CN101280427B - 光学仪器用铁镍合金恒温化学氧化染黑的一种工艺方法 - Google Patents

Abstract

光学仪器用铁镍合金恒温化学氧化染黑的一种工艺方法，属于金属表面处理技术领域中涉及的一种铁镍合金染黑的工艺方法。要解决的技术问题是：提供光学仪器用铁镍合金恒温化学氧化染黑的一种工艺方法。技术方案为第一，选择成本低廉的普通钢质材料制作作业槽和挂具；第二，槽液成分包含氢氧化钠、亚硝酸钠、重铬酸钾、钼酸钠、磷酸三钠。首先用少量自来水将上述各材料分别溶解后混合在一起，然后用自来水将槽液补充到计算量的体积；第三，槽液升温分两段进行，最后设定在152℃～162℃；第四，氧化作业，工件进行除油、活化处理后入槽氧化1～3h；第五，工件冲洗烘干后封闭处理，该染黑工艺成本低消光效果好。

Description

光学仪器用铁镍合金恒温化学氧化染黑的一种工艺方法

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域中涉及的一种铁镍合金恒温化学氧化染黑的工艺方法。

背景技术

铁镍合金膨胀系数和光学玻璃的膨胀系数非常接近，适合于做光学镜头结构件。由于光学设备的消光要求，和光路接触的工件必须进行消光处理。

目前对铁镍合金进行消光处理在国内很多有影响的厂家普遍采取镀铜染黑工艺，该工艺是首先在铁镍合金工件的表面上电镀铜，然后将镀铜工件放入液槽中进行电化学染黑。该工艺存在明显不足：耐磨性差，铜染黑膜层非常软，稍用力擦试即露铜，装配过程稍有摩擦染黑膜层即被破坏，无法保证消光效果；防护性差，由于铜层相对于铁镍合金基体为阴极性镀层，易发生电化学腐蚀，使铁镍合金更容易发生腐蚀；配合尺寸差，由于镀铜改变了工件的原有尺寸精度且铜镀层的膨胀系数远高于光学玻璃，给配合精度带来了影响。

发明内容

为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于寻求一种满足光学精密仪器消光性、耐磨性、耐蚀性、装配精度要求的染黑工艺，特设计一种铁镍合金化学染黑工艺方法。

本发明要解决的技术问题是：提供光学仪器用铁镍合金恒温化学氧化染黑的一种工艺方法。

解决技术问题的技术方案如图1所示：

第一，选择作业槽和挂具

选择的原则是，本发明采用的工艺配方材料对作业槽和挂具没腐蚀或腐蚀轻微，且腐蚀产物不影响染黑膜层质量，经实际试验考验采用成本低廉的普通钢质材料；

第二，槽液成分和配制

a、槽液成分：

氢氧化钠550～650g/L，亚硝酸钠150～250g/L，重铬酸钾10～50g/L，钼酸钠10～30g/L，磷酸三钠0～50g/L。

b、槽液的配制

首先用少量自来水将上述各材料分别溶解，接着将溶解后的材料混合在一起，然后用自来水将槽液补充到计算量的体积。

第三，槽液升温

首先将槽液温度由室温升到120℃～130℃恒温30min，然后将温度再升温，设定在152℃～162℃；

第四，氧化作业

首先，将工件进行常规除油整理至工件表面被水100％润湿；接着，进行常规活化处理至工件表面均匀一致、呈金属本色；

然后，工件上挂具，悬挂在槽液中氧化1～3h；

第五，工件清洗、封闭处理

从作业槽中取出工件，首先用自来水冲洗，接着用去离子水冲洗，然后用压缩空气吹干，对工件进行封闭处理是将吹干后的工件浸入到稀释后的丙烯酸或其它清漆稀溶液中1～3min，最后离心烘干。

本发明工艺原理：

当槽液温度稳定在152℃～1602℃时，槽液中的氢氧化钠对工件表面产生轻微溶解作用，为染黑膜层的形成提供铁、镍离子；亚硝酸钠、重铬酸钾为氧化剂，使得工件表面的氧化反应得以进行；钼酸钠为增黑剂，增加膜层的黑度；磷酸三钠为促进剂，增加成膜反应速度，从而形成铁镍合金化学氧化染黑膜层。

