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发黑反应是采用氧化剂将钢铁表面形成Fe3O4的!
, z9 i1 M8 F- Q! O原理如下!
: T# Y$ @5 H7 H# v5 }- ]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。
/ x6 R9 T+ r$ H! i# c1 c一、碱性氧化法“发蓝”药液
% d5 X* o; y( O; H1．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+ v! P0 @4 G- R. C s0 [3 ?3 |
- o2 _7 k8 n% @" O2．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。
5 y; z# V0 R! V0 S6 f3．说明：
# n0 f* [, R5 D0 {7 X5 q' s（1）金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发篮”处理。
@: ^! r1 J! w' l: N（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
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$ f5 ?: N# W7 J5 v1 j" Q+ C/ s（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。; x- P; |! g3 `0 |( F! B8 s
（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。
- }; E* H* p& P& X, e, y2 k p二、酸性氧化法“发蓝”药液& j! G4 n7 z2 a1 L
1．配方： 磷酸3～10克硝酸钙80～100克过氧化锰10～15克水1000克
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# R' j, j! P8 H8 c1 o( J) S2 n i2．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。. Y5 f) p3 h1 |2 k( o
3．说明：1 x+ D. v" X5 k* \0 C" m4 Q& S6 @
（1）金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。
5 }3 W7 P* |) n- J X（2）此法所得保护膜呈黑色，其主要成分是由磷酸钙和铁的氧化物所组成，其耐腐能力和机械强度均超过碱性氧化法所得的保护膜。
P. P7 ~: y: ~ ]' v/ p: X4.“发蓝”工作温度为100℃，处理时间为40～45分钟。在处理碳素钢时，药液中磷酸含量控制在3～5克／升；处理合金钢或铸钢时，磷酸含量控制在5～10克／升。应注意定期分析药液磷酸的含量。
+ [9 k; I3 ?& M4 } O2 F5 Z5 V5.“发蓝”处理后金属器件的清洗方法同上。: ?, o0 |7 K- D/ a
5 `4 Y ?* I' E$ D9 X( X你也可以自己作试验：
4 Z" f; b5 T: s( W【原理】一般钢铁容易生锈，如果将钢铁零件的表面进行发蓝处理，就能大大增强抗蚀能力，延长使用寿命。像武器、弹簧、钢丝等，就是常用这种方法来保护的。铁在含有氧化剂和苛性钠的混合溶液中，一定温度下经一定时间后，反应生成亚铁酸钠(Na2FeO2)和铁酸钠(Na2Fe2O4)，亚铁酸钠与铁酸钠又相互作用生成四氧化三铁氧化膜。其反应方程式为：( V. V2 n9 k8 M! F: b( J. M+ W
: o: n0 g2 Z6 ] A5 d. }0 K
3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑9 L0 h; Z+ E& T: Y
" d4 l/ G: T7 {3 B5 ^, U0 _
8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O=4Na2Fe2O4+3NH3↑
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Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH
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6 ]8 M3 l% V7 a* `/ ^这层氧化膜呈黑色或黑蓝色，它结构致密，具有较强的抗腐蚀能力。9 ?. E7 y$ `; [5 n7 X! e& F2 F+ k
" f! i4 q0 Y: E7 g5 d, V& ?" X【用品】铁片(或铁钉)、三脚架、石棉网、酒精灯、量筒、表面皿、烧杯、镊子、台天平、温度计、砂纸；氢氧化钠、碳酸钠、水玻璃、稀硫酸、硝酸钠、亚硝酸钠、重铬酸钾溶液、机油。" h7 a* y; E7 W' O3 h1 o+ P
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【操作】: `+ m- @6 h0 }: O: r* r
# q4 K" @7 K+ Q4 @1 _(1)取10g氢氧化钠，4g碳酸钠，1g水玻璃，加水100mL，配成除油液；取50 g～60g氢氧化钠，10g硝酸钠，3g亚硝酸钠，加100mL水溶解配成发蓝液。0 Q8 E6 ]% y* R0 }$ a9 R
3 [5 C/ S9 L' |" | I(2)将铁片用砂纸磨光，然后置于盛有20mL除油液的烧杯中，加热煮沸5 min～10min后，用镊子取出，再用水洗净。
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(3)把表面去油污后的铁片浸入除锈液(15％稀硫酸)中加热(60℃～80℃)除锈，约2min后取出洗净。
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(4)将除油除锈后的铁片，置于盛有20mL发蓝液的烧杯中，加热煮沸约20min后用镊子取出，用水冲洗、擦干，可见铁片上有一层黑蓝色或黑色的致密氧化膜。
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(5)经氧化处理后的表面氧化膜，虽然较紧密，但仍有微小的松孔。为了提高抗腐蚀能力，可将氧化处理后的铁片置于3％～5％的重铬酸钾溶液(90℃～95℃)中的约10min，使松孔填充或钝化，然后再置于热机油(105℃～110℃)中约5min，将松孔填满。( `: v2 _4 ~' x* D. s
6 O, v. Z1 }5 O/ c7 @8 b+ @(6)将发蓝后的铁片浸在2％的硫酸铜溶液里，在室温下保持20s后取出，用水洗净表面，如果不出现红色接触点，即说明发蓝合格。
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发表于 2007-1-8 19:17:59
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