鋼件表面發藍（發黑）處理

原理及工藝流程

一、發藍（發黑）原理

為了提高鋼件的防銹能力，用強的氧化劑將鋼件表面氧化成致密、光滑的四氧化三鐵(Fe3O4)。這Fe3O4薄層能有效地保護鋼件內部不受氧化。在高溫下（約550℃）氧化成的Fe3O4呈天藍色，幫稱發藍處理。在低溫下（約130℃）氧化成的Fe3O4呈暗黑色，幫稱發黑處理。在兵器工業上，常用的是發藍處理；在工業生產上，常用的是發黑處理。

能否把鐵氧化成致密、光滑的Fe3O4關鍵是選擇好強的氧化劑。強氧化劑是由氫氧化鈉(NaOH)、亞硝酸鈉(NaNO2)、磷酸三鈉(Na3PO4)組成。發藍時用它們的熔融液去處理工件；發黑是用它們的水溶液去處理工件。常用的發黑溶液成分見表一。

表一

此溶液的濃度是1.4g/cm3??，沸點是130℃。在此溶液的作用下，鐵的氧化程是這樣的：

Fe→Ma2FeO2→Na2Fe2O4→Fe3O4

生產實踐經驗證明，要獲得光亮、致密的Fe3O4膜層，氧化溶液中亞硝酸鈉與氫氧化鈉的比例，要保持在1：3～3.5之間。

二、發藍（發黑）的操作過程：

發藍（發黑）的操作過程：

工件裝夾→去油→清洗→酸洗→氧化→清洗→皂化→熱水煮洗→檢查。

（一）?工件裝夾?

要根據工件的形狀、大小、設計專門的夾具或吊具。目的是使工件之間留有足夠的間隙，工件間不能相互接觸，要使每個工件都能完全浸入氧化液中被氧化。

（二）?去油

目的是除去工件表面的油污。經過機架工后（發藍、發黑是最后一道工序），工件表面難免不留下油污，用防銹油作工序間防銹的更是這樣。任何油污，都會嚴重影響Fe3O4的生成，所以必須在發藍、發黑之前除去。常用的除油溶液配方，見表二。

表二

將除油溶液加熱到80～90℃，然后將工件浸入，浸入時間為30min左右，若油污較多，還得延長除油時間，以除油徹底為準。

（三）?酸洗

酸洗目的，是除去工件表面的鐵銹。因為鐵銹會阻礙生成致密的Fe3O4層。即使工件無鐵銹，也應酸洗，因為它使油污進一步去除干凈，而且酸洗會提高工件表面分子的活化能，有得于下一工序的氧化，能生成較厚的Fe3O4層。

酸洗溶液一般是10%～15%濃度的硫酸溶液，溫度是70～80℃。，將工件浸入硫酸溶液中，浸入時間為30min左右，鐵銹少的可浸20min，鐵銹多的需浸40min以上。

（四）?氧化

氧化是發藍、發黑的主要工序。Fe3O4膜層是否致密、是否光滑、是否有足夠的厚度，取決于氧化階段。

發藍的溫度是550℃。發黑溶液的溫度是130～145℃。浸入時間是50～80min。含碳量高的高碳鋼，氧化速度較快，浸入時間可短些。含碳量低的低碳鋼，氧化速度慢，浸入時間需要長些。合金鋼特別是高合金鋼，工件表面有一定的殘余奧氏休，對堿溶液有較強的抗抵作用，不易生成Fe3O4，因面浸入時間需長些。表三列出了有關鋼種氧化（發黑）時溶液的溫度及浸入時間。

表三

溶液的正常顏色是白色。如果溶液呈紅色或棕色，表示亞硝酸鈉濃度過大，應及時調整溶液的成分。如果溶液呈綠色，表示鐵離子濃度過大，應及及時更新溶液。

（五）?皂化

所謂皂化，是用肥皂水溶液在一定溫度下浸泡工件。目的是形成一層硬脂酸鐵薄膜，以提高工件的抗腐蝕能力。常用的皂化液濃度是30～50g(肥皂)/L。把皂化液加熱到80～10℃，將氧化后的工件放入浸泡10min左右。

（六）?檢查

??氧化完畢后，要對工件進行檢查，看Fe3O4層是否合格。任意抽取三件，置于2%濃度的硫酸銅溶液中浸泡20s，不退黑色者為合格。三件中有一件以上不合格，則整槽工件視為不合格，需再氧化一次，以加