本发明的积极效果：

采用铁镍合金恒温化学氧化染黑的方法，直接在铁镍合金基体上转化黑色膜层，膜层均匀、致密、牢固、耐蚀、耐磨，厚度<1μm，消光性好，特别适合于精密光学镜头铁镍合金工件的消光处理。

本发明的铁镍合金恒温化学氧化染黑工艺，采用与普通钢铁染黑相当的温度，使用普通钢质工艺槽和挂具，节省投资、降低工艺成本。工件出入槽温度不变，可以多件连续作业。

两段升温可防止局部过热避免槽液崩沸，省去升温前的槽液搅拌和溶液结晶清理工作。

由于工作温度低于槽液沸点温度，槽液蒸发量非常少，维护方便。

实践证明该工艺操作简单，溶液维护方便，产品质量稳定。

附图说明

图1是本发明的工艺方法流程示意图。

具体实施方式

本发明按图1所示的技术方案的工艺流程实施

实施例1：尺寸为200×150×15的铁镍合金4J32工件，经除油活化后浸入到152℃～156℃的槽液中恒温氧化2.5～3小时，溶液配方为：氢氧化钠550g～580g/L，亚硝酸钠220g～250g/L，重铬酸钾10g～20g/L，钼酸钠10g～15g/L，磷酸三钠45g～50g/L。工件取出后洗净、吹干、封闭，工件表面染黑膜层均匀、致密，无疵点。按GJB5023.1-2003标准，用Lambd950型紫外/可见/近红外分光光度计检测，在可见光谱范围内，膜层光谱反射率<3％，满足使用要求。

实施例2：尺寸为Φ200×300的铁镍合金4J45工件三件，分三次放入158℃～162℃的槽液中恒温氧化，氧化时间1～1.5小时，第一件出槽后立即放入第二件，第二件出槽后立即放入第三件；工件出入槽过程保持槽液温度不变，每件氧化时间不变；溶液配方，氢氧化钠620g～650g/L，亚硝酸钠150g～180g/L，重铬酸钾40g～50g/L，钼酸钠25g～30g/L。工件取出后洗净、吹干、封闭，三件工件氧化膜层颜色一致，内外表面膜层均匀、致密，无疵点。按GJB5023.1-2003标准，用Lambd950型紫外/可见/近红外分光光度计检测，在可见光光谱范围内，膜层光谱反射率全部<3％，满足使用要求。

Claims (1)

1.光学仪器用铁镍合金恒温化学氧化染黑的一种工艺方法，其特征在于：

第一，选择作业槽和挂具

选择的原则是，本发明采用的工艺配方材料对作业槽和挂具没腐蚀或腐蚀轻微，且腐蚀产物不影响染黑膜层质量，经实际试验考验采用成本低廉的普通钢质材料；

第二，槽液成分和配制

a、槽液成分：

氢氧化钠550～650g/L，亚硝酸钠150～250g/L，重铬酸钾10～50g/L，钼酸钠10～30g/L，磷酸三钠0～50g/L；

b、槽液的配制

首先用少量自来水将上述各材料分别溶解，接着将溶解后的材料混合在一起，然后用自来水将槽液补充到计算量的体积；

第三，槽液升温

首先将槽液温度由室温升到120℃～130℃恒温30min，然后将温度再升温，设定在152℃～162℃；

第四，氧化作业

首先，将工件进行常规除油整理至工件表面被水100％润湿；接着，进行常规活化处理至工件表面均匀一致、呈金属本色；

然后，工件上挂具，悬挂在槽液中氧化1～3h；

第五，工件清洗、封闭处理

从作业槽中取出工件，首先用自来水冲洗，接着用去离子水冲洗，然后用压缩空气吹干，对工件进行封闭处理是将吹干后的工件浸入到稀释后的丙烯酸或其它清漆稀溶液中1～3min，最后离心烘干。

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