[发明专利]一种适用于高硅含量钢铁发黑工艺

说明书

本发明涉及金属材料表面处理技术领域，针对现有发黑工艺难以保证对高硅钢铁发黑效果的问题，公开了一种适用于高硅含量钢铁发黑工艺，所述发黑工艺流程：除油→水洗→酸洗→水洗→碱性高温发黑→二次常温氧化发黑→空气氧化→水洗→脱水→封油。所述二次常温氧化发黑过程为：将碱性高温发黑后的钢铁工件浸入二次发黑液中发黑处理5~10min。本发明通过提供组分分散、均匀稳定的发黑处理液来进行二次发黑处理，解决了由于高硅含量钢铁受硅元素影响碱性高温产品外观为红色或咖啡色颜色的局限，比传统常温发黑耐蚀性更强，本发明的发黑新工艺具有氧化速度快，膜层抗蚀性好，高效，操作简单等优点。

技术领域

本发明涉及金属材料表面处理技术领域，具体的说是涉及一种适用于高硅含量钢铁发黑工艺。

背景技术

钢铁发黑工艺主要用于提高钢铁的耐腐蚀性并发挥一定的装饰作用，对于高硅钢铁(含硅量达14％以上)的处理需要更为特殊的处理工艺，由于高硅钢铁高温发黑受硅元素影响产品的颜色为红色或咖啡色，所需颜色为深黑色，一次发黑无法达到特定的工艺效果，这将使得用户体验感不佳，为了进一步获得高硅钢铁的目标发黑颜色，需要探索针对高硅钢铁发黑效果好的发黑工艺。发黑工艺中发黑液是至关重要的，发黑液的稳定性和组分分散均匀性将直接影响到钢铁发黑效果，发黑液的成膜性及膜层附着力都将直接影响到钢铁的后续加工性能及使用寿命。

专利号CN201710058050.9，专利名称“一种用于钢铁的常温发黑液及其应用”，本发明涉及金属材料表面处理技术领域，涉及一种用于钢铁的常温发黑液及其应用。具体而言，本发明用于钢铁的常温发黑液包含硒脲酸、硫酸铜、硫酸镍、磷酸二氢锌、磷酸、柠檬酸、辛基苯酚聚氧乙烯醚-10和水，其中：每1L常温发黑液中含有1～6g硒脲酸、1～10g硫酸铜、1～2g硫酸镍、1～5g磷酸二氢锌、1～10mL磷酸、1～5g柠檬酸和1～4mL辛基苯酚聚氧乙烯醚-10，余量为水。本发明的常温发黑液配方合理，成膜效率高，改善了发黑膜的光泽度、结合力、致密性等性能，解决了稳定性差的问题；使用方法简便易行，适于大规模推广；通过添加剂的加入，减少了发黑液中硒元素的用量，降低了污染。

其不足之处在于，上述发黑液不足以适用所有的钢铁材料，且发黑液整体的分散性较差。

发明内容

本发明是为了克服现有发黑工艺难以保证对高硅钢铁发黑效果的问题，提供了一种适用于高硅含量钢铁发黑工艺，本发明通过提供组分分散、均匀稳定的发黑处理液来进行二次发黑处理，解决了由于高硅含量钢铁受硅元素影响碱性高温产品外观为红色或咖啡色颜色的局限，比传统常温发黑耐蚀性更强，本发明的发黑新工艺具有氧化速度快，膜层抗蚀性好，高效，操作简单等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于高硅含量钢铁发黑工艺，所述发黑工艺流程：除油→水洗→酸洗→水洗→碱性高温发黑→二次常温氧化发黑→空气氧化→水洗→脱水→封油。

作为优选，所述碱性高温发黑工艺为：将钢铁工件浸入混合溶液中进行变色处理，加热温度在135-145℃发黑15-25min，混合溶液的配方为：氢氧化钠10-15g/L，亚硝酸钠8-10g/L，硝酸钠5-7g/L，其余组分为水。

作为优选，所述二次常温氧化发黑过程为：将碱性高温发黑后的钢铁工件浸入二次发黑液中发黑处理5～10min。

高硅含量钢铁比常规的钢铁发黑效果难度更大，因为正如背景技术中所交代的硅元素使得经历发黑工艺后的钢铁更倾向于呈现为红色或咖啡色，仅仅凭依次发黑根本无法对高硅含量钢铁起到较好的发黑效果，于是本发明采用碱性高温发黑和二次常温氧化发黑两道发黑工艺来达到目标的发黑效果。二者的配合原理在于：钢铁在碱性高温发黑作用后，能够在表面呈现一层变色层，变色层除了颜色有所改变外，其质地也会更加松软，继续采用二次常温氧化发黑，发黑液更容易渗到钢铁中，接触的比表面积液更大，在原有碱性高温发黑颜色泛红的基础上可得到更加纯正且均匀的黑色，其表面膜的主要成分是硒化铜、硒化亚铁、磷化铁锌等结构膜层，二次发黑新工艺具有氧化速度快，膜层抗蚀性好，高效，操作简单等优点。