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鋼鐵常溫速效環(huán)保型發(fā)黑劑（非硒發(fā)黑劑）配方生產(chǎn)技術(shù)
傳統(tǒng)的鋼鐵表面發(fā)黑是在135～150℃高溫下處理30～90min，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，能耗大，勞動(dòng)條件差，環(huán)境污染嚴(yán)重。而鋼鐵表面的常溫發(fā)黑是在不改變被處理件尺寸精度的情況下形成黑色氧化膜。這層氧化膜可減少滑動(dòng)面或支撐面的磨擦，有裝飾及減少光反射作用，經(jīng)過(guò)防腐處理能提高機(jī)械零件防腐性能，是機(jī)械、兵器等行業(yè)應(yīng)用普遍的一種表面處理技術(shù)。顯而易見(jiàn)，常溫發(fā)黑工藝是在常溫條件下操作，既無(wú)高溫、堿性蒸汽而影響環(huán)境，又節(jié)約能源、發(fā)黑速度快，符合國(guó)家的環(huán)保政策。常溫發(fā)黑又分為鹽發(fā)黑體系和非鹽發(fā)黑體系。含硒發(fā)黑所成膜的物質(zhì)為硒化鐵、硒化銅、鐵等黑色物質(zhì)，其成分組成一般為硫酸銅和亞主鹽、絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、緩沖劑，處理時(shí)間較短，遠(yuǎn)小于堿性高溫發(fā)黑的處理時(shí)間。但含硒發(fā)黑劑不僅硒化物價(jià)格昂貴，且毒性大，長(zhǎng)期使用會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。在日益重視環(huán)境保護(hù)的今天，無(wú)毒無(wú)害、低能耗的非硒發(fā)黑劑的研發(fā)就變得非常迫切。鋼鐵發(fā)黑劑是指在鋼鐵表面進(jìn)行發(fā)黑處理的藥劑，是為了增加鋼鐵的防腐蝕性能。一般情況下，鋼鐵都是被加工成各種實(shí)用的工具，各種緊固件經(jīng)熱處理后，仍需一道鍍鋅或發(fā)黑處理，以增加工件的防腐蝕性能。（1）鋼鐵常溫速效環(huán)保型發(fā)黑劑包括：硫酸銅、硫酸鎳、多羥基醛、植酸、檸檬酸、無(wú)機(jī)酸、烷基酚聚氧乙烯醚、鉬酸銨、水。黑化方法包括S1、除油；S2、清洗；S3、發(fā)黑；S4、水洗中和；S5、浸油封閉。本發(fā)黑劑不含硒，在應(yīng)用時(shí)可在常溫下對(duì)鋼鐵表面進(jìn)行快速黑化處理，處理后所得黑化膜平整、均勻、耐摩擦。（2）鋼鐵常溫發(fā)黑劑：傳統(tǒng)的發(fā)黑工藝是堿性高溫發(fā)黑，但由于其工作條件惡劣，效率低，已逐漸被淘汰，現(xiàn)更多的是采用鋼鐵常溫發(fā)黑工藝，其溶液穩(wěn)定、發(fā)黑時(shí)間短、使用工藝方便簡(jiǎn)單，但其發(fā)黑膜層疏松，附著力低，色澤不均勻，前處理和后處理復(fù)雜，且加入的金屬硒昂貴并含有劇毒。應(yīng)用此發(fā)黑劑進(jìn)行鋼鐵常溫發(fā)黑工藝時(shí)前后處理方便，不含金屬硒、成本低，且附著力良好，發(fā)黑膜層致密，色澤分布均勻。鋼鐵常溫發(fā)黑劑采用以下原料配制而成：五水硫酸銅、磷酸二氫鈉、硫代硫酸鈉、丹寧酸、OP-10、水。配制時(shí)先將丹寧酸溶于水中，再加入五水硫酸銅、磷酸二氫鈉和硫代硫酸鈉，最后加入OP-10攪拌混勻后即可。