钢铁件碱性发蓝工艺

钢件发蓝工艺和经验介绍钢件发蓝：也叫钢件发黑。

是钢铁零件在强碱性或酸性溶液中，发生化学反应而使基材表面生成一层四氧化三铁保护膜。

常用的工艺有：碱性高温发蓝、酸性发蓝等高温碱性发蓝配方：NaOH:NaNO2=3:1(NaOH=550-650g/L,NaNO2=200-250g/L)温度140±5℃，时间30-120mins不等。

工艺流程：化学除油—电解除油—盐酸活化—钢件发蓝—封闭—晾干—包装盐酸：150-250ml/L,活化时间10-20S。

一般碳钢发蓝温度135度，时间30分钟即可发黑。

比如45#和A3钢合金钢和高强度合金钢发蓝温度140-145度，时间60-120分钟碳钢和一般合金钢发蓝膜颜色为蓝黑色。

高强度合金钢，Cr含量高的膜层颜色一般为褐黑色、棕褐黑等颜色发蓝液配制：槽子为316不锈钢材质，至少0.3mm以上的厚度。

配制药水时先加3/4的水，再加片碱和亚硝酸钠。

或片碱用篮筐浸泡在水里自己溶解比较安全。

搅拌时不可用空管子，以防药水溶解放热时窜出来喷到面部或头部。

发蓝液用久了表面会覆盖大量的泡沫等赃物，底部会有大量的沉淀。

有的产品表面上有难以去除的红色等挂灰。

这时需要加丙三醇（甘油）进行清理维护，沉淀也需要定期翻槽进行清理。

如何判断NaOH和NaNO2的添加比例?1、根据沸点判断：沸点高了说明片碱多了，反之，片碱少了2、根据溶液颜色判断：溶液颜色呈现灰褐色为正常。

发红说明NaNO2多了3、根据溶液粘度判断：溶液很粘手，有点像糖浆一样比较稠说明片碱多了4、根据发蓝膜层判断：发蓝膜不均匀，说明片碱少了。

去除挂灰的方法：硫酸+铬酐（常温）上下拉动浸泡2-3分钟，清洗干净后重新发蓝几分钟。

普通钢铁件一般不存在挂灰现象的。

发蓝膜层厚度一般只有0.5-1.5um。

所以不改变零部件的Ra和精密尺寸发蓝膜的退膜可在250ml/L左右的盐酸中退除。

精密尺寸和高光泽度的不可以。

以上是临时写的经验谈，后面遇到问题，在具体情况具体分析。

发蓝表面处理工艺一、引言发蓝表面处理工艺是一种常见的金属表面处理技术，它可以使金属表面呈现出一种美丽的蓝色，同时还能提高金属的耐腐蚀性和硬度。

本文将从工艺原理、工艺流程、应用领域等方面进行介绍。

二、工艺原理发蓝表面处理工艺是一种化学反应，其原理是在金属表面形成一层氧化膜，然后通过控制氧化膜的厚度和颜色来达到发蓝的效果。

具体来说，该工艺是通过将金属件浸泡在含有氧化剂和碱性物质的溶液中，使金属表面形成一层氧化膜，然后通过加热或冷却等方式来控制氧化膜的厚度和颜色。

三、工艺流程发蓝表面处理工艺的工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 清洗：将金属件浸泡在清洗液中，去除表面的油污和杂质。

2. 预处理：将金属件浸泡在酸性溶液中，去除表面的氧化物和锈蚀物。

3. 氧化：将金属件浸泡在含有氧化剂和碱性物质的溶液中，使金属表面形成一层氧化膜。

4. 控制颜色：通过加热或冷却等方式来控制氧化膜的厚度和颜色。

5. 清洗：将金属件浸泡在清洗液中，去除表面的残留物。

6. 封闭：将金属件浸泡在封闭剂中，形成一层保护膜，提高金属的耐腐蚀性和硬度。

四、应用领域发蓝表面处理工艺广泛应用于各种金属制品的表面处理，如汽车零部件、机械零件、手工艺品等。

它不仅可以美化金属表面，还可以提高金属的耐腐蚀性和硬度，延长金属制品的使用寿命。

此外，发蓝表面处理工艺还可以用于制作一些特殊的装饰品，如发蓝钢琴等。

五、结论发蓝表面处理工艺是一种常见的金属表面处理技术，它可以使金属表面呈现出一种美丽的蓝色，同时还能提高金属的耐腐蚀性和硬度。

该工艺的工艺流程主要包括清洗、预处理、氧化、控制颜色、清洗和封闭等步骤。

发蓝表面处理工艺广泛应用于各种金属制品的表面处理和装饰，具有广阔的市场前景。

钢铁表面发黑被广泛应用于各种钢铁制品的防腐及装饰处理。

目前,钢铁发黑主要有高温碱性发黑、常温发黑。

一、高温碱性氧化发黑:高温碱性发黑（又称发蓝）是钢铁最典型的发黑方法,已有几十年的历史,且工艺相对成熟,发黑质量稳定,膜的外观、附着力和耐蚀性为目前各方法中最为理想的。

