CN103589990A - 一种复合发黑处理的新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合发黑处理的新工艺，包括短时渗氮和氧化发黑的步骤。本发明所采用的短时渗氮与氧化发黑相结合的新工艺，能够在零件表面形成Fe₃N和Fe₃O₄双相层，具有耐蚀、耐磨、色泽美观、经久耐用、适用性广的优点。

Description

一种复合发黑处理的新工艺

技术领域

本发明属于金属表面化学处理技术领域，具体地说，是关于一种复合发黑处理的新工艺。

背景技术

普通发黑技术主要流程为：去油→酸洗→发黑→皂化→浸油。其主要使用的化学原料为NaOH、NaNO₂和Na₃PO₄，并将这三种化学原料在145℃对零件表面生成Fe₃O₄钝化膜，使其起到美观防蚀作用。然而，该方法存在如下缺陷：（1）对有些材料不能进行发黑处理，例如球墨铸铁等；（2）对有些材料发黑质量欠佳，例如零件出现发红有花斑色；（3）经过酸洗零件易产生氢脆Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑。因此，有必要对现有的发黑技术进行改进，使其克服上述缺陷。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本申请的发明人对现有的发黑工艺进行了改进，采用了新颖的短时渗氮与氧化发黑相结合的新技术，经本发明的工艺处理后的零件能够达到色泽美观、耐蚀、变形小的优点。

因此，本发明的目的在于提供一种复合发黑处理的新工艺。

为了达到上述目的，本发明由以下技术方案实现：

一种复合发黑处理的新工艺，包括短时渗氮和氧化发黑的步骤。

根据本发明，所述复合发黑处理的新工艺包括如下步骤：第一次清洗→预热→短时渗氮→氧化发黑→第二次清洗→浸油。

根据本发明，所述第一次清洗为将零件置于渗氮清洗液中进行清洗。

根据本发明，所述预热为将零件在365-375℃下预热18-22min。

根据本发明，所述短时渗氮为将零件在520-570℃下置于渗氮盐浴中进行短时渗氮处理30-35min。

根据本发明，所述渗氮盐包括Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、(NH₂)₂CO以及K₂S。

根据本发明，所述氧化发黑为将零件在370-375℃下置于氧化盐浴中氧化20-25min。

根据本发明，所述氧化盐包括NaOH。

根据本发明，所述第二次清洗为将零件置于水中清洗。

根据本发明，所述浸油为将零件浸于防锈油中。

有益效果：本发明结合了短时渗氮和氧化发黑技术，与现有的发黑技术相比，具有相容性好、色泽美观、经久耐用和适用性广的优点，发黑质量好，零件无发红和花斑色，对球墨铸铁等材料也能处理，与普通渗氮技术相比，具有渗层浅、时间短、变形微的特点，起到耐磨和耐蚀的作用，能够在零件表面形成Fe₃N和Fe₃O₄双相层，不产生氢脆，特别适用于精密耐磨及要求一定表面美观质量的零件。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

以下实施例中使用的渗氮盐和氧化盐购自山东安丘市九星热处理材料有限公司，所述渗氮盐的主要成分为Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、(NH₂)₂CO以及微量K₂S，所述氧化盐的主要成分为NaOH。所述渗氮清洗液购自上海浦闸物资公司。

本发明的复合发黑处理的新工艺包括如下步骤：第一次清洗→预热→短时渗氮→氧化发黑→第二次清洗→浸油。将待处理的零件置于渗氮清洗液清洗后在365-375℃下预热18-22min。然后将零件在520-570℃下置于渗氮盐浴中进行短时渗氮处理30-35min，所述渗氮盐的主要成分为Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、(NH₂)₂CO以及微量K₂S。再将零件在365-375℃下置于氧化盐浴中氧化20-25min，所述氧化盐的主要成分为NaOH。最后将零件置于水中清洗后浸于防锈油中。

以典型材料45^#钢和40Cr为例，对经本发明的工艺处理后的零件的表面色泽、致密度及硬度性能进行检测，结果如下：

表面色泽：黑亮，不发红、无花斑；

致密度：经10%CuSO₄溶液滴定，无红色铜析出，说明渗层致密完整；

硬度：超过500HV。

本发明的复合发黑处理的新工艺使零件首先在氮化盐中进行了短时氮化，即生成Fe₃N，起到了耐蚀和耐磨的作用，然后再进行氧化时又生成Fe₃O₄，具有双重耐蚀的作用，并且整个过程没有H₂产生，所以减少了氢脆的可能性，成膜机理反应如下：2Fe+O₂→2FeO；4CNO^-→CO₃ ^2-+2CN^-+CO+2[N]；6FeO+2[N]→2Fe₃N+3O₂；FeO+强氧化剂→Fe₃O₄。因此，本发明所采用的短时渗氮与氧化发黑相结合的新工艺，能够在零件表面形成Fe₃N和Fe₃O₄双相层，具有耐蚀、耐磨、色泽美观、经久耐用、适用性广的优点。

Claims (10)

1.一种复合发黑处理的新工艺，其特征在于，包括短时渗氮和氧化发黑的步骤。

2.如权利要求1所述的复合发黑处理的新工艺，其特征在于，包括如下步骤：第一次清洗→预热→短时渗氮→氧化发黑→第二次清洗→浸油。

3.如权利要求2所述的复合发黑处理的新工艺，其特征在于，所述第一次清洗为将零件置于渗氮清洗液中进行清洗。

4.如权利要求2所述的复合发黑处理的新工艺，其特征在于，所述预热为将零件在365-375℃下预热18-22min。

5.如权利要求2所述的复合发黑处理的新工艺，其特征在于，所述短时渗氮为将零件在520-570℃下置于渗氮盐浴中进行短时渗氮处理30-35min。

6.如权利要求5所述的复合发黑处理的新工艺，其特征在于，所述渗氮盐包括Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、(NH₂)₂CO以及K₂S。

7.如权利要求2所述的复合发黑处理的新工艺，其特征在于，所述氧化发黑为将零件在370-375℃下置于氧化盐浴中氧化20-25min。

8.如权利要求7所述的复合发黑处理的新工艺，其特征在于，所述氧化盐包括NaOH。

9.如权利要求2所述的复合发黑处理的新工艺，其特征在于，所述第二次清洗为将零件置于水中清洗。

10.如权利要求2所述的复合发黑处理的新工艺，其特征在于，所述浸油为将零件浸于防锈油中。