钢铁发蓝工艺简述

1、钢铁发蓝工艺简述摘要：发蓝工艺是一种材料保护技术，其实质是使钢铁表面通过化学反应，生成一种均匀致密、有一定厚度、附着力强、耐蚀性能好的蓝黑色氧化膜，起到美化和保护工件的作用，广泛用于机械零部件和钢带的表面处理1。关键词：钢铁；工艺；发蓝前言众所周知，传统碱性发蓝液一般用氢氧化钠(NaOH)、亚硝酸钠(NaNO2)、硝酸钠(NaN03)等配制而成，工艺过程需在140以上加热氧化处理3090min后，再加热皂化、清洗，上油等。碱性发蓝不仅能耗大、生产周期长，而且所用亚硝酸盐对人体健康有害，还存在环境污染等问题，因此研究和推广常温发蓝工艺是十分必要的。所谓钢铁常温发蓝是指把经除油、除锈处理的钢铁零件

2、，在常温状态下浸入、喷淋或涂刷常温发蓝剂，进行发蓝处理的一种工艺方法。常温发蓝是近年来开发应用的一种新技术，目前在我国机械制造业已得到了一定的应用。该技术在机械零件、工具等钢铁件的表面防护，装饰方面应用前景广阔，是代替传统碱性发蓝的一种节能、环保新工艺。一 钢铁常温发蓝原理及后效现象1原理常温发蓝剂是发蓝工艺过程所用的重要原料，主要由无机盐、无机酸，氧化剂和活化剂组成，有液态和固态两类。常温发蓝液呈蓝色或绿色。原液的pH值一般为12，加适量自来水稀释后成为工作液。将工件浸入工作液时，其中的氧化剂首先与工件表面的铁反应生成FeO，FeO再与工作液中溶解的氧反应生成Fe304。反应初期，FeO快速

3、形成并转变为Fe304氧化膜，当氧化膜逐渐覆盖整个工件表面后，使工件基体表面与工作液隔离，氧化速度降低，氧化膜增厚速度变慢。2常温发蓝的后效现象常温发蓝处理后的工件，在一定时间内，随着时间的延长，工件表面残留的工作液将继续与工件表面发生氧化反应，使Fe304氧化膜不断致密和增厚，这个过程就是常温发蓝的后效现象。由于溶解在工作液中的氧有限，常温发蓝时首先在工件表面形成一层很薄的FeO薄膜，并逐渐向Fe304转变，因此可以说常温发蓝的最后阶段是Fe20。不断形成、长大为致密的保护膜的过程。显然，刚经过常温发蓝处理的工件表面获得的还是不十分致密的含有FeO的薄膜。常温发蓝处理后，工件表面的FeO还需

4、要一定时间才能转变为较厚、致密的Fe304保护膜。二 常温发蓝工艺常温发蓝的具体工艺流程一般为：除油一水洗一除锈一水洗一发蓝一水洗一上油。由于整个工艺过程可实现全常温处理，不需加热，所以工艺过程对设备没有特殊要求，用塑料容器即可，投资少，见效快，操作方便。1除油除油是常温发蓝的关键工序。除油是否彻底将直接影响发蓝质量，常用除油方法有4种，其处理方法和使用范围详见表l，其中喷砂处理后发蓝效果很好，喷砂可同时完成(或一定程度实现)除油和除锈。方法处理工艺适用范围常温清洗用常温金属清洗剂或有机溶剂浸洗形状简单的工件碱液加热清洗在85烧碱+15磷酸三钠+少量水玻璃清洗液中，加热至90左右煮2030mi

5、n 形状复杂、油多的工件喷砂将工件进行液体喷砂处理表面粗糙度度无特殊要求的工件烘烤在300C左右的炉温下，使工件表面的油污烧尽即可硬度无特殊要求、形状复杂的工件硬度无特殊要求、形状复杂的工件表一 常见除油方法2水洗常温发蓝工艺过程中的所有水洗工序均以流动水冲洗为宜，时间为l-3min。其中除锈后和上油前的水洗时间不宜过长，洗去工件表面残留物，不出现黄色锈斑即可。3除锈用30的工业盐酸加适量缓蚀剂对工件进行酸洗除锈。酸洗可除锈并活化工件表面。一般低碳钢件的酸洗时间可适当长些，高碳钢和铸铁件的酸洗时间可稍短，以减少发蓝后的可擦物。4发蓝处理目前常温发蓝剂有液态和固态两类。工作液的配比一般为：固态发