因此,它仍是目前钢铁发黑的最主要的方法。

这种方法采用NaNO2和NaOH 的浓溶液, 将欲发黑的工件置于此液中, 在140℃左右（视共建材质不同，发黑液温度略有不同，一般高碳钢在138℃，中碳钢在140℃，低碳钢在142℃）煮40min 左右。

X射线衍射分析结果表明,在钢铁件表面形成致密的晶态结构的Fe3O4膜。

该氧化膜与钢铁基体表面接触良好,具有很好的附着力和防腐性能。

高温碱性发黑的机理:高温碱性发黑过程中涉及到的化学反应有多个,首先在高温下发生下列反应2NaNO2= Na2O + N2O3(1)生成的N2O3再和溶液中析出的氢发生反应2N2O3+ 6H2= 4NH3+ 3O2(2)生成的氧会与铁发生下列一系列反应2Fe + O2= 2FeO (3)4Fe + 3O2= 2Fe2O3 (4)3Fe + 2O2= Fe3O4 (5)一般认为,上述反应按哪种方式进行主要取决于溶液中氧的浓度。

氧的浓度高会生成Fe2O3使表面发红。

因此,应适当控制氧化剂的含量,从而得到黑色的晶态Fe3O4膜。

二、钢铁常温发黑技术钢铁常温发黑技术是80 年代中期出现的一种全新的钢铁发黑技术。

该技术的最大特点是钢铁发黑时不需加热, 在5 ～40℃的宽温范围内均可使用。

发黑速度快,一般仅需几分钟,大大降低了能耗,提高了效率。

同时该技术适用于不同的材质,用锻造件和灰口铸铁件做过实验,其效果与普通碳钢件的效果差别不大。

目前大多采用亚硒酸—铜盐体系，发黑膜的主要组成是CuSe和少量的单质Se ,为非晶态组织。

但目前该技术尚有许多不足之处，存在的主要问题有以下几个方面：膜附着力差，容易剥落；由于常温发黑膜为非晶态组织，致密度不高，导致耐蚀性尚不理想；常温发黑液的稳定性较差，,配制好的发黑液放置一段时间后可能发生沉淀；因配方中使用SeO2,对苯二酚,NiCl2,CuSO4等,因此成本相对较高，由于SeO2为高毒物质,故对人体健康和环境不利。

钢铁件碱性发蓝工艺王荣滨【期刊名称】《现代制造工程》【年(卷),期】2001(000)001【摘要】@@ 钢铁件发蓝处理成本低、投资少、见效快、工艺设备简单，在机械制造行业中应用十分广泛。

