理，可用反应方程式表示如下：3FeNaNO25NaOH3Na2FeO2NH3H2O6Na2FeO2NaNO25H2O3Na2Fe2O4NH37NaOHNa2FeO2Na2Fe2O42H2OFe3O44NaOH三 仪器药品1仪器发蓝槽、烧杯（250cm3；500cm3）、电炉、酒精灯。2药品NaOH、NaNO2、K4Fe(CN)6、K2Cr2O7、HCl（以上药品均可用工业纯）、肥皂、机油（10号）、3CuSO4、0.2H2SO4、0.1酚酞酒精溶液。3材料细铁丝、滤纸。四 实验步骤1发蓝液的配制按每立方分米溶液中加NaOH 625 g、NaNO2 225g和K4Fe(CN)615g配制。先把NaOH放入发蓝槽，加少量冷水，并加热至100左右，溶解后再放入适量水；再加入NaNO2和K4Fe(CN)6，补充水至所需要的量；然后加热至溶液沸腾（约140左右）待用。新配制的溶液为乳白色，使用后颜色会加深。2发蓝前零件表面的预处理发蓝件表面必须光洁，不得有油脂、金属氧化物或其它污物，以免在发蓝中生成不均匀、不连续的氧化膜，甚至不生成氧化膜。因此，发蓝零件表面必须彻底清理，清理包括机械清理、除油和酸洗。(1) 机械清理：零件表面锈迹多时，可用细砂纸仔细擦拭，直至表面光洁。(2) 除油：把工件放入除油液（配方见表1）中20min左右，然后拿出用流动清水冲洗，以除净残碱液。(3) 酸洗除锈：零件放入1530的HCl溶液里（含0.51的甲醛缓蚀剂），浸泡510 min，取出在流动清水中洗净残酸。3氧化发蓝处理把预处理好的零件立即放进温度140左右的发蓝液里，之后会发现反应缓慢发生。随着温度的升高，反应剧烈进行，当温度升至145以上时，零件表面就形成了黑色的氧化膜。为了增加膜的厚度，氧化时间不应少于30 min。在氧化过程中要经常活动零件，以使氧化膜均匀。如果20 min后，工件仍不变色或颜色呈不连续状，说明油污未除净，需拿出重新预处理，或调整发蓝液成分。4发蓝后的处理(1) 冲洗。工件从发蓝液中拿出后，应立即在流动清水里冲洗，把残留的碱性发蓝液冲净。是否冲净可用0.1酚酞酒精溶液的滤纸贴在工件表面上观察，如不显红色，说明残液已经冲净；若出现红色，需重新冲洗，必要时需用热水冲洗。(2) 皂化或钝化。把冲净的工件放在浓度为2030的肥皂液里进行皂化处理，提高氧化膜的抗蚀性。皂化温度控制在8090，时间24 min；或者用浓度为35的K2Cr2O7溶液进行钝化处理，温度在9095，时间约10 min。工件皂化或钝化处理后，需立即在沸水中清洗并去掉残液，然后晾干或烘干。(3) 浸油。为了提高膜的抗蚀力，填充孔隙，增强美观度，干燥后的工件应再浸入热油中以形成一层薄油膜。为了提高浸油效果，通常在油中加入5的凡士林。浸油温度以油沸为好，时间35 min。上述整个过程归纳于表1。5氧化膜的质量检查质量检查包括：氧化膜的外观色泽、致密性、抗蚀性和耐磨性，以及清洗质量和工件尺寸。氧化膜的色泽根据工件材料成分不同，可以是深蓝色、蓝黑色，若是铸铁工件和高合金工件可呈现棕黑色。氧化膜致密性检查，是把未浸油的工件浸入3的中性CuSO4溶液中1 min，以工件表面上不出现铜色斑点为合格（工件棱边除外）。氧化膜抗蚀性检查，是把未皂化浸油的工件浸入约0.2H2SO4溶液中2 min后，用水清洗，零件表面以保持氧化色不变为合格。表1 钢铁零件发蓝处理工序过程工序名称溶液配比处理温度处理时间min化学除油NaOH 5060（g/dm3）1051102030Na2CO3 70、80（g/dm3）Na2SiO3 1015（g/dm3）清洗流动水室温或5012酸洗HCl 1530室温12HCHO 0.51.5清洗流动水室温12氧化发蓝NaOH 625（g/dm3）NaNO2 225（g/dm3）1401503060K4Fe(CN)6 15（g/dm3）清洗流动水室温12清洗热水9010012皂化、钝化2030 皂液80902335 K2Cr2O7液9095510清