金属放进去就变黑，发黑工艺是什么“黑科技”？原创 制造原理 2020-06-01 19:52:00
在日常生活中会遇到各种各样的颜色，每个人都有自己喜欢的颜色，在这其中有很多人会对黑色特别的喜欢，不管是设计大师还是普通人 ，有的人对黑色甚至是着迷。
不管是经典的黑色服装，还是黑色的家居用品，汽车，艺术品等等，黑色都有着非常重要的地位。
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因其黑色在生活生产中的广泛使用，特别是在各种金属中的使用，也就发展出了一种表面处理工艺，这就是发黑处理。
什么是发黑处理各种钢铁产品在与空气长时间接触后，会在表面自然形成一层氧化物薄膜，但这层薄膜并不是很完整和致密，所以很容易就造成钢铁从表面开始被氧化和腐蚀。
发黑处理是利用多种化学物质，在金属表面产生化学反应，使其表面附着一层黑色的氧化薄膜。
发黑处理的目的是为了让金属件不受氧化，以达到让金属件与空气完全隔绝，提高防锈能力，发黑处理后还可以增加金属件表面光泽让其更美观，并且还可以减少部分内在或者外力对工件造成的变形。
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由于发黑处理有着诸多的优点，如加工时间短，成本低，操作简单安全等等，所以在金属表面处理中广泛使用；但同时发黑处理的缺点也特别明显，就是污染比较严重。
发黑处理方法早期，对钢材的表面发黑处理采用的是，涂沥青或者油漆，然后干燥后就可以附着在钢材的表面，以达到防腐蚀的作用。
现在常用的发黑处理方法有两种。
一种是利用碱性加温让金属表面发黑，高碳钢常用这种一发黑工艺。
另一种是利用常温发黑，低碳钢常用这种发黑工艺效果较好。
钢铁产品表面的发黑处理，也会被称为发蓝处理，表面那层致密而光滑的氧化层是四氧化三铁，也就是靠它来保护工件内部不被氧化的。
在高温550℃下，氧化后的四氧化三铁会呈现出天蓝色，所以就被称为发蓝处理。
而在低温350℃下，氧化后的四氧化三铁会呈现出黑色，所以就被称为发黑处理。
发黑氧化膜的形成是否能在钢铁工件表面氧化致密而又均匀的四氧化三铁，关键是要选用合适的氧化剂，而通常会选用由氢氧化钠，亚硝酸钠以及磷酸三钠所组成的氧化剂。
发蓝处理时会用加热后熔化的液体氧化剂去处理工件，而在发黑时则会使用水溶液氧化剂去处理工件。
常用的发黑溶液成分，除了由三种原料组成的氧化剂外，还要加上一定比例的水，溶液的密度在1.4g/cm³，沸点在130℃，在这样的溶液下，工件就可以进行发黑处理了。
要想在工件表面获得致密而光亮的四氧化三铁薄膜，三种氧化剂原料的比例也非常重要。
当氢氧化钠，亚硝酸钠以及磷酸三钠这三种化学物质混合在一起后，就会产生化学反应，生成四氧化三铁，遇到钢铁工件后就会附着在其表面形成无数个结晶体，随着这种结晶体越来越多，最后连成一片就会在工件表面形成一层氧化薄膜层。
发黑工艺流程工件装夹
首先要根据工件的尺寸和形状，设计出专用的夹具，最终能让工件在溶液中能够每一个部位都能被氧化，没有氧化死角。
除油
由于工件表面会存在油污，如果不能去除油污不但会影响发黑处理的质量，还会污染整池的除油液。
将除油溶液加温到90℃左右后，将工件放入其中静置30分钟左右，最终以工件完全除油干净为准，是否除油干净需要靠操作者的经验观察，一般是通过观察水泡从工件表面均匀散开，没有聚集显现即可。
酸洗
酸洗的目的是去除掉工件表面的氧化皮和锈迹，即便观察不到工件表面有锈迹也应该进行酸洗，可以让其在发黑处理前更干净，这样有利于氧化，也不会影响发黑处理的质量。
酸洗液一般采用浓度在15%左右的工业浓盐酸，将工件完全放置于溶液中30分钟左右。
发黑处理（氧化）
经过除油，酸洗后干净的工件就可以进行发黑处理了。
发黑时的溶液温度在130℃左右，发蓝的温度在550℃，还要通过不同工件材料来控制浸入的时间。
对于一些发黑要求较高的工件，第一次发黑后拿出来酸洗，并再次发黑处理，如此反复多次后，就能够得到色泽均匀致密的氧化膜了。
后续加工
通过发黑处理后，将工件从发黑溶液池中取出，用清水将工件表面的化学溶液冲洗干净。
通过烘烤或者吹风的方式将工件表面的水分去除干净，还要将工件放入皂化液中浸泡，以及涂敷上一层油，这些工序都是为了提高工件的防腐蚀能力，并且增加其表面的光泽度让其更美观。
最后通过外观检查，耐腐蚀和附着力测试，一个通过发黑处理后合格的工件就完成了。
钢铁可以说是当今最重要的材料，但是表面容易受到腐蚀，也是钢铁材料所遇到的重要问题，一段时间内甚至阻碍了钢铁的快速发展。
所以也就诞生了很多种钢材表面处理工艺，完美的解决了钢材遇到的这个问题，发黑处理就是这其中使用最广泛的一种钢材表面处理工艺。
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