CN109306484A - 一种金属零部件的表面处理工艺 - Google Patents

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Abstract

一种金属零部件的表面处理工艺，先在槽内放置支撑物，再配制与熟化发蓝液，然后将预热后的零件搁置在支撑物上进行发蓝处理，入槽时的发蓝液温度为预定发蓝温度的最高值，发蓝结束后，将零件缓慢出槽，并冲洗零件表面，然后将零件转入清水槽中并将其表面上的碱性发蓝液清洗干净。本发明不仅结构简单、操作简易，而且有利于金属零部件上优质发蓝膜的形成。

Description

一种金属零部件的表面处理工艺
技术领域
本发明涉及一种金属零部件的表面处理工艺，具体适用于长度超过两米以上的金属零部件的高温发蓝。
背景技术
发蓝是指将钢在空气中加热或直接浸于浓氧化性溶液中，使其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术，也称发黑。钢铁零件的发蓝可在亚硝酸钠和硝酸钠的熔融盐中进行，也可在高温热空气及500℃以上的过热蒸汽中进行，更常用的是在加有亚硝酸钠的浓苛性钠中加热。发蓝时的溶液成分、反应温度和时间依钢铁基体的成分而定。发蓝膜的成分为磁性氧化铁，厚度为0.5–1.5微米，颜色与材料成分和工艺条件有关，有灰黑、深黑、亮蓝等。现有发蓝工艺的适用范围较窄，只适用于热作模具钢，而且只适用于普通尺寸的热作模具钢零件，没有考虑到较大尺寸零件，如长度为两米以上的零件与普通零件的发蓝区别，从而使得用该方法发蓝后的金属零部件的发蓝质量较差，发蓝膜较脆、厚度不均匀，在使用过程中容易出现碱蚀现象，进而破坏发蓝层、毁坏零件。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的金属零部件的发蓝质量较差、易出现碱蚀现象的缺陷与问题，提供一种金属零部件的发蓝质量较好、不易出现碱蚀现象的金属零部件的表面处理工艺。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种金属零部件的表面处理工艺，依次包括放置支撑物、配制发蓝液、高温发蓝、零件出槽与后续处理步骤：
第一步：放置支撑物：先在发蓝槽的底部放置支撑物，该支撑物为一端高一端低结构，其低端、高端之间的连线与发蓝槽底部的倾角大于等于10度，低端与发蓝槽底部的间隔距离大于等于10cm，且支撑物上与金属零部件相接触的接触面为圆弧形；
第二步：配制发蓝液：先根据需要发蓝的金属零部件的原材料确定预定发蓝温度与预定发蓝时间，然后在发蓝槽中配制发蓝液，该发蓝液中氢氧化钠的浓度为600–700g/l，亚硝酸钠的浓度为150–200g/l，配制后再将一些废零件放入该发蓝液中进行反复发蓝以使该发蓝液熟化；
第三步：高温发蓝：先将需要发蓝的金属零部件除油、除锈清洗干净，然后将干净的金属零部件放入热水中进行预热，热水的温度为80–100℃，预热时间为5–15分钟，再将预热后的金属零部件搁置在发蓝槽中的支撑物上，放入时发蓝槽中发蓝液的温度为该金属零部件的预定发蓝温度的最高值，然后进行发蓝处理，发蓝时间为预定发蓝时间；
第四步：金属零部件出槽：发蓝处理结束后，将金属零部件从发蓝槽中取出，取出速度应小于50mm/秒，同时，用至少三个水头同时冲洗零件表面，保持工件表面润湿以防碱性发蓝液干燥在发蓝面上，水头的冲洗角度为20度–90度，若水头为固定水头，则其冲洗零件表面范围不超过500×500mm，若水头为可摆动水头，则其冲洗零件表面范围不超过2000mm×500mm，当零件完全出槽后，再将零件转入清水槽中并将其表面上的碱性发蓝液清洗干净；
第五步：后续处理：先将清洗干净的金属零部件搁置在垫有包布的木枕上以防碰伤发蓝膜，然后对金属零部件进行检验，检验合格后涂油。
所述根据需要发蓝的金属零部件的原材料确定预定发蓝温度与预定发蓝时间是指：
当原材料为铸铁时，金属零部件的预定发蓝温度为135–138℃，预定发蓝时间为90–120分钟；