（3）非硒系常溫環(huán)保鋼鐵發(fā)黑液：該發(fā)黑液由如下組分構(gòu)成植酸、鉬酸鈉、烷基醇酰胺磷酸脂、三乙醇胺、硫酸銅、亞硫酸鈉、氧化鋅、無(wú)機(jī)酸、水。本非硒系常溫環(huán)保鋼鐵發(fā)黑液為水基型配方，產(chǎn)品穩(wěn)定、工藝簡(jiǎn)單，可反復(fù)使用，節(jié)能省時(shí)，環(huán)保無(wú)毒，常溫發(fā)黑，廢液易于處理。本工藝簡(jiǎn)單，成本低；本發(fā)黑方法，常溫發(fā)黑，節(jié)能效果顯著，工藝適應(yīng)性強(qiáng)，發(fā)黑后，膜層細(xì)膩，黑中帶有金色光澤，裝飾性好，附著力強(qiáng)，耐蝕性高，膜層牢固，耐磨性強(qiáng)。技術(shù)資料費(fèi)320元。
鋼鐵鑄件用常溫發(fā)黑劑配方生產(chǎn)技術(shù)
鋼鐵的發(fā)黑處理是一種表面處理技術(shù)。鋼鐵的發(fā)黑處理可使鋼鐵工件表面生成一層保護(hù)性的氧化膜，發(fā)黑處理后的零件再進(jìn)行浸油及其它填充處理，能進(jìn)一步提高膜層的耐蝕性。目前，鋼鐵材料的常用的發(fā)黑方法有：堿性化學(xué)氧化法（又稱高溫堿性發(fā)黑），酸性化學(xué)氧化法（又稱常溫發(fā)黑）。其中，高溫堿性發(fā)黑最常用的是利用NaOH-NaNO2高溫氧化體系生成四氧化三鐵為主要成分的氧化膜，膜層細(xì)膩、均勻、亮黑、牢度高，同時(shí)耐腐蝕性能較好，但NaOH-NaNO2高溫氧化體系必須在140℃左右的高溫下進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，因此耗能較高，效率低，另外，該方法堿性腐蝕霧氣嚴(yán)重，廢渣和廢液中還含有亞硝酸鹽（致癌物），嚴(yán)重危害人體的健康。近年來(lái)，這種發(fā)黑工藝在一些領(lǐng)域已逐漸被鋼鐵常溫發(fā)黑技術(shù)所取代。鋼鐵常溫發(fā)黑技術(shù)的最大特點(diǎn)是鋼鐵發(fā)黑是在常溫下進(jìn)行，在5～40℃的廣溫范圍內(nèi)均可使用。而且發(fā)黑速度快，原液發(fā)黑僅需十秒鐘左右，相比高溫堿性發(fā)黑處理工藝大大降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)該技術(shù)適用于不同的金屬材質(zhì)。從鋼鐵常溫發(fā)黑劑的主要成分來(lái)看，可分為常溫含硒發(fā)黑配方和常溫?zé)o硒發(fā)黑配方。常溫?zé)o硒發(fā)黑配方是目前使用最為廣泛的一種發(fā)黑方法。常溫?zé)o硒發(fā)黑配方有銅系、銅-硫系、鉬系、鋁-銅-硫系、錳-銅-硫系等多種系列，還有以發(fā)黑與磷化綜合處理鋼鐵表面的黑磷化配方。但是，現(xiàn)有無(wú)硒常溫發(fā)黑劑在發(fā)黑過(guò)程中難以控制成膜物質(zhì)的沉積均勻性，且其發(fā)黑膜在干燥的過(guò)程中受到膜內(nèi)微區(qū)應(yīng)力差異性的影響，發(fā)黑膜易開(kāi)裂，從而導(dǎo)致發(fā)黑膜光澤度差，結(jié)合力不佳，耐蝕性差。因此，開(kāi)發(fā)一種發(fā)黑膜無(wú)裂紋，膜層均一，且發(fā)黑膜光澤度、結(jié)合力及耐蝕性較好的鋼鐵常溫發(fā)黑劑具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。