CN106835104B - 一种不锈钢的发黑处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于不锈钢加工技术领域，尤其是一种不锈钢的发黑处理方法，具体方法如下：（1）除油处理；（2）除锈处理；（3）发黑处理。本发明工艺简单，操作方便，适于大规模推广，处理后的不锈钢表面乌黑光亮均匀、无泛彩，耐磨性、耐酸碱腐蚀性、耐锈性均有显著提高；在进行发黑处理前，依次使用本发明的方法进行除油和除锈处理，为后续的发黑处理奠定良好基础，有效提高发黑膜在不锈钢表面厚度均匀，增强发黑膜与基体结合性；将不锈钢投入本发明的发黑剂中，并进行变温处理，有效促进发黑膜的快速形成，显著提高发黑膜的质量。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢加工技术领域，尤其是一种不锈钢的发黑处理方法。
背景技术
不锈钢因其具有一定的耐蚀性，被广泛应用在五金、航空航天、汽车和电子通信等领域，但是当环境介质中存在氯离子等侵蚀性阴离子时，不锈钢会发生严重的局部腐蚀，使不锈钢的应用受到一定的限制，而且传统工艺的氧化膜黑度不够或易出现彩色，不能满足光学仪器消光的要求；因此，发明一种能有效解决以上问题的不锈钢加工方法是目前亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种不锈钢的发黑处理方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种不锈钢的发黑处理方法，具体方法如下：
（1）除油处理
将不锈钢投入由重量比为1:2.3~2.5的烯丙醇和环氧丙烷制成的除油水溶液中超声处理240~260s，处理温度为14~15℃，保温静置340~360s，以1.3~1.5℃/min的升温速度升温至20~21℃超声处理120~130s，用去离子水清洗2~3遍，得除油不锈钢；
（2）除锈处理
将除油不锈钢先投入温度为36~38℃的硫酸溶液中浸泡310~330s，用去离子水清洗2~3遍，然后投入温度为42~44℃的氢氧化钠溶液中浸泡280~300s，用去离子水清洗2~3遍，用砂磨机打磨44~48s，用去离子水清洗2~3遍，得除锈不锈钢；
（3）发黑处理
将除锈不锈钢投入盛有发黑剂的发黑槽中，以0.8~0.9℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到41~43℃，恒温浸泡360~380s，以1.2~1.3℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到53~55℃，恒温浸泡230~250s，用去离子水清洗3~4遍，干燥，得发黑不锈钢；
所述的发黑剂，由以下重量份的原料制成：酒石酸钠24~26份、磺基水杨酸17~19份、硫酸氢钾4.5~4.9份、醋酸铒2.1~2.3份、硫酸镥2.5~2.7份、木质素磺酸钠1.3~1.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8~0.9份、去离子水860~880份。
作为发明进一步的方案：步骤（1）所述的除油水溶液的质量分数为13%~14%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的硫酸溶液的质量分数为25%~27%，所述的氢氧化钠溶液的质量分数为31%~33%。
作为发明进一步的方案：所述的去离子水的温度为6~8℃。
本发明的有益效果：本发明提供的一种不锈钢的发黑处理方法，工艺简单，操作方便，适于大规模推广，处理后的不锈钢表面乌黑光亮均匀、无泛彩，耐磨性、耐酸碱腐蚀性、耐锈性均有显著提高；在进行发黑处理前，依次使用本发明的方法进行除油和除锈处理，为后续的发黑处理奠定良好基础，有效提高发黑膜在不锈钢表面厚度均匀，增强发黑膜与基体结合性；将不锈钢投入本发明的发黑剂中，并进行变温处理，有效促进发黑膜的快速形成，显著提高发黑膜的质量。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
本发明实施例中，一种不锈钢的发黑处理方法，具体方法如下：
（1）除油处理
将不锈钢投入由重量比为1:2.3的烯丙醇和环氧丙烷制成的除油水溶液中超声处理240s，处理温度为14℃，保温静置340s，以1.3℃/min的升温速度升温至20℃超声处理120s，用去离子水清洗2~3遍，得除油不锈钢；
（2）除锈处理
将除油不锈钢先投入温度为36℃的硫酸溶液中浸泡310s，用去离子水清洗2~3遍，然后投入温度为42℃的氢氧化钠溶液中浸泡280~300s，用去离子水清洗2~3遍，用砂磨机打磨44s，用去离子水清洗2~3遍，得除锈不锈钢；
（3）发黑处理
将除锈不锈钢投入盛有发黑剂的发黑槽中，以0.8℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到41℃，恒温浸泡360s，以1.2℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到53℃，恒温浸泡230s，用去离子水清洗3~4遍，干燥，得发黑不锈钢；
所述的发黑剂，由以下重量份的原料制成：酒石酸钠24份、磺基水杨酸17份、硫酸氢钾4.5份、醋酸铒2.1份、硫酸镥2.5份、木质素磺酸钠1.3份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8份、去离子水860份。
作为发明进一步的方案：步骤（1）所述的除油水溶液的质量分数为13%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的硫酸溶液的质量分数为25%，所述的氢氧化钠溶液的质量分数为31%。
作为发明进一步的方案：所述的去离子水的温度为6℃。
实施例2
本发明实施例中，一种不锈钢的发黑处理方法，具体方法如下：
（1）除油处理
将不锈钢投入由重量比为1:2.4的烯丙醇和环氧丙烷制成的除油水溶液中超声处理250s，处理温度为14.5℃，保温静置350s，以1.4℃/min的升温速度升温至20.5℃超声处理125s，用去离子水清洗2~3遍，得除油不锈钢；
（2）除锈处理