当原材料为含碳量大于0.7％的碳钢时，金属零部件的预定发蓝温度为138–140℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为含碳量0.4％–0.7％的碳钢时，金属零部件的预定发蓝温度为138–142℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为含碳量小于0.4％的碳钢时，金属零部件的预定发蓝温度为140–145℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为合金钢时，金属零部件的预定发蓝温度为140–145℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为高速钢时，金属零部件的预定发蓝温度为135–138℃，预定发蓝时间为分级发蓝，每次30分钟。
所述第三步中热水的温度为90℃，预热时间为10分钟。
所述第三步高温发蓝的过程中发蓝液的温度波动小于等于5℃。
所述第二步配制发蓝液或第三步高温发蓝中，当发蓝液中碱浓度偏低且影响发蓝温度时，添加氢氧化钠以提高发蓝液的温度，每升溶液中添加10克氢氧化钠可提高溶液温度1℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种金属零部件的表面处理工艺中，在发蓝槽的底部设置有支撑物，该支撑物为一端高一端低结构，可以有效避免零件与发蓝槽底部的沉淀物相接触，从而确保零件的整个结构都能进行充分的发蓝处理；支撑物的制造材料一般选为铁，杜绝铜、铝等在强碱中容易溶解的材料，从而保证支撑物在发蓝液中的牢固性，而且支撑物上与零件的接触面为圆弧形，无锐角，不仅可以确保零件搁置在支撑物上的稳定性，而且有利于发蓝过程中零件在支撑物上的翻转，即翻转操作较简易，且不损害零件表面以及发蓝膜。因此，本发明不仅有利于金属零部件发蓝的进行、有利于优质发蓝膜的形成，而且结构简单、操作简易。
2、本发明一种金属零部件的表面处理工艺中，在配制好发蓝液后通过将一些废零件放入该发蓝液中进行反复发蓝的方法对发蓝液进行了熟化处理，从而使发蓝液中含有了少量的铁，这可使发蓝膜更加致密与牢固；而且，发蓝液中氢氧化钠的浓度为600–700g/l，亚硝酸钠的浓度为150–200g/l，浓度比例适当，既有利于提高氧化速度，促进发蓝膜的形成，又不会由于浓度太高而破坏发蓝膜，因而使得形成的发蓝膜层致密且牢固。因此，本发明有利于金属零部件上优质发蓝膜的形成，形成的发蓝膜更加致密与牢固。
3、本发明一种金属零部件的表面处理工艺中，在进行高温发蓝时，增加了两个控制要素，一个是对长大件进行预热，另一个是将金属零部件放入发蓝槽时，发蓝液的温度为预定发蓝温度的最高值，有效避免了低于预定发蓝温度和温度波动超过5度，不影响发蓝膜的质量，该种设计有利于发蓝过程的匀速进行，从而确保形成的发蓝膜均匀、致密，具有较好的抗碱蚀能力。因此本发明形成的发蓝膜较均匀、致密，抗碱蚀能力较强。
具体实施方式
以下结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种金属零部件的表面处理工艺，依次包括放置支撑物、配制发蓝液、高温发蓝、零件出槽与后续处理步骤：
第一步：放置支撑物：先在发蓝槽的底部放置支撑物，该支撑物为一端高一端低结构，其低端、高端之间的连线与发蓝槽底部的倾角大于等于10度，低端与发蓝槽底部的间隔距离大于等于10cm，且支撑物上与金属零部件相接触的接触面为圆弧形；
第二步：配制发蓝液：先根据需要发蓝的金属零部件的原材料确定预定发蓝温度与预定发蓝时间，然后在发蓝槽中配制发蓝液，该发蓝液中氢氧化钠的浓度为600–700g/l，亚硝酸钠的浓度为150–200g/l，配制后再将一些废零件放入该发蓝液中进行反复发蓝以使该发蓝液熟化；
