鋼鐵行業(yè)“寒冬”將常態(tài)化

主要特點(diǎn)：(顏色黑，附著力好，防腐性高，做工時(shí)間短)

1、節(jié)約能源。發(fā)黑完全不需用電，同堿性高溫發(fā)黑比，節(jié)電100%。

2、提高工效。堿性發(fā)黑需40-80分鐘，本發(fā)黑劑只需1-5分鐘。

3、發(fā)黑成本低。設(shè)備簡(jiǎn)單、只需塑料、陶瓷槽、盆即可，而且操作容易。

4、工藝適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)鋼性無(wú)選擇，含碳量不同和表面加狀態(tài)不同的鋼鐵零件均能獲得整體表面顏色的一致效果，而且發(fā)黑后的工件，既可脫水油封閉;又可熱浸油封閉。

5. 附著力牢固、防腐性強(qiáng)、發(fā)黑后工件表面穩(wěn)定，室內(nèi)環(huán)境可有效防銹達(dá)2年。

6. 不會(huì)影響工件尺寸，黑膜層僅為1.3微米至3微米之間的厚度。不須外協(xié)加工，節(jié)省來(lái)回運(yùn)輸交通、貨物裝卸等時(shí)間及金錢，或因此而引起的工件碰傷和時(shí)間上不必要的延誤。

常溫發(fā)黑機(jī)理目前尚無(wú)統(tǒng)一意見(jiàn)，由于發(fā)黑膜很薄(通常不超過(guò)3μm)，用X光衍射儀和電鏡掃描分析，常溫發(fā)黑膜成分不是如堿性發(fā)黑膜Fe3O4,而是成分較為復(fù)雜的膜層，也難以作出準(zhǔn)確的判斷.主要技術(shù)指標(biāo)：發(fā)黑劑為液體呈藍(lán)色，無(wú)機(jī)械雜質(zhì)、無(wú)臭、不燃、不爆、不腐蝕，運(yùn)輸安全。PH值：2-2.5密度：1.04水不溶物：< 1 %。

性能指標(biāo)：參照兵器工業(yè)部頒布的標(biāo)準(zhǔn)WJ535-82《鋼鐵零件堿性化學(xué)氧化技術(shù)條件》經(jīng)發(fā)黑后零件檢測(cè)結(jié)果：

1、用3%硫酸銅點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)、變色時(shí)間(15-20℃)不低于32秒。

2、在3%中性氧化鈉水溶液中浸2小時(shí)后符合標(biāo)準(zhǔn)。此結(jié)果表明：本發(fā)黑劑處理的工件性能達(dá)到部頒標(biāo)準(zhǔn)的要求。

1、裝框→去油(5-10分鐘)→水沖洗(1分鐘)→漂洗(0.5分鐘)→去銹(1-5分鐘)→水沖洗(1分鐘)→水漂洗(0.5分鐘)→GT-FH802常溫發(fā)黑(2-6分鐘)→水沖洗(1分鐘)→穩(wěn)定(0.5-1分鐘)→浸GT-FX238脫水防銹油(3-5分鐘) /GT-FB806水性封閉劑(1分鐘)→常溫干燥或者烘干(80-90℃10-20分鐘)

1.前處理工藝 包括除油和除銹活化兩道工序，這是常溫發(fā)黑成敗的關(guān)鍵，總的要求是被處理件除油除銹務(wù)必徹底，才能得到好的發(fā)黑膜。

推薦以下工藝流程可供選擇：

流程一：中溫除油→水洗→水漂洗→常溫除銹活化(輕銹的機(jī)加工零件可用鹽酸(工業(yè)鹽酸和水之比1：1)酸洗1-5分鐘：氧化皮較厚的零件，可在180-250克/升加熱的硫酸中去銹。)→水洗→水漂洗→GT-FH802常溫發(fā)黑(此流程適合油污不多，無(wú)厚氧化皮的零件，各道工序處理時(shí)間到位，質(zhì)量穩(wěn)定，成本低。)

