鋼制件的表面發(fā)黑處理，也有被稱之為發(fā)藍(lán)的。

發(fā)黑處理現(xiàn)在常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種。但常溫發(fā)黑工藝對(duì)于低碳鋼的效果不太好。

A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。
堿性發(fā)黑細(xì)分出來(lái)，又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別。
發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。
發(fā)黑時(shí)所需溫度的寬容度較大，大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯(cuò)的表面，只是所需時(shí)間有些長(zhǎng)短而已。
實(shí)際操作中，需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量，以及發(fā)黑后的鈍化浸油。發(fā)黑質(zhì)量的好壞往往因這些工序而變化。
金屬"發(fā)藍(lán)"藥液
　　采用堿性氧化法或酸性氧化法；使金屬表面形成一層氧化膜，以防止金屬表面被腐蝕，此處理過(guò)程稱為"發(fā)藍(lán)"。
　　黑色金屬表面經(jīng)"發(fā)藍(lán)"處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內(nèi)層為氧化亞鐵。
　　一、堿性氧化法"發(fā)藍(lán)"藥液
　　 1.配方： 硝酸鈉50～100克氫氧化鈉600～700克亞硝酸鈉100～200克水1000克
　　 2.制法：按配方計(jì)量后，在攪拌條件下，依次把各料加入其中，溶解，混合均勻即可。
　　 3.說(shuō)明：
　　（1）金屬表面務(wù)必洗凈和干燥以后，才能進(jìn)行"發(fā)籃"處理。

　　（2）金屬器件進(jìn)行"發(fā)藍(lán)"處理?xiàng)l件與金屬中的含碳量有關(guān)，"發(fā)藍(lán)"藥液溫度及金屬器件在其中的處理時(shí)間可參考下表。 金屬中

 含碳量%工作溫度（℃）處理時(shí)間（分）開(kāi)始終止>0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-50<0.4142-145153- 15540-60合金鋼

 142-145153-15560-90

　　（3）每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸鈉、亞硝酸鈉和氫氧化鈉的含量，以便及時(shí)補(bǔ)充有關(guān)成分。一般使用半年后就應(yīng)更換全

 部溶液。

　　（4）金屬"發(fā)藍(lán)"處理后，最好用熱肥皂水漂洗數(shù)分鐘，再用冷水沖洗。然后，又用熱水沖洗，吹于。
　　二、酸性氧化法"發(fā)藍(lán)"藥液
　　 1.配方： 磷酸3～10克硝酸鈣80～100克過(guò)氧化錳10～15克水1000克
　　 2.制法：按配方計(jì)量后，在不斷攪拌條件下，依次把磷酸、過(guò)氧化錳和硝酸鈣加入其中，溶解，混合均勻即可。
　　 3.說(shuō)明：
　　（1）金屬器件先經(jīng)洗凈和干燥后才能進(jìn)行"發(fā)藍(lán)"處理。

　　（2）此法所得保護(hù)膜呈黑色，其主要成分是由磷酸鈣和鐵的氧化物所組成，其耐腐能力和機(jī)械強(qiáng)度均超過(guò)堿性氧化法所得的保護(hù)

   膜。

　　 4."發(fā)藍(lán)"工作溫度為100℃，處理時(shí)間為40～45分鐘。在處理碳素鋼時(shí)，藥液中磷酸含量控制在3～5克／升；處理合金鋼或

   鑄鋼時(shí)，磷酸含量控制在5～10克／升。應(yīng)注意定期分析藥液磷酸的含量。

　　 5."發(fā)藍(lán)"處理后金屬器件的清洗方法同上。

　　鋼鐵常溫發(fā)黑具有節(jié)能、高效、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便和基本無(wú)環(huán)境污染等特點(diǎn)。從小件到面積較大、形狀復(fù)雜、不同鋼種的工件

均可應(yīng)用。但由于前處理難，各類發(fā)黑劑都存在不同弊病，該項(xiàng)技術(shù)推廣很不平衡。筆者結(jié)合多年生產(chǎn)實(shí)踐，談?wù)勆a(chǎn)應(yīng)用中的工藝控制和改進(jìn)措施，供同行參考。