不同钢种可有不同着色，碳钢、碳工具钢和低合金钢呈黑色或蓝黑色，高速钢为黑褐色或棕褐色，铬钒钢为红棕色或棕黑色。

发蓝处理不当，会产生三大缺陷：花斑、色淡和发红。

1)产生花斑的原因是因槽液中红色胶体悬浮物吸附在零件表面上和零件之间装得太密，使零件之间呈点、线、面接触，因氧化不均匀，形成花斑。

2)产生色淡的主要原因是发蓝槽液浓度低，氧化不充分和出槽温度低。

3)产生发红的主要原因是浓度太高，槽液温度过度，氧化剂含量低。

rnrn 为避免上述缺陷产生，笔者对发蓝工艺进行综合治理，效果显著，经多年生产实践证明，质量十分稳定，合格率达到99.9%。

rn 零件在浓碱(NaOH)和氧化剂(Na2NO2)溶液中加热，钢铁表面受到弱腐蚀作用，铁离子和NaOH及Na2NO2起化学反应，生成致密的Fe3O4氧化膜。

致密的Fe3O4氧化膜颜色随膜层厚度增厚而变化，初显黄色→橙色→红色→紫红色→紫色→蓝色→黑色。

国内发蓝介质多采用：碱＋亚硝酸钠＋磷酸三钠＋黄血盐。

黄血盐是剧毒药品，危害操作者健康，造成环境污染。

笔者经过多年研究，发蓝过程不用附加剂(黄血盐或磷酸三钠)，仅用碱和亚硝酸钠二种成分进行钢铁件发蓝处理。

生产实践证明，获得了很大成功，既降低了生产成本，又有益于操作者健康，避免环境污染，而且保证了产品质量。

新配方为：碱(NaOH):氧化剂(Na2NO2)＝10∶1.5。

碱在发蓝过程中对钢铁表面微腐蚀并析出铁离子，Fe的含量控制在1.5～2.5g/L(溶液)为宜。

当Fe含量过多时产生半透明红褐色薄膜和挂灰，造成发蓝不上；当Fe含量低时生成氧化膜厚，但结构疏松，易剥落擦去。

发蓝槽液中约有60%～70%Fe离子，其中约有30%～40%Fe离子构成氧化膜。

钢铁烤蓝的原理钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。

发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。

但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。

A3钢用碱性发黑好一些。

碱性发黑细分出来，又有一次发黑和两次发黑的区别。

发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。

发黑时所需温度的宽容度较大，大概在135摄氏度到155摄氏度之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短而已。

实际操作中，需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量，以及发黑后的钝化浸油。

发黑质量的好坏往往因这些工序而变化金属“发蓝”药液采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。

黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。

一、碱性氧化法“发蓝”药液1．配方：硝酸钠50～100克氢氧化钠600～700克亚硝酸钠100～200克水1000克2．制法：按配方计量后，在搅拌条件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均匀即可。

3．说明：（1）金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发篮”处理。

（2）金属器件进行“发蓝”处理条件与金属中的含碳量有关，“发蓝”药液温度及金属器件在其中的处理时间可参考下表。

金属中含碳量%工作温度（℃）处理时间（分）开始终止>0.0-300.5-0.0-50<0.4142-145153-15540-60合金钢142-145153-15560-90（3）每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸钠、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量，以便及时补充有关成分。

一般使用半年后就应更换全部溶液。

（4）金属“发蓝”处理后，最好用热肥皂水漂洗数分钟，再用冷水冲洗。

然后,又用热水冲洗，吹于。

二、酸性氧化法“发蓝”药液1．配方：磷酸3～10克硝酸钙80～100克过氧化锰10～15克水1000克2．制法：按配方计量后，在不断搅拌条件下，依次把磷酸、过氧化锰和硝酸钙加入其中，溶解，混合均匀即可。

钢铁发蓝处理一实验目的1．了解钢铁发蓝处理的原理和方法。

2．掌握零件表面化学除锈和除油工艺。

二实验原理将钢铁零件放入含NaOH和NaNO2等药品的浓溶液中，在一定温度范围内使零件表面生成一层很薄（0.5～1.5μm）的蓝黑色氧化膜的过程叫发蓝（发黑）处理。

这层氧化膜组织致密，能牢固地与金属表面结合，而且色泽美观，有较大的弹性和润滑性，能防止金属锈蚀。

因此，在机械工业中得到广泛应用。

氧化膜（磁性Fe3O4）的生成原理，可用反应方程式表示如下：3Fe＋NaNO2＋5NaOH＝3Na2FeO2＋NH3＋H2O6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O＝3Na2Fe2O4＋NH3＋7NaOHNa2FeO2＋Na2Fe2O4＋2H2O＝Fe3O4＋4NaOH三仪器药品1．仪器发蓝槽、烧杯（250cm3；500cm3）、电炉、酒精灯。

2．药品NaOH、NaNO2、K4[Fe(CN)6]、K2Cr2O7、HCl（以上药品均可用工业纯）、肥皂、机油（10号）、3％CuSO4、0.2％H2SO4、0.1％酚酞酒精溶液。

3．材料细铁丝、滤纸。

四实验步骤1．发蓝液的配制按每立方分米溶液中加NaOH 625 g、NaNO2225g和K4[Fe(CN)6]15g配制。

先把NaOH 放入发蓝槽，加少量冷水，并加热至100℃左右，溶解后再放入适量水；再加入NaNO2和K4[Fe(CN)6]，补充水至所需要的量；然后加热至溶液沸腾（约140℃左右）待用。

新配制的溶液为乳白色，使用后颜色会加深。

2．发蓝前零件表面的预处理发蓝件表面必须光洁，不得有油脂、金属氧化物或其它污物，以免在发蓝中生成不均匀、不连续的氧化膜，甚至不生成氧化膜。

因此，发蓝零件表面必须彻底清理，清理包括机械清理、除油和酸洗。

(1)机械清理：零件表面锈迹多时，可用细砂纸仔细擦拭，直至表面光洁。

(2)除油：把工件放入除油液（配方见表1）中20min左右，然后拿出用流动清水冲洗，以除净残碱液。

钢铁零件的表面发黑（发蓝）处理概述
在机械制造企业中，零件在热处理后进行必要的表面处理是不可缺少的工艺流程，发蓝和发黑均是表面氧化处理的方法，它们主要用于碳钢、低合金工具钢和高速工具钢的表面处理。