第三步：高温发蓝：先将需要发蓝的金属零部件除油、除锈清洗干净，然后将干净的金属零部件放入热水中进行预热，热水的温度为80–100℃，预热时间为5–15分钟，再将预热后的金属零部件搁置在发蓝槽中的支撑物上，放入时发蓝槽中发蓝液的温度为该金属零部件的预定发蓝温度的最高值，然后进行发蓝处理，发蓝时间为预定发蓝时间；
第四步：金属零部件出槽：发蓝处理结束后，将金属零部件从发蓝槽中取出，取出速度应小于50mm/秒，同时，用至少三个水头同时冲洗零件表面，保持工件表面润湿以防碱性发蓝液干燥在发蓝面上，水头的冲洗角度为20度–90度，若水头为固定水头，则其冲洗零件表面范围不超过500×500mm，若水头为可摆动水头，则其冲洗零件表面范围不超过2000mm×500mm，当零件完全出槽后，再将零件转入清水槽中并将其表面上的碱性发蓝液清洗干净；
第五步：后续处理：先将清洗干净后的金属零部件搁置在垫有包布的木枕上以防碰伤发蓝膜，然后对金属零部件进行检验，检验合格后涂油。
所述根据需要发蓝的金属零部件的原材料确定预定发蓝温度与预定发蓝时间是指：
当原材料为铸铁时，金属零部件的预定发蓝温度为135–138℃，预定发蓝时间为90–120分钟；
当原材料为含碳量大于0.7％的碳钢时，金属零部件的预定发蓝温度为138–140℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为含碳量0.4％–0.7％的碳钢时，金属零部件的预定发蓝温度为138–142℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为含碳量小于0.4％的碳钢时，金属零部件的预定发蓝温度为140–145℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为合金钢时，金属零部件的预定发蓝温度为140–145℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为高速钢时，金属零部件的预定发蓝温度为135–138℃，预定发蓝时间为分级发蓝，每次30分钟。
所述第三步中热水的温度为90℃，预热时间为10分钟。
所述第三步高温发蓝的过程中发蓝液的温度波动小于等于5℃。
所述第二步配制发蓝液或第三步高温发蓝中，当发蓝液中碱浓度偏低且影响发蓝温度时，添加氢氧化钠以提高发蓝液的温度，每升溶液中添加10克氢氧化钠可提高溶液温度1℃。
实施例1：
零件名称：同步轴，零件材料：40Cr，外形尺寸：Φ220×6390mm。
一种金属零部件的表面处理工艺，依次包括放置支撑物、配制发蓝液、高温发蓝、零件出槽与后续处理步骤：
第一步：放置支撑物：先在发蓝槽的底部放置支撑物，该支撑物为一端高一端低结构，其低端、高端之间的连线与发蓝槽底部的倾角为10度，低端与发蓝槽底部的间隔距离为10cm，且支撑物上与金属零部件相接触的接触面为圆弧形；
第二步：配制发蓝液：先根据需要发蓝的金属零部件的原材料确定预定发蓝温度与预定发蓝时间，即预定发蓝温度为140–145℃，预定发蓝时间为60–90分钟，然后在发蓝槽中配制发蓝液，该发蓝液中氢氧化钠的浓度为650g/l，亚硝酸钠的浓度为180g/l，配制后再将一些废零件放入该发蓝液中进行反复发蓝以使该发蓝液熟化；
第三步：高温发蓝：先将需要发蓝的金属零部件除油、除锈清洗干净，然后将干净的金属零部件放入热水中进行预热，热水的温度为90℃，预热时间为10分钟，再将预热后的金属零部件搁置在发蓝槽中的支撑物上，放入时发蓝槽中发蓝液的温度为该金属零部件的预定发蓝温度的最高值，即145℃，然后进行发蓝处理，发蓝时间为预定发蓝时间60–90分钟；
第四步：金属零部件出槽：85分钟后，发蓝处理结束，将金属零部件从发蓝槽中取出，取出速度为40mm/秒，同时，用十二个固定水头同时冲洗零件表面，保持工件表面润湿以防碱性发蓝液干燥在发蓝面上，水头的冲洗角度为45度，水头冲洗零件的表面范围不超过500×500mm，当零件完全出槽后，再将零件转入清水槽中并将其表面上的碱性发蓝液清洗干净；