　　2　工藝控制和改進(jìn)措施
　　2.1　工藝流程
　　一般為化學(xué)除油→熱水洗→清水洗→強(qiáng)腐蝕→二次清水洗→化學(xué)除油→熱水洗→清水洗→弱腐蝕→二次清水洗→常溫發(fā)黑→二次清水洗→浸脫水油→送驗(yàn)。
　　2.2　前處理
　　鋼鐵常溫發(fā)黑前處理主要是除油和除銹，一般采用化學(xué)除油、鹽酸腐蝕，也有應(yīng)用濕法噴砂的［1］。具體工藝筆者以前做過(guò)詳細(xì)介紹［2］ 。常溫發(fā)黑液呈酸性，發(fā)黑前工件表面要求全潤(rùn)水，才能有效地保證黑膜的牢固度，否則再好的發(fā)黑劑也不能出合格產(chǎn)品。多年實(shí)踐證明，無(wú)論是單獨(dú)用除油劑，還是低濃度三大堿添加除油劑的除油槽，都要在50℃左右加熱，以加快除油速度。操作時(shí)如果采用短時(shí)間（3～5min）除油、除銹交叉作業(yè)，工效明顯提高。
　　2.3　常溫發(fā)黑
　　鋼鐵常溫發(fā)黑劑自80年代中期國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)以來(lái)，市場(chǎng)商品逐漸增多。生產(chǎn)應(yīng)用效果大體都是膜的結(jié)合力不如高溫發(fā)黑的，溶液穩(wěn)定差等［3］。
　　503T鋼鐵常溫發(fā)黑劑在這兩方面有較大突破。上海勞安涂料這幾年生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，膜的牢固度無(wú)需等待24h的后效，就能獲得結(jié)合力良好的黑色膜層，完全可同高溫發(fā)黑媲美。溶液穩(wěn)定性方面，工作液產(chǎn)生白色沉淀少，也不易影響膜層質(zhì)量，不需經(jīng)常調(diào)整；母液存放兩年以上無(wú)沉淀，效果不變。
　　503T發(fā)黑劑將丙烯酸類涂料添加在發(fā)黑劑內(nèi)，兩工序合二為一，簡(jiǎn)化生產(chǎn)。膜的結(jié)合力、耐蝕性良好，只是黑膜黑度偏淡藍(lán)顏色。
　　溶液維護(hù)與調(diào)整常溫發(fā)黑時(shí)，鋼鐵表面活化產(chǎn)生Fe2＋，過(guò)量Fe2＋與Se2－反應(yīng)生成白色沉淀；在氧化劑存在的條件下，F(xiàn)e2＋氧化為Fe3＋反應(yīng)也生成沉淀，均無(wú)謂消耗溶液內(nèi)Se2－，縮短使用壽命，生產(chǎn)中應(yīng)采取如下措施：
　　（1）　生產(chǎn)線設(shè)計(jì)發(fā)黑槽前兩只清水槽要用硬塑板或鋼板槽內(nèi)襯軟塑料板制作，以防鐵槽生銹污染清水，在生產(chǎn)中將Fe2＋帶入發(fā)黑槽。
　　（2）　發(fā)黑用器皿小批量生產(chǎn)用塑料籃，批量生產(chǎn)用鈦籃、鈦框、鈦滾桶等，杜絕發(fā)黑時(shí)產(chǎn)生Fe2＋和消耗發(fā)黑劑。鈦器皿雖一次性投入資金較多，但耐酸堿，又與發(fā)黑劑不起反應(yīng)，使用壽命10年以上，綜合計(jì)算還顯著降低生產(chǎn)成本。
　　（3）　發(fā)黑槽加蓋停工時(shí)將溶液用塑料蓋蓋嚴(yán)，防止空氣中氧氣入內(nèi)，減慢Fe3＋生成速度而減少沉淀物的形成。
　　定期用精密試紙檢查溶液pH值，高于2.6以上就要加以調(diào)整。比較簡(jiǎn)單的辦法是，先將溶液自然沉淀過(guò)濾，補(bǔ)加母液使工作液恢復(fù)到pH2.4范圍即可繼續(xù)發(fā)黑。