通常采用的是低温碱性发黑即金属零件在很浓的碱和氧化剂溶液中加热、氧化，使金属表面生成一层带磁性的四氧化三铁薄膜等，能有效阻止内部金属的氧化，该膜的颜色根据钢种的不同有蓝黑色、黑色、红棕色和棕褐色等，组织比较致密，厚度在0.6～0.8μm左右，主要用于一般的机器制造、仪器仪表和日用化工的零部件的表面处理。

对于将钢铁零件在高温下(500～550℃)表面氧化成四氧化三铁，表面呈现天蓝色的表面处理，通常称为发蓝，它主要用于兵器工业、航天等领域，考虑到工艺温度较高，生产效率低，需要专用设备等，因此从某种程度上限制了它的应用范围，本文不作介绍。

发黑和发蓝处理尽管工艺温度、氧化介质等不同，但都同样起到产品防锈和美观的效果，在实际的表面处理工艺的选择上要认真考虑，结合具体的材料、工作要求的使用因素等，采用经济的方法来进行综合思考工艺的应用效果。

零件进行发黑处理的目的：对金属表面起防锈作用；增加金属表面的美观和光泽；消除淬火过程中的应力作用，减小变形等。

考虑到该工艺的成本低、产量高，因此在金属零件的表面处理中得到了较为广泛的应用。

简介：发蓝工艺是一种材料保护技术，其实质是使钢铁表面通过化学反应，生成一种均匀致密、有一定厚度、附着力强、耐蚀性能好的蓝黑色氧化膜，起到美化和保护工件的作用，广泛用于机械零部件和钢带的表面处理实质：用强的氧化剂将钢件表面氧化成致密、光滑的四氧化三铁。

这种四氧化三铁薄层能有效地保护钢件内部不受氧化发蓝处理/发黑处理在高温下（约550℃）氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，故称发蓝处理。

在低温下（约350℃）形成的四氧化三铁呈暗黑色，故称发黑处理。

在兵器制造中，常用的是发蓝处理；在工业生产中，常用的是发黑处理。

主要工艺：热碱发蓝、常温发蓝、石墨流态床发蓝、电阻加热发蓝、铅浴加热发蓝、电磁感应加热发蓝、含氧蒸汽发蓝上述工艺的介绍：热碱发蓝：钢铁在一定浓度的氢氧化钠和亚硝酸钠混合溶液中，通过反应形成氧化膜。

膜的厚度和致密性与氧化时氢氧化钠和亚硝酸钠的浓度、温度及处理时间有关。

其一般工艺流程如下：碱洗除油一流水冲洗一酸洗除锈一流水冲洗一发蓝—流水冲洗一皂化一晾干一浸油。

就热碱发蓝而言，其工艺十分古老且成熟。

现在的研究重点一方面是通过降低碱或亚硝酸盐的浓度，从而达到节约能源、保护设备、减少污染的目的；另一方面是采用二次发蓝工艺来克服发蓝膜产生的某些缺陷常温发蓝常温发蓝过程比较复杂，一般认为在钢铁表面发生氧化还原一沉积反应，叉称溶解一沉积过程。