6、蓝剂：水=l：(5060)，液态发蓝剂：水=l：(68)为宜。工作液的pH值为23，发蓝剂稀释前后的pH值变化较小，故保证了氧化剂的强氧化能力。发蓝时，工件浸入工作液后应上下或左右搅动，也可将工件从工作液中提出并在空气中停留数秒(以加快发蓝速度)后，再浸入工作液，如此反复至发蓝均匀，一般35 min且p可。需要注意的是，工件在空气中停留的时间不能太长，否贝会出现黄色锈斑。为了保证工件的发蓝质量和速度，处理数批工件后，工作液中的有效成分因消耗而降低，通常表现为发蓝速度变慢，氧化膜薄，这时需添加发蓝剂。发蓝过程中在工作液里将有白色沉淀物(附产物)产生，应定期清除，除去白色沉淀物后的工作液仍可继续使

7、用。一般发蓝时间超过5 min应考虑添加发蓝剂，以提高发蓝速度。而且在发蓝过程中，要注意观察工件的发蓝情况，以便确定是否进行下道工序或采取相应的措施5.上油将发蓝好的工件冲洗干净后，浸入脱水防锈油中，同时不断搅动，使工件脱水充分，封闭工件表面微孔，提高发蓝层的耐腐蚀能力，增加光泽及美观。也可在l3乳化油中煮沸，吊出自然干燥后再浸机油。三 常温发蓝件的质量检查经过上述除油至上油工序，整个常温发蓝工艺过程就结束了。发蓝质量的好坏，将影响工件的耐蚀性和美观，因此必须对发蓝工件进行质量检查。由于常温发蓝具有后效现象，所以一般放置8h后再做质量检查。1外观检查发蓝处理的目的是对工件表面进行保护和装饰，故

8、要求发蓝膜均匀，不允许发花、发黄。用布轻微擦拭，检查氧化膜与工件表面结合是否牢固，如果可擦物太多。甚至擦后露出工件基体，则应重新发蓝。2氧化膜疏松度检查发蓝件放置8h后，用3的硫酸铜水溶液点滴检查，超过30s未现铜色者定为合格。3耐蚀性检查耐蚀性检查方法包括：用5草酸水溶液浸泡，超过3min不出现工件基体者为合格。用20醋酸水溶液浸泡，超过10min不出现工件基体者为合格。按现行的相关质量标准进行检查。工厂一般按上述和两项进行检查即可。四 常见缺陷的原因及措施影响工件常温发蓝质量的主要因素，除发蓝剂本身质量外，还与常温发蓝的工序流程密切相关。常温发蓝工艺常见缺陷、原因，以及应采取的措施详见表2

9、。缺陷种类产生原因采取措施未发蓝除油不彻底或工作液浓度太低重新除油(喷砂)、添加发蓝剂发花未酸洗或除油不净重新发蓝，各工序认真操作可擦物多工作液浓度太高或发蓝时间过长调整工作液浓度。适当缩短发蓝时间色浅工作液浓度太低或发蓝时间太短添加发蓝剂，调整发蓝时间有锈斑未酸洗或酸洗不好重作时各工序认真操作酸洗后或上油前工件在空气中停留的时间过长缩短工件在空气中停留的时间未上油或油中积水太多擦掉锈斑后上油，抽去油中积水表2常温发蓝工艺常见缺陷原因及措施五 结语(1)节能与常温金属清洗剂配套使用，可节电100，一般可节电80以上。基本取消了传统碱性发蓝工艺中的加热过程(除油、发蓝、皂化等)。(2)生产效率高、周期短发蓝处理时间仅3-5 min，不需皂化，每批次发蓝处理可省时2-3h以上。(3)降低生产成本与传统碱性发蓝相比，常温发蓝可降低生产成本1/31/2。(4)发蓝质量好常温发蓝工艺稳定性和产品耐蚀性均优于传统碱性发蓝。(5)设备投资少、见效快、适用