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發黑反應是采用氧化劑將鋼鐵表面形成Fe3O4的!
, i D4 c( x% u2 {8 k原理如下!
" x0 L8 i6 @' { y! \7 Y; ]鋼制件的表面發黑處理，也有被稱之為發藍的。發黑處理現在常用的方法有傳統的堿性加溫發黑和出現較晚的常溫發黑兩種。但常溫發黑工藝對于低碳鋼的效果不太好。A3鋼用堿性發黑好一些。堿性發黑細分出來，又有一次發黑和兩次發黑的區別。發黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。發黑時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的表面，只是所需時間有些長短而已。實際操作中，需要注意的是工件發黑前除銹和除油的質量，以及發黑后的鈍化浸油。發黑質量的好壞往往因這些工序而變化金屬“發藍”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“發藍”。黑色金屬表面經“發藍”處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內層為氧化亞鐵。3 m, [* a& z8 G. E# w [: [: _
一、堿性氧化法“發藍”藥液' |' d) ?! ]/ c5 Y( F) s
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。: Y8 s+ Y# Y0 R6 V% j
3．說明：5 }& z4 W j, i( ?- b+ e
（1）金屬表面務必洗凈和干燥以后，才能進行“發籃”處理。* A+ m2 E1 L2 _5 v- [# v; E* M
（2）金屬器件進行“發藍”處理條件與金屬中的含碳量有關，“發藍”藥液溫度及金屬器件在其中的處理時間可參考下表。金屬中含碳量%工作溫度（℃）處理時間（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$ N. X2 m# ^; l# y& n! y. r
- P1 z Z# |2 m1 V（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，以便及時補充有關成分。一般使用半年后就應更換全部溶液。
, x8 k# J1 G# K9 L+ W- \9 W（4）金屬“發藍”處理后，最好用熱肥皂水漂洗數分鐘，再用冷水沖洗。然后,又用熱水沖洗，吹于。/ I2 E. H; a0 Q2 a! J. |+ ^# j
二、酸性氧化法“發藍”藥液
4 t7 K! } u- f" D+ g1．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。7 }) W$ ~" y; ] Z8 n# |; |6 `% k
3．說明：/ t7 j3 F) K- Y5 l$ M6 \
（1）金屬器件先經洗凈和干燥后才能進行“發藍”處理。+ o% m. _! M* d
（2）此法所得保護膜呈黑色，其主要成分是由磷酸鈣和鐵的氧化物所組成，其耐腐能力和機械強度均超過堿性氧化法所得的保護膜。/ E" b; } O+ l1 V/ T3 O. R* _$ A% [
4.“發藍”工作溫度為100℃，處理時間為40～45分鐘。在處理碳素鋼時，藥液中磷酸含量控制在3～5克／升；處理合金鋼或鑄鋼時，磷酸含量控制在5～10克／升。應注意定期分析藥液磷酸的含量。
& g3 u+ c. \2 N* i* b5.“發藍”處理后金屬器件的清洗方法同上。
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4 Z. F. O A, E3 i% ^你也可以自己作試驗：
7 k! a$ j4 |7 l+ c【原理】一般鋼鐵容易生銹，如果將鋼鐵零件的表面進行發藍處理，就能大大增強抗蝕能力，延長使用壽命。像武器、彈簧、鋼絲等，就是常用這種方法來保護的。鐵在含有氧化劑和苛性鈉的混合溶液中，一定溫度下經一定時間后，反應生成亞鐵酸鈉(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。其反應方程式為：
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- _( R9 @1 v( r- p/ u3 q1 e j8 d5 r3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑
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! p; ^! k' Q4 x8 t, y5 d8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O=4Na2Fe2O4+3NH3↑" E4 E2 W% r! N/ _
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Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH* C1 k+ c0 D" q5 z
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這層氧化膜呈黑色或黑藍色，它結構致密，具有較強的抗腐蝕能力。
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0 P' M6 W% N6 {0 S6 C: x【用品】鐵片(或鐵釘)、三腳架、石棉網、酒精燈、量筒、表面皿、燒杯、鑷子、臺天平、溫度計、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、機油。7 r, D4 [0 @4 z( Y+ ^: e( T' ^2 b
/ d# a6 Q j( h$ f& k& p- ^9 s【操作】0 S2 r' w( {* r s x/ E+ L5 z1 E- h
% V& O. A$ g4 c4 P& F h(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水溶解配成發藍液。
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- v/ q3 B! k1 h* a, U1 |- H(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。
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8 l6 a8 ~0 G& {% J% N# y% ~: v(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。
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1 F( D6 B$ J3 t+ |- i- x(4)將除油除銹后的鐵片，置于盛有20mL發藍液的燒杯中，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色或黑色的致密氧化膜。
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9 E, w- C# [4 R0 j(5)經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，然后再置于熱機油(105℃～110℃)中約5min，將松孔填滿。
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9 s& {) \3 k% W0 n3 {' k(6)將發藍后的鐵片浸在2％的硫酸銅溶液里，在室溫下保持20s后取出，用水洗凈表面，如果不出現紅色接觸點，即說明發藍合格。
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發表于 2007-1-8 19:17:59
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發表于 2007-1-8 20:29:24