在酸性条件下，钢铁基体与亚硒酸和铜盐发生氧化还原反应，而钢铁表面的Fe、Cu、与Se发生沉积反应，生成黑色膜。

其一般工艺流程如下：碱洗—除油一溢流漂洗一酸洗除锈一溢流漂洗一发蓝一溢流漂洗一皂化封闭一晾干一上油。

常温发蓝对预处理的要求比较严格，另外常温发蓝液的配方相对比较复杂。

常温发蓝工艺是从20世纪8O年代发展起来的表面处理工艺，从长远看，因其具有成本低、高效、节能、污染小等优点，必将逐渐取代热碱发蓝。

目前的研究热点主要集中在如下几个方面：一一是发蓝机理的研究二是开发新型低毒或无毒的发蓝液。

钢铁部件进行发蓝处理原理
钢铁部件进行发蓝处理原理是通过在钢铁表面形成一层蓝黑色氧化膜来增加部件的耐腐蚀性能。

具体原理如下：
1. 准备工作：将要处理的钢铁部件洗净去除油污和杂质，然后放置在酸性溶液中进行酸洗处理，以去除氧化皮和锈蚀层，确保部件表面干净。

2. 发蓝液准备：制备含有碱金属盐类（如亚碳酸钠、硫酸铜等）的发蓝液。

该发蓝液可通过溶解相应盐类于水中制备，也可以添加有机物（如酒石酸）来调节溶液的pH值和成分。

3. 发放过程：将处理干净的钢铁部件浸泡在发蓝液中，经过适当的时间和温度控制，发蓝液中的金属离子进入钢铁表面。

在发蓝液中，钢铁表面发生化学反应，形成蓝黑色金属氧化物膜。

4. 保护层处理：待发蓝处理完成后，将钢铁部件取出并进行清洗，可以采用洗水或清洁溶剂来去除多余的发蓝液。

除去过程中要注意不得破坏已形成的氧化膜。

5. 保养和维护：将发蓝处理后的钢铁部件进行干燥并上薄层防锈油或其它防护涂料，以增加氧化膜的保护作用，延长钢铁部件的寿命和耐腐蚀性。

通过上述步骤，钢铁部件表面形成了一层致密的蓝黑色金属氧化物膜，该氧化膜具有较好的耐腐蚀性能，可以防止钢铁部件表面的腐蚀物质进一步侵蚀，提高钢铁部件的使用寿命。

碱性发蓝工艺守则一、目的使工件表面形成一层具有黑色均匀而致密的氧化膜，以增加抗蚀性能和美观。

二、零件验收标准：凡来发蓝的零件不得有油渍，碰伤和严重的铁锈，亦不允许有铜(弹簧除外)油污等造成不能发蓝的污物。

三、发蓝工艺流程及配方1、装料：按工件的类型分别装上夹具或放于铁丝篮内，装夹具时同一夹具尽量考虑同一种材料，锈蚀情况也应尽量相同，零件力求避免面接触，遇盲孔零件应使孔口朝下，原则上零件不允许用大桶发蓝。

2、去油A、去油液配方：重油污清洗剂20〜30g/LNa2SiO310~15g/LNaOH20〜30g/LH20余量B、溶液温度：50〜100℃但不能剧烈沸腾。

C、去油时间：10〜20分钟，至油去尽为止。

D、溶液配制方法和步骤(1)、先倒入机械油污清洗剂，然后按配比加水。

(2)、将Na2SiO3,倒入槽内并搅拌均匀。

(3)、将NaOH放入铁丝蓝后挂入槽内。

E、溶液校正(1)、因水分蒸发，故平时应适量加水。

(2)、液面油污应经常捞除。

(3)、去油槽内溶液视去油能力而添加，一般每班按配比添加一次。

尸、入去油槽时，尽量保证有两夹零件同时入去油槽（去油槽更换后，去油槽容量增加，可以同时容纳两个发蓝通用夹具），以便增加后续发蓝的连续性，减少能源损耗，提高生产效率。

3、热水洗：A、溶液-自来水B、溶液温度：90~100℃C、溶液泡沫经常去除D、操作过程应注意把污水排除，使附于零件上之去油液清洗干净。

4、酸蚀A、溶液成份：工业盐酸（浓度：25〜30%）B、溶液温度：室温C、酸蚀时间视零件表面氧化的程度可于槽内保持1〜10分钟范围，待氧化皮全部去除为止，但要保证经过酸蚀后工件无腐蚀现象，如遇超过工艺时间内氧化皮仍未去除，应与工艺员研究后再行处理；注：酸蚀与否看来件表面状况，来件表面状况较好的，可不酸蚀；螺纹件酸洗时间尽量缩短；柱塞套等精密偶件严禁酸洗。

D、溶液配制：禁止在盐酸加水。

E、溶液校正（1）、每两周适当补充新盐酸。

钢铁发蓝工艺简述摘要：发蓝工艺是一种材料保护技术，其实质是使钢铁表面通过化学反应，生成一种均匀致密、有一定厚度、附着力强、耐蚀性能好的蓝黑色氧化膜，起到美化和保护工件的作用，广泛用于机械零部件和钢带的表面处理[1]。

关键词：钢铁；工艺；发蓝前言众所周知，传统碱性发蓝液一般用氢氧化钠(NaOH)、亚硝酸钠(NaNO2)、硝酸钠(NaN03)等配制而成，工艺过程需在140℃以上加热氧化处理30～90min后，再加热皂化、清洗，上油等。