流程二：噴砂→水洗→GT-FH802常溫發(fā)黑

(此工藝流程適合零件表面有很厚氧化皮、厚油污及難以用酸活化的高硅鋼、高錳鋼、高鉻鋼等零件。噴砂機(jī)可選用密封式或水性噴砂機(jī)，以保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。目前噴砂機(jī)生產(chǎn)廠家已推出各種型號(hào)的產(chǎn)品，性能都考慮了適用清潔生產(chǎn)的要求。)

流程三：超聲波除油→水洗→除銹活化→水洗→GT-FH802常溫發(fā)黑(適用于有深孔、盲孔和形狀復(fù)雜的零件。

“鋼鐵常溫發(fā)黑劑”“常溫磷化液”“發(fā)黑處理”應(yīng)該注意一下幾點(diǎn)：

鋼鐵常溫發(fā)黑劑在操作中的注意事項(xiàng)有一下幾點(diǎn)：

①前處理。發(fā)黑前處理一定要徹底干凈，這是獲得高質(zhì)量發(fā)黑膜的關(guān)鍵。除油不凈，易使黑膜發(fā)花、結(jié)合力不牢;除銹不凈，得到的黑膜不均勻，黑度和耐蝕性都差。

②發(fā)黑操作。發(fā)黑時(shí)零件應(yīng)抖動(dòng)，但不宜太頻繁，以Imin抖動(dòng)一次為宜。發(fā)黑時(shí)間應(yīng)視材料成分、溶液的新舊和溫度來(lái)掌握，一般新配溶液發(fā)黑時(shí)間為3～5min，隨著溶液成分的消耗和pH值的升高，發(fā)黑時(shí)間要適當(dāng)延長(zhǎng)。

③清洗。零件發(fā)黑后要經(jīng)清水反復(fù)清洗干凈，否則發(fā)黑膜的耐蝕性將下降。

④脫水封閉。發(fā)黑零件經(jīng)充分清洗后立即浸入脫水防銹油中，浸泡時(shí)間不少于2 min，并且一定要抖動(dòng)幾次，使油完全浸潤(rùn)零件表面，起到封閉和防銹的作用。也可在含肥皂3～5g/L的溶液中浸泡，經(jīng)干燥后浸熱機(jī)油。

⑤溶液調(diào)整。當(dāng)溶液的藍(lán)綠色逐漸變淡，pH值上升到3左右，并有白色沉淀產(chǎn)生時(shí)，表明溶液老化。此時(shí)將溶液過(guò)濾除去沉淀，然后向清液中加入其總體積15%的濃縮液，使pH值降至2～2.5即可恢復(fù)效能。

配制常溫發(fā)黑處理槽液：成品GT-FH802為濃縮液，加4倍水(不能用井水)稀釋成工作液，鑄鐵、鑄鋼、粉末冶金等材質(zhì)疏松的零件，工作液要加5倍水，其它鋼材加4倍水，工作液宜淡勿濃，少加水反而不好。將清洗后無(wú)油垢、無(wú)銹斑的零件迅速浸入發(fā)黑工作液中，間隙上下提動(dòng)2-3次，浸1-3分鐘后取出，(初始濃度的溶液以1分鐘左右為好)，視黑膜均勻呈灰黑色即可，發(fā)黑件出槽后，在空氣中停留1~2分鐘再水洗，可充分利用表面的殘液，減少發(fā)黑劑的消耗。再用自來(lái)水沖洗和漂洗。

后處理工序：三種不同處理方法選擇一種：(1)GT-FX238脫水防銹油封閉：將已發(fā)黑并用水沖洗和漂洗過(guò)的零件浸入脫水防銹油封閉3-5分鐘，并上下提動(dòng)3-5次后即可;(2)熱浸油：浸入沸騰的水溶液中浸泡5分鐘，再熱浸機(jī)油或各種防銹油，可提高抗蝕能力(浸脫水防銹油效果更佳)(3)浸封閉劑：高檔零件(如照相器材、光學(xué)儀器)，需要高耐磨和光澤度好的，可用沸水脫水后，浸封閉劑。(如丙烯酸器漆，聚氨脂漆等)溶液維護(hù)：當(dāng)發(fā)黑劑效率降低時(shí)，溶液蘭綠色逐漸褪去，PH值升到2.8左右，并有白色沉淀產(chǎn)生，表明發(fā)黑劑老化。此時(shí)，可過(guò)濾澄清，分離沉淀物，然后添加發(fā)黑劑原液，(用pH0.5-5精密試紙測(cè)量)待pH恢復(fù)到2-2.5范圍可繼續(xù)使用。最好采用雙槽，一槽工作，一槽清理沉淀。

