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發(fā)表于 2007-1-11 23:23:03
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Re: 為什么銅焊件不能發(fā)黑?
發(fā)黑反應(yīng)是采用氧化劑將鋼鐵表面形成Fe3O4的!, [# j( }& C1 ^0 C# _% \
原理如下!1 K: e/ m3 O# w
鋼制件的表面發(fā)黑處理,也有被稱之為發(fā)藍(lán)的。發(fā)黑處理現(xiàn)在常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種。但常溫發(fā)黑工藝對(duì)于低碳鋼的效果不太好。A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。堿性發(fā)黑細(xì)分出來,又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別。發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。發(fā)黑時(shí)所需溫度的寬容度較大,大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯(cuò)的表面,只是所需時(shí)間有些長(zhǎng)短而已。實(shí)際操作中,需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量,以及發(fā)黑后的鈍化浸油。發(fā)黑質(zhì)量的好壞往往因這些工序而變化金屬“發(fā)藍(lán)”藥液采用堿性氧化法或酸性氧化法;使金屬表面形成一層氧化膜,以防止金屬表面被腐蝕,此處理過程稱為“發(fā)藍(lán)”。黑色金屬表面經(jīng)“發(fā)藍(lán)”處理后所形成的氧化膜,其外層主要是四氧化三鐵,內(nèi)層為氧化亞鐵。
( K0 n) j! W8 X" U. w一、堿性氧化法“發(fā)藍(lán)”藥液1 Z4 v! n, s( ~# K6 {, t3 S4 [
1.配方: 硝酸鈉50~100克氫氧化鈉600~700克亞硝酸鈉100~200克水1000克
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2.制法:按配方計(jì)量后,在攪拌條件下,依次把各料加入其中,溶解,混合均勻即可。
" g( r: x" c3 _3.說明:
* ?5 P0 R8 k5 e$ o(1)金屬表面務(wù)必洗凈和干燥以后,才能進(jìn)行“發(fā)籃”處理。9 a" u- z# P" c
(2)金屬器件進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理?xiàng)l件與金屬中的含碳量有關(guān),“發(fā)藍(lán)”藥液溫度及金屬器件在其中的處理時(shí)間可參考下表。金屬中含碳量%工作溫度(℃)處理時(shí)間(分)開始終止>0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-50<0.4142-145153- 15540-60合金鋼142-145153-15560-90
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(3)每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸鈉、亞硝酸鈉和氫氧化鈉的含量,以便及時(shí)補(bǔ)充有關(guān)成分。一般使用半年后就應(yīng)更換全部溶液。" t( |3 w8 t6 w( E' V" f
(4)金屬“發(fā)藍(lán)”處理后,最好用熱肥皂水漂洗數(shù)分鐘,再用冷水沖洗。然后,又用熱水沖洗,吹于。
4 u: k5 A$ p5 L二、酸性氧化法“發(fā)藍(lán)”藥液. M) Y. t- I" M; U7 r) }& d4 t
1.配方: 磷酸3~10克硝酸鈣80~100克過氧化錳10~15克水1000克
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2.制法:按配方計(jì)量后,在不斷攪拌條件下,依次把磷酸、過氧化錳和硝酸鈣加入其中,溶解,混合均勻即可。$ U; q, N6 L. z/ h# X
3.說明:+ s! G# _& {9 ^
(1)金屬器件先經(jīng)洗凈和干燥后才能進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理。$ ?. M+ u' f$ E8 C/ \. F. Q
(2)此法所得保護(hù)膜呈黑色,其主要成分是由磷酸鈣和鐵的氧化物所組成,其耐腐能力和機(jī)械強(qiáng)度均超過堿性氧化法所得的保護(hù)膜。. u9 r z- o* R/ i& A% }3 s
4.“發(fā)藍(lán)”工作溫度為100℃,處理時(shí)間為40~45分鐘。在處理碳素鋼時(shí),藥液中磷酸含量控制在3~5克/升;處理合金鋼或鑄鋼時(shí),磷酸含量控制在5~10克/升。應(yīng)注意定期分析藥液磷酸的含量。7 k1 J3 m/ I( v4 E' Y6 L, x
5.“發(fā)藍(lán)”處理后金屬器件的清洗方法同上。& Y# Z! Q* j3 @
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你也可以自己作試驗(yàn):4 _" M6 O4 D! F
【原理】一般鋼鐵容易生銹,如果將鋼鐵零件的表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理,就能大大增強(qiáng)抗蝕能力,延長(zhǎng)使用壽命。像武器、彈簧、鋼絲等,就是常用這種方法來保護(hù)的。鐵在含有氧化劑和苛性鈉的混合溶液中,一定溫度下經(jīng)一定時(shí)間后,反應(yīng)生成亞鐵酸鈉(Na2FeO2)和鐵酸鈉(Na2Fe2O4),亞鐵酸鈉與鐵酸鈉又相互作用生成四氧化三鐵氧化膜。其反應(yīng)方程式為:
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3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑6 t6 P8 }/ A: a0 g% E. X2 Y
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8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O=4Na2Fe2O4+3NH3↑
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Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH
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8 G) ]* e" U' O3 f' m這層氧化膜呈黑色或黑藍(lán)色,它結(jié)構(gòu)致密,具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力。) M, k* u1 ^& U9 u! M5 }
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【用品】鐵片(或鐵釘)、三腳架、石棉網(wǎng)、酒精燈、量筒、表面皿、燒杯、鑷子、臺(tái)天平、溫度計(jì)、砂紙;氫氧化鈉、碳酸鈉、水玻璃、稀硫酸、硝酸鈉、亞硝酸鈉、重鉻酸鉀溶液、機(jī)油。
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【操作】
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" F* X$ @0 V1 L* c(1)取10g氫氧化鈉,4g碳酸鈉,1g水玻璃,加水100mL,配成除油液;取50 g~60g氫氧化鈉,10g硝酸鈉,3g亞硝酸鈉,加100mL水溶解配成發(fā)藍(lán)液。
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. T3 ^; X: [7 `; ~, ]4 N' W/ X(2)將鐵片用砂紙磨光,然后置于盛有20mL除油液的燒杯中,加熱煮沸5 min~10min后,用鑷子取出,再用水洗凈。7 S: u/ f3 P1 `% T- r
( _' q7 i& T W$ g(3)把表面去油污后的鐵片浸入除銹液(15%稀硫酸)中加熱(60℃~80℃)除銹,約2min后取出洗凈。, C; s i: X, ?" D9 \( S
5 W* N9 f' h) }% T(4)將除油除銹后的鐵片,置于盛有20mL發(fā)藍(lán)液的燒杯中,加熱煮沸約20min后用鑷子取出,用水沖洗、擦干,可見鐵片上有一層黑藍(lán)色或黑色的致密氧化膜。
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(5)經(jīng)氧化處理后的表面氧化膜,雖然較緊密,但仍有微小的松孔。為了提高抗腐蝕能力,可將氧化處理后的鐵片置于3%~5%的重鉻酸鉀溶液(90℃~95℃)中的約10min,使松孔填充或鈍化,然后再置于熱機(jī)油(105℃~110℃)中約5min,將松孔填滿。* ?. n/ u4 J- m( {# y' z8 q
' a8 t1 `8 w' I3 u: i! B(6)將發(fā)藍(lán)后的鐵片浸在2%的硫酸銅溶液里,在室溫下保持20s后取出,用水洗凈表面,如果不出現(xiàn)紅色接觸點(diǎn),即說明發(fā)藍(lán)合格。
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