碱性发蓝不仅能耗大、生产周期长，而且所用亚硝酸盐对人体健康有害，还存在环境污染等问题，因此研究和推广常温发蓝工艺是十分必要的。

所谓钢铁常温发蓝是指把经除油、除锈处理的钢铁零件，在常温状态下浸入、喷淋或涂刷常温发蓝剂，进行发蓝处理的一种工艺方法。

常温发蓝是近年来开发应用的一种新技术，目前在我国机械制造业已得到了一定的应用。

该技术在机械零件、工具等钢铁件的表面防护，装饰方面应用前景广阔，是代替传统碱性发蓝的一种节能、环保新工艺。

一．钢铁常温发蓝原理及后效现象1．原理常温发蓝剂是发蓝工艺过程所用的重要原料，主要由无机盐、无机酸，氧化剂和活化剂组成，有液态和固态两类。

常温发蓝液呈蓝色或绿色。

原液的pH值一般为1～2，加适量自来水稀释后成为工作液。

将工件浸入工作液时，其中的氧化剂首先与工件表面的铁反应生成FeO，FeO再与工作液中溶解的氧反应生成Fe304。

反应初期，FeO快速形成并转变为Fe34氧化膜，当氧化膜逐渐覆盖整个工件表面后，使工件基体表面与工作液隔离，氧化速度降低，氧化膜增厚速度变慢。

2．常温发蓝的后效现象常温发蓝处理后的工件，在一定时间内，随着时间的延长，工件表面残留的工作液将继续与工件表面发生氧化反应，使Fe304氧化膜不断致密和增厚，这个过程就是常温发蓝的后效现象。

由于溶解在工作液中的氧有限，常温发蓝时首先在工件表面形成一层很薄的FeO薄膜，并逐渐向Fe30 4转变，因此可以说常温发蓝的最后阶段是Fe20。

钢铁表面的氧化一、概述钢铁零件通过氧化处理，使其表面生成保护性的氧化膜，膜厚的颜色取决于钢铁零件的表面状态、合金成分和氧化处理的工艺条件，一般呈黑色或蓝黑色，经抛光的表面氧化后，色泽光亮美观，铸钢和含硅较高的特种钢氧化膜呈褐色或黑褐色。

膜层的厚度约为0.6-1.6μm，因此，氧化处理不影响零件的精度。

氧化膜的耐蚀能力较差，氧化后需进行后处理以提高其耐蚀性和润滑性。

二、碱性氧化法（法蓝处理）（一）、工艺特点碱性氧化法是在较高的温度条件下，在含有一定氧化剂的氢氧化钠碱溶液中进行，氧化剂和氢氧化钠与金属铁作用，生成以磁性氧化铁（Fe3O4）为主要成分的氧化膜。

（二）、工艺规范见表一。

（三）、溶液的配制在氧化槽加入2/3体积的水，将计算量的氢氧化钠加入槽内，使其溶解（要防止氢氧化钠放热溅出）。

然后在搅拌下，加入亚硝酸钠和硝酸钠，待全部溶解后，加水至规定体积。

氧化溶液要在沸腾温度下浸入钢板，或加入（20%以下）旧溶液进行处理，待溶液中积聚了一定量的铁离子，直至能使铁样片获得黑色氧化膜后方可用于生产。

（四）、工艺维护（1）、氧化溶液的组份在使用中会发生变化，可定期按分析结果调整，也可凭经验按溶液的沸点和所得膜层的质量来断定溶液是否需要调整。

当溶液沸点过高时，表示浓度过高，此时易形成红色挂灰，可加水稀释。

沸点过低时，表示浓度不足，此时膜的颜色不深或不能发蓝，应补加药品或蒸去多余的水分。

氢氧化钠的添加量可按溶液沸点每升高1℃每升溶液添加10-15g计算。

补加时可参照如下比例：对于一次氧化，NaOH : NaNO2=2-3 : 1;对于二次氧化，NaOH : NaNO2的比值，第一槽为2.5-3.5 : 1，第二槽为3.4 : 1。

（2）、在停产期间，因为槽温降低，溶液表面结成硬皮。

溶液加热前必须先用铁棒捣碎表面硬皮，加水至工作液面，在搅拌均匀后，开始加热至工作温度。

（3）、氧化后要及时打捞掉入槽中的零件，以免这些钢铁件溶解在溶液中，使溶液铁离子增加。

第19卷第4期Vol 119No 14 三明高等专科学校学报J OU RNAL OF SANM IN G COLL EGE 2002年12月Dec 12002[收稿日期]2002202223[作者简介]张运徽(1943-),男,福建宁化人,三明高等专科学校化学与生物工程系高级工程师。

钢铁制件表面发蓝工艺及维护的研究张运徽(三明高等专科学校化学与生物工程系,福建三明　365004)[摘要]探讨了钢铁制件表面发蓝的机理,对工艺进行了改进,分析了工艺规程中各成分的作用以及发蓝工艺维护措施,对钢铁制件表面处理有一定实践意义。