　　如果不是批量生產(chǎn)，發(fā)黑液配制以每批零件量計(jì)算，一次性發(fā)黑藥液用完為原則，這樣不但保證黑膜均勻，結(jié)合力好，還能避免由于溶液存放時(shí)自我消耗。
　　2.4　后處理
　　（1）　常規(guī)技術(shù)要求改用脫水油封閉。
　　（2）　膜層耐蝕性要求較高，可加鈍化處理，再浸脫水油。
　　（3）　耐蝕性、耐磨性要求都高于常規(guī)發(fā)黑膜層標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)黑后浸丙烯酸酯乳液固化劑，略自然干燥后浸脫水油。
　　（4）　膜層要求耐溫400℃的不油封，可浸強(qiáng)力封閉劑，表面光亮度好、硬度高。
　　生產(chǎn)中為了降低生產(chǎn)成本，可根據(jù)發(fā)黑件的表面技術(shù)要求，盡量采用簡(jiǎn)單的后處理工藝。
　　2.5　生產(chǎn)中注意要點(diǎn)
　　（1）　前處理必須達(dá)到工件全潤(rùn)水，不允許有殘留油污、銹點(diǎn)和氧化皮等。
　　（2）　發(fā)黑前用清水洗時(shí)，要嚴(yán)格清洗掉工件內(nèi)外鹽酸液，否則易產(chǎn)生沉淀。
　　（3）　新配槽液常溫發(fā)黑時(shí)間控制為2～3min，老槽液可延長(zhǎng)至5～10min。一般視工件黑灰色出槽為佳（隨時(shí)間延長(zhǎng)轉(zhuǎn)為黑色），出槽時(shí)黑色，膜層較疏松，結(jié)合力不理想。
　　（4）　有機(jī)膜的封閉應(yīng)選用水溶性丙烯酸酯乳液，發(fā)黑后清洗干凈可直接浸涂，工藝較簡(jiǎn)單。溶液配制按說(shuō)明，乳液與水一定要攪拌均勻，調(diào)整至工件膜層無(wú)流痕，方可投入生產(chǎn)。
　　（5）　浸脫水油要擺脫傳統(tǒng)浸油習(xí)慣（入槽略浸一下就出槽），封閉有一個(gè)先脫水并使油相浸潤(rùn)工件的過(guò)程，時(shí)間控制在3～8min。
　　3　生產(chǎn)成本
　　勞安涂料批量生產(chǎn)用503T發(fā)黑劑，幾年來(lái)做了詳細(xì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，配槽費(fèi)加設(shè)備投資，常溫發(fā)黑低于高溫發(fā)黑。日生產(chǎn)費(fèi)用常溫發(fā)黑為1.93元／m2，高溫發(fā)黑為4.17元／m2，降低54%，考慮到后處理部分工件需鈍化或丙烯酸酯乳液等封閉，總成本也要降低30%以上。
　　4　膜層質(zhì)量討論
　　從成膜機(jī)理可以看出，鋼鐵常溫發(fā)黑是在鋼鐵表面形成CuSe、Cu2O等的覆蓋層，這種覆蓋層不同于成熟的化學(xué)鍍鎳、鍍銅的質(zhì)量。由于成膜機(jī)理不成熟，工藝參數(shù)多憑經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)商品發(fā)黑劑就不可能完善，存在膜層疏松多孔，結(jié)合力和耐磨性比高溫差。因此為了保證常溫發(fā)黑膜層質(zhì)量，發(fā)黑前必須徹底去除工件的油和銹蝕，結(jié)合力才有保證。發(fā)黑后處理也不能沿用高溫發(fā)黑的工藝，改用能脫掉膜層內(nèi)水份又具有防銹等作用的脫水油，潤(rùn)濕封閉可達(dá)高溫發(fā)黑膜層的耐蝕性效果。市售發(fā)黑劑耐磨性還是不盡人意。發(fā)黑后增加一道有機(jī)膜的封閉層［4］，可滿足其耐磨性要求，同時(shí)也提高膜層的耐蝕性。