標籤:防鏽防腐蝕技術鋼鐵工藝烤藍

鋼製件的表面發黑處理,也有被稱之為發藍的。發黑處理現在常用的方法有傳統的鹼性加溫發黑和出現較晚的常溫發黑兩種。但常溫發黑工藝對於低碳鋼的效果不太好。A3鋼用鹼性發黑好一些。鹼性發黑細分出來,又有一次發黑和兩次發黑的區別。發黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。發黑時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的表面,只是所需時間有些長短而已。

1基本定義

所謂烤藍是鋼鐵零件表面處理的一種防腐蝕的工藝。其原理就是在鋼鐵表面生成一定厚度和強度的緻密的氧化層,成分主要是Fe3O4,反應原理是鐵和水的氧化反應,其反應式可以用下面的 方程式表達
3Fe + 4H2O(g) =Fe3O4 + 4H2(高溫條件下) .

2與燒藍的區別

「琺琅(燒藍)」,琺琅是礦物質釉料,金屬清洗后,將各種顏色琺琅料填塗在金屬表面,然後用火將釉料燒化,使其附著在金屬表面,一般燒制溫度在600度上下。「烤藍」方法很多,常用鹼性或酸性藥液使金屬表面產生藍黑色保護層。中國舊時做銀飾常用烤藍這種方法,將銀放入鹼或酸液,進行加熱,視藥液種類濃度,溫度一般達到90--110度,銀開始發黃,然後發藍紅色,接著是藍黑色、最後變成黑色,需要哪種顏色,就適時取出,然後清洗,這樣不管得到的是藍黑色或黑色才都可以叫做「烤藍」。
烤藍

  烤藍

3製作方法

酸性氧化法「烤藍」藥液
1.配方: 磷酸3~10克硝酸鈣80~100克過氧化錳10~15克水1000克
2.製法:按配方計量后,在不斷攪拌條件下,依次把磷酸、過氧化錳和硝酸鈣加入其中,溶解,混合均勻即可。
3.說明:
(1)金屬器件先經洗凈和乾燥后才能進行「烤藍」處理。
(2)此法所得保護膜呈黑色,其主要成分是由磷酸鈣和鐵的氧化物所組成,其耐腐能力和機械強度均超過鹼性氧化法所得的保護膜。
4.「烤藍」工作溫度為100℃,處理時間為40~45分鐘。在處理碳素鋼時,藥液中磷酸含量控制在3~5克/升;處理合金鋼或鑄鋼時,磷酸含量控制在5~10克/升。應注意定期分析藥液磷酸的含量。
5.「烤藍」處理后金屬器件的清洗方法同上。

4操作試驗

【原理】
一般的鋼鐵容易生鏽,如果將鋼鐵零件的表面進行烤藍處理,就能大大增強抗蝕能力,延長使用壽命。像武器、彈簧、鋼絲等,就是常用這種方法來保護的。鐵在含有氧化劑和苛性鈉的混合溶液中,一定溫度下經過一定的時間后,反應生成亞鐵酸鈉(Na2FeO2)和鐵酸鈉(Na2Fe2O4),亞鐵酸鈉與鐵酸鈉又相互作用生成四氧化三鐵的氧化膜。其反應方程式為:
3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑
8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O=4Na2Fe2O4+3NH3↑
Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH
這層氧化膜呈黑色或黑藍色,它結構緻密,具有較強的抗腐蝕能力。
【用品】
鐵片(或鐵釘)、三腳架、石棉網、酒精燈、量筒、表面皿、燒杯、鑷子、台天平、溫度計、砂紙;氫氧化鈉、碳酸鈉、水玻璃、稀硫酸、硝酸鈉、亞硝酸鈉、重鉻酸鉀溶液、機油。
【操作】
(1)取10g氫氧化鈉,4g碳酸鈉,1g水玻璃,加水100mL,配成除油液;取50 g~60g氫氧化鈉,10g硝酸鈉,3g亞硝酸鈉,加100mL的水溶解配成烤藍液。
(2)將鐵片用砂紙磨光,然後置於盛有20mL除油液的燒杯中,加熱煮沸5 min~10min后,用鑷子取出,再用水洗凈。
(3)把表面去油污后的鐵片浸入除銹液(15%稀硫酸)中加熱(60℃~80℃)除銹,約2min后取出洗凈。
(4)將除油除銹后的鐵片,置於盛有20mL烤藍液的燒杯中,加熱煮沸約20min後用鑷子取出,用水沖洗、擦乾,可見鐵片上有一層黑藍色或黑色的緻密氧化膜。
(5)經氧化處理后的表面氧化膜,雖然較緊密,但仍有微小的松孔。為了提高抗腐蝕能力,可將氧化處理后的鐵片置於3%~5%的重鉻酸鉀溶液(90℃~95℃)中的約10min,使松孔填充或鈍化,然後再置於熱機油(105℃~110℃)中約5min,將松孔填滿。
(6)將烤藍后的鐵片浸在2%的硫酸銅溶液里,在室溫下保持20s后取出,用水洗凈表面,如果不出現紅色接觸點,即說明烤藍合格。

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