[关键词]钢铁制件;氧化膜;发蓝工艺;工艺机理;工艺维护[中图分类号]TG 15 [文献标识码]A [文章编号]1671-1343(2002)04-0026-041　前言钢铁制件表面的锈蚀物Fe 2O 3.XH 2O 是一种松脆多孔的物质,不能保护内层金属铁不受锈蚀。

用化学或电化学处理,方能在钢铁制件表面生成一层致密完整并具有一定机械强度的氧化膜的过程称为钢铁的着色。

经过着色处理的钢铁制品表面形成一定厚度的氧化膜,呈现一种特殊的氧化色———蓝黑色,通常称为钢铁制件的“发蓝”或“发黑”。

钢铁制件氧化处理的方法很多,有碱性氧化法、无碱氧化法、高温气体氧化法和电解氧化法等。

本工艺采用的是碱性氧化法,氧化后形成的表面氧化膜呈蓝黑色,经油封后,色泽美观、无氢、有弹性、膜层薄、不影响精度、对消除热处理后生产应力有一定作用。

钢铁制件的发蓝常用于机械、精密仪器、仪表、武器、日用品等的防护装饰,特别适用于不允许电镀或涂漆的零件以及在油中工作的精密机械零件的防护,为了保证氧化膜质量,研究发蓝工艺各成分的作用,对工艺进行改进,加强工艺条件管理以及工艺维护是非常重要的。

2　发蓝机理碱性氧化法是把钢铁制件置于含有氢氧化钠,硝酸盐或亚硝酸盐的溶液中,在一定温度下进行表面处理。

当溶液温度接近沸点时,钢铁与氧化性的浓碱相互作用,发生如下反应:(1)钢铁开始溶解,生成亚铁酸钠和铁酸钠:Fe +[O ]+2NaOH =Na 2FeO 2+H 2O (1)2Fe +3[O ]+2NaOH =Na 2Fe 2O 4+H 2O(2)(2)亚铁酸钠和铁酸钠再相互作用,生成磁性氧化铁:Na 2FeO 2+Na 2Fe 2O 4+2H 2O =Fe 3O 4+4NaOH(3)(3)部分铁酸钠同时发生水解,生成三氧化铁的水化物(褐色沉淀物):Na 2Fe 2O 4+(m +1)H 2O =Fe 2O 3.mH 2O +2NaOH (4)Fe 2O 3.mH 2O =Fe 2O 3(m -n )H 2O +nH 2O(5)氧化膜的外观和防护性能随氧化膜厚度而变化,但无论膜厚或膜薄,膜的主要成分都是磁性氧化铁(Fe 3O 4),氧化铁作为沉淀渣沉降到糟底。

金属的发蓝钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。

发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。

但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。

A3钢用碱性发黑好一些。

发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。

发黑时所需温度的宽容度较大，大概在135摄氏度到155摄氏度之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短而已。

实际操作中，需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量，以及发黑后的钝化浸油。

发黑质量的好坏往往因这些工序而变化。

金属“发蓝”药液采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。

黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。

一、碱性氧化法“发蓝”药液1．配方：硝酸钠50～100克氢氧化钠600～700克亚硝酸钠100～200克水1000克。

2．制法：按配方计量后，在搅拌条件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均匀即可。

3．说明：（1）金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发篮”处理。

（2）金属器件进行“发蓝”处理条件与金属中的含碳量有关，“发蓝”药液温度及金属器件在其中的处理时间可参考下表。

金属中含碳量%工作温度（℃）处理时间（分）开始终止>0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-50<0.4142-145153-15540-60合金钢142-145153-15560-90（3）每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸钠、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量，以便及时补充有关成分。

一般使用半年后就应更换全部溶液。

（4）金属“发蓝”处理后，最好用热肥皂水漂洗数分钟，再用冷水冲洗。

然后,又用热水冲洗，吹于。

二、酸性氧化法“发蓝”药液1．配方：磷酸3～10克硝酸钙80～100克过氧化锰10～15克水1000克2．制法：按配方计量后，在不断搅拌条件下，依次把磷酸、过氧化锰和硝酸钙加入其中，溶解，混合均匀即可。

发黑发蓝处理的制法和配方发黑工艺钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。

发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。

但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。

A3钢用碱性发黑好一些。

碱性发黑细分出来，又有一次发黑和两次发黑的区别。

发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。

发黑时所需温度的宽容度较大，大概在135摄氏度到155摄氏度之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短而已。