将除油不锈钢先投入温度为37℃的硫酸溶液中浸泡320s，用去离子水清洗2~3遍，然后投入温度为43℃的氢氧化钠溶液中浸泡290s，用去离子水清洗2~3遍，用砂磨机打磨46s，用去离子水清洗2~3遍，得除锈不锈钢；
（3）发黑处理
将除锈不锈钢投入盛有发黑剂的发黑槽中，以0.85℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到42℃，恒温浸泡370s，以1.25℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到54℃，恒温浸泡240s，用去离子水清洗3~4遍，干燥，得发黑不锈钢；
所述的发黑剂，由以下重量份的原料制成：酒石酸钠25份、磺基水杨酸18份、硫酸氢钾4.7份、醋酸铒2.2份、硫酸镥2.6份、木质素磺酸钠1.4份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.85份、去离子水870份。
作为发明进一步的方案：步骤（1）所述的除油水溶液的质量分数为13.5%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的硫酸溶液的质量分数为26%，所述的氢氧化钠溶液的质量分数为32%。
作为发明进一步的方案：所述的去离子水的温度为7℃。
实施例3
本发明实施例中，一种不锈钢的发黑处理方法，具体方法如下：
（1）除油处理
将不锈钢投入由重量比为1:2.5的烯丙醇和环氧丙烷制成的除油水溶液中超声处理260s，处理温度为15℃，保温静置360s，以1.5℃/min的升温速度升温至21℃超声处理130s，用去离子水清洗2~3遍，得除油不锈钢；
（2）除锈处理
将除油不锈钢先投入温度为38℃的硫酸溶液中浸泡330s，用去离子水清洗2~3遍，然后投入温度为44℃的氢氧化钠溶液中浸泡300s，用去离子水清洗2~3遍，用砂磨机打磨48s，用去离子水清洗2~3遍，得除锈不锈钢；
（3）发黑处理
将除锈不锈钢投入盛有发黑剂的发黑槽中，以0.9℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到43℃，恒温浸泡380s，以1.3℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到55℃，恒温浸泡250s，用去离子水清洗3~4遍，干燥，得发黑不锈钢；
所述的发黑剂，由以下重量份的原料制成：酒石酸钠26份、磺基水杨酸19份、硫酸氢钾4.9份、醋酸铒2.3份、硫酸镥2.7份、木质素磺酸钠1.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.9份、去离子水880份。
作为发明进一步的方案：步骤（1）所述的除油水溶液的质量分数为14%。
作为发明进一步的方案：步骤（2）所述的硫酸溶液的质量分数为27%，所述的氢氧化钠溶液的质量分数为33%。
作为发明进一步的方案：所述的去离子水的温度为8℃。
使用本实施例的发黑处理方法与对比例不锈钢的普通发黑处理方法对形状、材质相同的不锈钢进行发黑处理，发黑处理后对其进行性能测试（耐磨性测试使用NOS-ISO壹型磨耗试验机，测试符合Q/OJS0001-1995 标准），性能测试对比结果如下表：
表1 实施例和对比例的性能测试对比结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 | |
| 外观 | 乌黑光亮均匀，无泛彩 | 乌黑光亮均匀，无泛彩 | 乌黑光亮均匀，无泛彩 | 浅黑色泽不均，有泛彩 |
| 耐磨性（次） | 641 | 641 | 643 | 339 |
| 14%硫酸溶液点滴，出现基底时间（min） | 43.1 | 43.3 | 43.7 | 5.8 |
| 15%氢氧化钠溶液点滴，出现基底时间（min） | 45.2 | 45.4 | 45.5 | 6.1 |
| 10%氯化钠溶液点滴，出锈时间（h） | 54.8 | 54.9 | 53.2 | 6.7 |
从表1可以看出，本发明的发黑处理方法能够有效提升不锈钢的外观、耐磨性、耐酸碱腐蚀性和耐锈性，显著提高不锈钢的性能。
Claims (3)
1.一种不锈钢的发黑处理方法，其特征在于，具体方法如下：
（1）除油处理
将不锈钢投入由重量比为1:2.3~2.5的烯丙醇和环氧丙烷制成的除油水溶液中超声处理240~260s，处理温度为14~15℃，保温静置340~360s，以1.3~1.5℃/min的升温速度升温至20~21℃超声处理120~130s，用去离子水清洗2~3遍，得除油不锈钢；
所述的除油水溶液的质量分数为13%~14%；
（2）除锈处理
将除油不锈钢先投入温度为36~38℃的硫酸溶液中浸泡310~330s，用去离子水清洗2~3遍，然后投入温度为42~44℃的氢氧化钠溶液中浸泡280~300s，用去离子水清洗2~3遍，用砂磨机打磨44~48s，用去离子水清洗2~3遍，得除锈不锈钢；
（3）发黑处理
将除锈不锈钢投入盛有发黑剂的发黑槽中，以0.8~0.9℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到41~43℃，恒温浸泡360~380s，以1.2~1.3℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到53~55℃，恒温浸泡230~250s，用去离子水清洗3~4遍，干燥，得发黑不锈钢；
所述的发黑剂，由以下重量份的原料制成：酒石酸钠24~26份、磺基水杨酸17~19份、硫酸氢钾4.5~4.9份、醋酸铒2.1~2.3份、硫酸镥2.5~2.7份、木质素磺酸钠1.3~1.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8~0.9份、去离子水860~880份。
2.根据权利要求1所述的不锈钢的发黑处理方法，其特征在于，步骤（2）所述的硫酸溶液的质量分数为25%~27%，所述的氢氧化钠溶液的质量分数为31%~33%。
3.根据权利要求1所述的不锈钢的发黑处理方法，其特征在于，所述的去离子水的温度为6~8℃。
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