鋼鐵發(fā)黑工藝稱做氧化或發(fā)蘭，屬金屬表面防護(hù)技術(shù)范疇，在傳統(tǒng)機(jī)械工藝過(guò)程中大都安排在熱處理工藝之后進(jìn)行。

傳統(tǒng)的鋼鐵堿性發(fā)黑(氧化)工藝在進(jìn)行發(fā)黑氧化序前后都有著嚴(yán)格要求，發(fā)黑之前必須進(jìn)行表面潔凈處理，即前處理的除油除銹(需要和堿洗，酸洗及中和等)，即耗能又大耗水也費(fèi)時(shí)，發(fā)黑工序完畢要進(jìn)行后處理，皂化、浸油。否則產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證。為此在上世紀(jì)70年代有多種新的工藝技術(shù)措施和對(duì)應(yīng)的鋼鐵發(fā)黑工藝材料開(kāi)發(fā)研制成功陸續(xù)投放市場(chǎng)，市場(chǎng)上先后出現(xiàn)鋼鐵快速發(fā)黑劑，鋼鐵常溫發(fā)黑劑，還有鋼鐵余熱發(fā)黑劑，隨著市場(chǎng)需要，鋼鐵余溫發(fā)黑劑陸續(xù)進(jìn)入市場(chǎng)并成功獲得用戶信任。下面將著重介紹鋼鐵發(fā)黑劑的技術(shù)特點(diǎn)與使用方法。

一、鋼鐵余溫發(fā)黑劑;

鋼鐵余溫發(fā)黑劑是利用熱處理工藝過(guò)程中回火余熱實(shí)現(xiàn)鋼鐵工件表面防護(hù)與裝飾效果的工藝材料。由于工藝實(shí)施過(guò)程無(wú)三廢排放，所以可將因廢水排放等環(huán)境保護(hù)難題解決，同時(shí)充分利用余熱達(dá)到工藝目的，是環(huán)保，節(jié)能、省時(shí)、低低入、高效率、高回報(bào)的新型熱處理工藝材料。

1. 特性、特點(diǎn)：

鋼鐵余溫發(fā)黑劑是采用高分子的機(jī)聚合理成膜的工藝材料。產(chǎn)品屬乳化液狀態(tài)，進(jìn)行發(fā)黑工作時(shí)要和潔凈水混合配置成1:5-10的工作液使用，將熱處理回火工件或經(jīng)加熱到工件溫度工件浸入發(fā)黑工作液中停瞬間取出即完成發(fā)黑工藝，省略前處理及后處理等工序，產(chǎn)品無(wú)毒無(wú)害、無(wú)排放、無(wú)污染、操作簡(jiǎn)便、成本低，是熱處理后連續(xù)作業(yè)發(fā)黑工序最理想工藝材料。已被廣大用戶認(rèn)可。

2.發(fā)黑劑類型與應(yīng)用：

已投入市場(chǎng)有JH-350型，JH-200型，WY-350型和WF-200型等品種。

JH-350型和WY-350型適用回火工藝溫度在420-560℃，適用碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼，鑄造和粉末冶金類機(jī)器配件、汽車、摩托車、自行車配件、齒輪、鏈輪、軸類和各類標(biāo)準(zhǔn)件等。

JH-200型WY-200型適用溫度范圍偏低，適用回火工藝溫度250-450℃，如彈鋼簧鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、工模具、彈簧制品等。

用戶依本企業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)、材料成份、工藝條件、工件結(jié)構(gòu)形狀選擇對(duì)應(yīng)鋼鐵發(fā)黑劑及工藝。