实际操作中，需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量，以及发黑后的钝化浸油。

发黑质量的好坏往往因这些工序而变化。

金属“发蓝”药液采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。

黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。

一、碱性氧化法“发蓝”药液1．配方：硝酸钠50～100克氢氧化钠600～700克亚硝酸钠100～200克水1000克2．制法：按配方计量后，在搅拌条件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均匀即可。

3．说明：（1）金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发篮”处理。

（2）金属器件进行“发蓝”处理条件与金属中的含碳量有关，“发蓝”药液温度及金属器件在其中的处理时间可参考下表。

金属中含碳量%工作温度（℃）处理时间（分）开始终止>合金钢560-90（3）每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸钠、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量，以便及时补充有关成分。

一般使用半年后就应更换全部溶液。

（4）金属“发蓝”处理后，最好用热肥皂水漂洗数分钟，再用冷水冲洗。

然后,又用热水冲洗，吹于。

二、酸性氧化法“发蓝”药液1．配方：磷酸3～10克硝酸钙80～100克过氧化锰10～15克水1000克2．制法：按配方计量后，在不断搅拌条件下，依次把磷酸、过氧化锰和硝酸钙加入其中，溶解，混合均匀即可。

3．说明：（1）金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。

钢铁常温发黑液具体配方现根据各种杂志所刊发钢铁常温发黑论文资料，并依据我公司研究成果，公布以下具体配方，供进行此项研究者参考。

配方1：硫酸铜4～8 g/L二氧化硒4～8 g/L磷酸盐7～15 g/L硝酸盐2～4 g/L柠檬酸盐2～4 g/L稳定剂20 ml/LpH 2.0～2.5时间3～5 min配方2(武汉水运工程学院提供)：硫酸铜1～3 g/L亚硒酸2～3 g/L磷酸2～4 g/L有机酸 1.0～1.5 g/L十二烷基硫酸钠0.1～0.3 g/L复合添加剂10～15 g/LpH2～3时间2～6 min配方3(贵州航空发动机公司提供)：硫酸铜3～7 g/L硫酸镍2～3 g/L乙二胺四乙酸二钠4～5 g/L亚硒酸4～5 g/L磷酸盐 2.0～3.0 g/LpH值 2.0～3.0时间30～60 s配方4(大庆石油学院提供)：硫酸铜 2.0～2.5 g/L硝酸 1.0～2.0 ml/L二氧化硒 2.5～3.0 g/L磷酸 1.0～1.5 ml/L对苯二酚0.8～1.2 g/L发黑促进剂 1.5～2.0 g/L乙二胺四乙酸二钠0.5～0.8 g/LOP-10乳化剂适量配方5(南方轻工研究所提供)：硝酸铜4～6 g/L亚硒酸5～10 g/L磷酸5～10 ml/L氯化钠1～2 g/LpH 1.1～1.2配方6(河南中原机械厂提供)：硫酸铜2～4 g/L二氧化硒 4 g/L磷酸10～15 g/L氯化镍10～15 g/L酒石酸钾钠 2 g/L柠檬酸钾 2 g/L时间3～6 min配方7(杭州大学化学系提供)：硫酸铜(CuSO4.5H2O） 3 g/L磷酸缓冲液(H3PO4.KH2PO4） 4 g/L亚硒酸(H2SeO3） 1 g/L添加剂 3 g/L时间1～3 min 配方8：硫酸铜 4 g/L硫酸镍 1 g/L亚硒酸 4 g/L磷酸二氢锌 2 g/L硼酸 4 g/LDPE-Ⅲ1～2 ml/LpH 2.5～3.5时间10～60 s 配方9：硫酸铜3～5 g/L亚硒酸3～5 g/L磷酸二氢锌4～5 g/L柠檬酸2～3 g/L硝酸钾 1 g/L添加剂20 ml/L配方10：硫酸铜4～5 g/L二氧化硒4～5 g/L硫酸镍3～4 g/L氧化锌2～3 g/L磷酸10～15 g/LTX-10乳化剂10 g/L稳定剂5～10 g/L时间3～8 min 配方11：硫酸铜4～6 g/L二氧化硒 1.5～3 g/L硫酸镍0.5～2 g/L柠檬酸钾 2 g/L对苯二酚1～1.5 g/L时间1～5 min配方12：硫酸铜 2 g/L亚硒酸 4 g/L钼酸钠 2 g/L硫代硫酸钠 1 g/L硫酸镍 4 g/LpH 1.5～2.5时间5～8 min配方13：二氧化硒 5 g/L硫酸铜 4 g/L硫酸镍 4 g/L硝酸锌10 g/L磷酸10 g/LTX-10乳化剂 5 g/L络合剂10 ml/L时间2～5 min金属的发蓝钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。