針對(duì)現(xiàn)有常溫發(fā)黑劑在發(fā)黑過(guò)程中難以控制成膜物質(zhì)的沉積均勻性，且其發(fā)黑膜在干燥過(guò)程中易開(kāi)裂，從而導(dǎo)致發(fā)黑膜光澤度差，結(jié)合力不佳，耐蝕性差的缺陷，本鋼鐵鑄件用常溫發(fā)黑劑將硫酸銅和鉬酸銨加入去離子水中攪拌后，再加入硫酸鎳、磷酸二氫鋅、絡(luò)合劑、成膜助劑和乳化劑，攪拌制得A組分，再將潤(rùn)濕劑、有機(jī)成膜劑、硅烷偶聯(lián)和去離子水?dāng)嚢柚频肂組分，再將A組分與B組分混合均勻后加去離子水定容，最后用醋酸調(diào)節(jié)pH后，即可得鋼鐵鑄件用常溫發(fā)黑劑，本常溫發(fā)黑劑具有較好的發(fā)黑效果，在鋼鐵表面形成的發(fā)黑膜無(wú)裂紋，同時(shí)膜層均一、色澤黑亮，與基體工件結(jié)合力較好，且發(fā)黑膜耐蝕性較好，可有效延長(zhǎng)基體工件使用壽命。技術(shù)資料費(fèi)280元。
鋼鐵常溫發(fā)黑液配方生產(chǎn)技術(shù)
鋼鐵發(fā)黑工藝主要用于提高鋼鐵的耐腐蝕性并發(fā)揮一定的裝飾作用，目前主要有高溫堿性發(fā)黑與常溫發(fā)黑兩種方式。高溫堿性發(fā)黑(堿性發(fā)藍(lán))的發(fā)黑時(shí)間長(zhǎng)、能耗高，并且使用亞硝酸鹽，產(chǎn)生的廢液對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。常溫發(fā)黑(酸性化學(xué)氧化)只需要幾分鐘到十幾分鐘時(shí)間，操作溫度在10～60℃左右，操作過(guò)程中鋼件尺寸幾乎沒(méi)有變化。與高溫堿性發(fā)黑相比，常溫發(fā)黑不僅能夠大大縮短發(fā)黑的時(shí)間，還能夠減少能源的消耗。鋼鐵的常溫發(fā)黑工藝主要包括三個(gè)工序：前處理、發(fā)黑和后處理，大致包括以下步驟：除油→水洗→除銹→水洗→發(fā)黑→水洗、熱水洗、浸油等→擦凈晾干。鋼鐵件的發(fā)黑不只是將發(fā)黑件直接放入發(fā)黑液中，還需要根據(jù)不同的發(fā)黑液配方選來(lái)?yè)窈米罴训陌l(fā)黑溫度、時(shí)間和pH值。另外，還要事先預(yù)估好發(fā)黑液可以處理的零件個(gè)數(shù)，發(fā)黑液最好小批量一次性用完。但是，鋼鐵常溫發(fā)黑往往存在發(fā)黑膜光澤度差、耐蝕性差、結(jié)合力差等問(wèn)題，并且發(fā)黑液本身也存在不穩(wěn)定、有劇毒等缺陷。因此，需要通過(guò)對(duì)常溫發(fā)黑機(jī)理進(jìn)行更深入的研究來(lái)尋找一種更優(yōu)秀、更環(huán)保的發(fā)黑液。針對(duì)現(xiàn)有鋼鐵常溫發(fā)黑液存在穩(wěn)定性低，存放難，毒性大，成膜耐腐蝕性差、光澤度差、結(jié)合力差的情況，本用于鋼鐵的常溫發(fā)黑液更加優(yōu)秀、環(huán)保，提高發(fā)黑膜的光澤度、耐蝕性與結(jié)合力等，使其能夠在工業(yè)中得到大力推廣。本用于鋼鐵的常溫發(fā)黑液包含硒脲酸、硫酸銅、硫酸鎳、磷酸二氫鋅、磷酸、檸檬酸、辛基苯酚聚氧乙烯醚和水。本常溫發(fā)黑液配方合理，成膜效率高，改善了發(fā)黑膜的光澤度、結(jié)合力、致密性等性能，解決了穩(wěn)定性差的問(wèn)題；使用方法簡(jiǎn)便易行，適于大規(guī)模推廣；通過(guò)添加劑的加入，減少了發(fā)黑液中硒元素的用量，降低了污染。技術(shù)資料費(fèi)280元。
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