二、產(chǎn)品使用注意事項(xiàng)及條件：

1.工作液的調(diào)配;

鋼鐵發(fā)黑劑為乳化濃縮液，生產(chǎn)使用之前需用潔凈水調(diào)整配成發(fā)黑工作液。

調(diào)配工作液時(shí)應(yīng)注意以下技術(shù)措施：

2.注意事項(xiàng)：

A、原包裝一定要充分?jǐn)嚢杈鶆?/p>

B、依工件形件，截面尺寸(蓄熱量大小)配制發(fā)黑工件液，劑、水可1：5-10倍率。截面尺寸大、質(zhì)量重、蓄熱量大采用低濃度，劑：水可按1：7-10，反之小而薄，蓄熱量小的工件則采用高濃度即1：4-6。調(diào)配比例按體積比也可按重量比，先稱量水再將劑按比例注入水中攪拌均勻即成發(fā)黑工作液。

C、發(fā)黑工件液在使用過(guò)程中應(yīng)不斷攪拌，以使槽內(nèi)工作液均勻穩(wěn)定。

工件液溫度應(yīng)控制在40℃±5℃為佳。

工作液總體積應(yīng)視生產(chǎn)方式、生產(chǎn)批量、加熱工藝溫度以及企業(yè)地理氣象條件來(lái)設(shè)計(jì)制造發(fā)黑工作液槽(體積和形狀等)以保證獲得最佳質(zhì)量和穩(wěn)定性。

3.發(fā)黑工藝進(jìn)程及操作要領(lǐng)：

發(fā)黑工件主要應(yīng)以相關(guān)技術(shù)要求，如機(jī)械性能、硬度選擇回火工藝加熱溫度和確定保溫時(shí)間，同時(shí)可參考工件表面狀態(tài)來(lái)調(diào)整工藝溫度及時(shí)間的上下限。

對(duì)表面光潔度高、冷軋制品采用溫度上限、保溫時(shí)間上限，體積小薄工件也用溫度上限。反之表面粗糙工件、熱軋工件、粉末冶金和鑄造件，則可選擇溫度下限加工。

發(fā)黑工件在工件液槽內(nèi)停留時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，掌握工件余溫約70-90℃即可移出液面。

發(fā)黑工件浸入工件液面內(nèi)不宜劇烈或長(zhǎng)距離移動(dòng)，控制擺動(dòng)和移動(dòng)量。

4、發(fā)黑工件成膜是完成發(fā)黑工藝的重要環(huán)節(jié)，往往未得到重視，在此特別指明只有工件發(fā)黑成膜~固化，才能真正實(shí)現(xiàn)防護(hù)和裝飾效果。

通常成膜需一定時(shí)間和條件，在干燥、通風(fēng)的自然環(huán)境下需24小時(shí)固化成膜，低溫、潮溫環(huán)境成膜時(shí)間稍長(zhǎng)且膜較差，建議有條件企業(yè)應(yīng)在發(fā)黑工藝之后采用150~180℃以熱風(fēng)烘干，以促進(jìn)成膜固化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

5、發(fā)黑工件液的貯存和維護(hù)：

鋼鐵發(fā)黑劑為基乳化液，通常在室溫環(huán)境貯存即可，在我國(guó)北方地區(qū)應(yīng)注意防凍，貯存期為一年。

發(fā)黑工件液經(jīng)配制后可長(zhǎng)期重復(fù)使用，對(duì)周期生產(chǎn)間斷時(shí)期應(yīng)有防塵防污措施，兩次使用前應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆蛲斗虐l(fā)黑工件。對(duì)使用消耗的工作液要定量或定時(shí)補(bǔ)充，補(bǔ)充工作液時(shí)，應(yīng)按比例配攪拌均勻后，再注入發(fā)黑工作液槽內(nèi)，有利控制工作液的穩(wěn)定、均勻。