第五步：后续处理：先将清洗干净后的金属零部件搁置在垫有包布的木枕上以防碰伤发蓝膜，然后对金属零部件进行检验，检验合格后在金属零部件上涂上防锈油。

Claims (5)

1.一种金属零部件的表面处理工艺，依次包括放置支撑物、配制发蓝液、高温发蓝、零件出槽与后续处理步骤，其特征在于：
第一步：放置支撑物：先在发蓝槽的底部放置支撑物，该支撑物为一端高一端低结构，其低端、高端之间的连线与发蓝槽底部的倾角大于等于10度，低端与发蓝槽底部的间隔距离大于等于10cm，且支撑物上与金属零部件相接触的接触面为圆弧形；
第二步：配制发蓝液：先根据需要发蓝的金属零部件的原材料确定预定发蓝温度与预定发蓝时间，然后在发蓝槽中配制发蓝液，该发蓝液中氢氧化钠的浓度为600–700g/l，亚硝酸钠的浓度为150–200g/l，配制后再将一些废零件放入该发蓝液中进行反复发蓝以使该发蓝液熟化；
第三步：高温发蓝：先将需要发蓝的金属零部件除油、除锈清洗干净，然后将干净的金属零部件放入热水中进行预热，热水的温度为80–100℃，预热时间为5–15分钟，再将预热后的金属零部件搁置在发蓝槽中的支撑物上，放入时发蓝槽中发蓝液的温度为该金属零部件的预定发蓝温度的最高值，然后进行发蓝处理，发蓝时间为预定发蓝时间；
第四步：零件出槽：发蓝处理结束后，将金属零部件从发蓝槽中取出，取出速度应小于50mm/秒，同时，用至少三个水头同时冲洗零件表面，保持工件表面润湿以防碱性发蓝液干燥在发蓝面上，水头的冲洗角度为20度–90度，若水头为固定水头，则其冲洗零件表面范围不超过500×500mm，若水头为可摆动水头，则其冲洗零件表面范围不超过2000mm×500mm，当零件完全出槽后，再将零件转入清水槽中并将其表面上的碱性发蓝液清洗干净；
第五步：后续处理：先将清洗干净的金属零部件搁置在垫有包布的木枕上以防碰伤发蓝膜，然后对金属零部件进行检验，检验合格后涂油。
2.根据权利要求1所述的所述一种金属零部件的表面处理工艺，其特征在于：所述根据需要发蓝的金属零部件的原材料确定预定发蓝温度与预定发蓝时间是指：
当原材料为铸铁时，金属零部件的预定发蓝温度为135–138℃，预定发蓝时间为90–120分钟；
当原材料为含碳量大于0.7％的碳钢时，金属零部件的预定发蓝温度为138–140℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为含碳量0.4％–0.7％的碳钢时，金属零部件的预定发蓝温度为138–142℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为含碳量小于0.4％的碳钢时，金属零部件的预定发蓝温度为140–145℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为合金钢时，金属零部件的预定发蓝温度为140–145℃，预定发蓝时间为60–90分钟；
当原材料为高速钢时，金属零部件的预定发蓝温度为135–138℃，预定发蓝时间为分级发蓝，每次30分钟。
3.根据权利要求1所述的所述一种金属零部件的表面处理工艺，其特征在于：所述第三步中热水的温度为90℃，预热时间为10分钟。
4.根据权利要求1所述的所述一种金属零部件的表面处理工艺，其特征在于：所述第三步高温发蓝的过程中发蓝液的温度波动小于等于5℃。
5.根据权利要求1所述的所述一种金属零部件的表面处理工艺，其特征在于：所述第二步配制发蓝液或第三步高温发蓝中，当发蓝液中碱浓度偏低且影响发蓝温度时，应添加氢氧化钠以提高发蓝液的温度，氢氧化钠的添加量由需要提高的温度而定，每升溶液中添加10克氢氧化钠可提高溶液温度1℃。
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CN113953781A (zh) * 2021-11-30 2022-01-21 泰山石膏有限公司 保护层垫块及其生产工艺与设备
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