6、發(fā)黑處理工件應(yīng)具備的條件：

通常熱處理工件在進(jìn)行熱處理已經(jīng)過(guò)清理工序，即使工件表面未清除的油污、銹跡在經(jīng)過(guò)加熱和淬火過(guò)程亦去除，經(jīng)過(guò)回火加熱、保溫以其自身余熱可連續(xù)完成發(fā)黑處理工藝，獲得理想發(fā)黑效果。

對(duì)未經(jīng)熱處理的機(jī)械零件若要獲得發(fā)黑表面應(yīng)盡量去除工件表面污垢的銹斑，然后加熱，對(duì)于高溫回火工件可以省略清理工序。

經(jīng)發(fā)黑處理的工件應(yīng)貯存潔凈環(huán)境或包裝封存，防止污染。

三、發(fā)黑工藝裝備以及工藝布置：

發(fā)黑工件液槽，已有專業(yè)生產(chǎn)廠批量生產(chǎn)(如三永、迦南、久禾等電爐廠)可與連續(xù)生產(chǎn)線配套使用，分單層和雙層槽，以適應(yīng)多種生產(chǎn)線從750kg/h到2.5T/h都有。對(duì)周期式加熱爐，配制一專用發(fā)黑槽可生產(chǎn)。

四、發(fā)黑產(chǎn)品質(zhì)量與控制

發(fā)黑工藝過(guò)程因不同企業(yè)狀況會(huì)產(chǎn)生各種特定技術(shù)與質(zhì)量問(wèn)題如人員技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備配套、運(yùn)行狀態(tài)、產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)、表面質(zhì)量、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率及方式，都是動(dòng)態(tài)變化，這些技術(shù)參數(shù)變化直接對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響，如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和找出對(duì)策，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制，在多年為用戶服務(wù)的過(guò)程中針對(duì)曾遇各種情況和問(wèn)題，積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)例舉幾例供參考。

1、發(fā)黑工件色澤不理想：

發(fā)黑工作液調(diào)配比例不當(dāng)：可以重新調(diào)整濃度，再試驗(yàn)。

發(fā)黑工件液使用溫度偏低：注意控制工作溫度50℃±10℃為好。

發(fā)黑工件在槽內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或運(yùn)動(dòng)距過(guò)長(zhǎng);縮短工作液槽內(nèi)時(shí)間，減少運(yùn)動(dòng)。

工作表面較光潔：可以考慮在低溫回火過(guò)程適當(dāng)增加保溫時(shí)間，可以改善著色效果。

2、工件發(fā)黑后掉色：

發(fā)黑后的工件經(jīng)擦抹著色脫落：是因工件在槽液內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，降低熱聚合效果，適時(shí)將工件控制在70-90℃時(shí)移出液面。環(huán)境溫度偏低或環(huán)境溫度偏高也會(huì)影響成膜，若及時(shí)烘干，可促進(jìn)成膜，提高固化效果。

3、工件產(chǎn)生花斑：

當(dāng)發(fā)黑工作液攪拌不均勻或工件表面加熱不均勻、工件表面有污垢末清除時(shí)都會(huì)產(chǎn)生花斑。

小型工件，生產(chǎn)量過(guò)大，在連續(xù)線上成堆放狀運(yùn)行會(huì)有花斑產(chǎn)生。

大截面工件在濃度偏高工作液中發(fā)黑也會(huì)產(chǎn)生花斑。

注意加強(qiáng)發(fā)黑工件液調(diào)配、攪拌，還應(yīng)適時(shí)檢查工作槽液是否被污染，對(duì)老化的工件液要進(jìn)行定時(shí)過(guò)濾或更新。

4、著色不均勻：

發(fā)黑工作液比合理，充分?jǐn)嚢琛⑷榛�均勻通常成膜極薄，同一種工件會(huì)成膜厚度一致，薄小型工件膜厚度在0.005mm，厚大截面工件膜厚度一般在0.01-0.02mm內(nèi)，當(dāng)出現(xiàn)厚度不均的膜，主要配比不當(dāng)，濃度偏高，或與生產(chǎn)方式，工件堆放式有關(guān)，改變發(fā)黑量及工裝即可改善