不銹鋼(gang)化學著黑色溶液成分和工藝條件(jian)見表7-1和表7-2.
一、配(pei)方1 (見表7-1)
1. 重鉻酸鉀(jia)
含(han)量太(tai)高(gao)，加(jia)熱(re)后(hou)不能全(quan)部(bu)溶解，易發(fa)生(sheng)色(se)澤不勻的現象，含(han)量太(tai)低，氧化力(li)弱，膜層色(se)淺。最佳含(han)量為355g/L。
2. 硫酸
含(han)量(liang)太高，反(fan)應(ying)較(jiao)慢，易使零件表(biao)面光潔度降(jiang)低。含(han)量(liang)太低，反(fan)應(ying)速(su)率(lv)很慢，最佳含(han)量(liang)為347mL/L.
3. 溫度(du)
低于90℃,反應進行(xing)很慢，膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)會產(chan)生玫(mei)紅、翠綠、淺棕(zong)等不(bu)規則的干涉色。溫度太高，反應進行(xing)很快，終點不(bu)易控制，膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)質(zhi)量欠佳。
4. 時(shi)間
在(zai)開始大半時(shi)間(jian)(jian)(jian)內(nei)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)無變化，中(zhong)途取出(chu)察(cha)看一(yi)直是本(ben)色(se)(se)(se)，色(se)(se)(se)膜是在(zai)今(jin)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)最后(hou)10%~20%的(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)內(nei)方才出(chu)現的(de)，且只(zhi)持續(xu)1~2分鐘。在(zai)嚴(yan)格控(kong)(kong)制(zhi)溫(wen)度的(de)情況下，要掌(zhang)(zhang)握(wo)好(hao)最佳出(chu)槽時(shi)間(jian)(jian)(jian)，否則無法達(da)到黑色(se)(se)(se)氧(yang)(yang)化膜色(se)(se)(se)澤一(yi)致。在(zai)氧(yang)(yang)化過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，膜層顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)有(you)一(yi)個從(cong)本(ben)色(se)(se)(se)→淺(qian)(qian)(qian)棕(zong)→深(shen)(shen)(shen)棕(zong)→淺(qian)(qian)(qian)藍(lan)（或淺(qian)(qian)(qian)黑）→深(shen)(shen)(shen)藍(lan)（或深(shen)(shen)(shen)黑）的(de)變化過(guo)(guo)程(cheng)。而從(cong)淺(qian)(qian)(qian)藍(lan)至(zhi)深(shen)(shen)(shen)藍(lan)的(de)時(shi)間(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)隔(ge)僅0.5~1 分鐘。如果(guo)錯過(guo)(guo)這最佳點，就會又(you)從(cong)深(shen)(shen)(shen)藍(lan)色(se)(se)(se)回復到淺(qian)(qian)(qian)棕(zong)色(se)(se)(se)，再(zai)也不會變黑。此時(shi)只(zhi)能(neng)取出(chu)零件(jian)退除膜層后(hou)，重新氧(yang)(yang)化著(zhu)色(se)(se)(se)。因(yin)此，在(zai)氧(yang)(yang)化過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，應嚴(yan)格控(kong)(kong)制(zhi)時(shi)間(jian)(jian)(jian)，經常(chang)取出(chu)零件(jian)水洗后(hou)察(cha)看色(se)(se)(se)澤，這樣做不會影(ying)響氧(yang)(yang)化發(fa)黑質(zhi)量，當顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)達(da)到后(hou)及時(shi)中(zhong)止(zhi)氧(yang)(yang)化發(fa)黑時(shi)間(jian)(jian)(jian)。正確(que)掌(zhang)(zhang)握(wo)時(shi)間(jian)(jian)(jian)是本(ben)工序成(cheng)敗的(de)關鍵。
配方3和配方4與配方1基(ji)本是同一類型，可相互(hu)參照(zhao)。
二(er)、配方(fang)2 (見表7-1)
1. 硫酸錳
在溶液中硫酸錳解離出來的二價錳離子（Mn2+)被硝酸根離子（NO-3)氧化，轉變成高錳酸離子（MnO-4),反應式如下：
3Mn2++5NO-3+7H2O → 3MnO-4+5NO2↑+14H+
在加(jia)熱的(de)酸性(xing)溶液(ye)中，每兩(liang)個高錳酸離子放(fang)出5個新(xin)生態氧原子，其活性(xing)大，能(neng)(neng)與鎳、鉻、鐵等元素發生化學反應，生成(cheng)黑(hei)色氧化膜(mo)，故錳是發黑(hei)劑。它能(neng)(neng)加(jia)速膜(mo)的(de)生成(cheng)，含量(liang)太低(di)或無(wu)錳離子存在，氧化膜(mo)便(bian)不能(neng)(neng)變黑(hei)。
2. 硝酸鉀
在溶液中是氧化劑，能使二價錳離子氧化為高錳酸離子，再起氧化作用，硝酸根（NO-3)在加溫條件下也能直接與鎳、鉻等合金元素反應，生成它們的氧化物。硝酸鉀含量偏低，成膜慢，偏高易造成過腐蝕。
3. 重鉻酸(suan)鉀
在發(fa)黑(hei)過程中(zhong)是氧(yang)化(hua)劑(ji)。氧(yang)化(hua)后本身變成三(san)價鉻(ge)(ge)，當(dang)三(san)價鉻(ge)(ge)濃(nong)度達到鉻(ge)(ge)的尖晶型氧(yang)化(hua)物時(shi)，形(xing)成錳、鎳(nie)、鐵、鉻(ge)(ge)等(deng)系列化(hua)合物，從而(er)得到黑(hei)色氧(yang)化(hua)膜(mo)。其(qi)含量偏高、偏低均不能(neng)獲得有彈性(xing)有硬度的黑(hei)色膜(mo)，而(er)且使膜(mo)變薄、變脆(cui)、疏(shu)松(song)。
4. 硫酸(suan)銨
在溶液(ye)中通過絡合作用，控制反應速率。偏(pian)低時(shi)，絡合不了(le)溶解下來的鎳、鉻(ge)等離(li)子，使溶液(ye)惡化，成膜(mo)速率變慢。含量偏(pian)高，膜(mo)成型快。工件溶解過快，造(zao)成過腐蝕(shi)，膜(mo)層變薄，性(xing)能低劣。
5. 硫酸(suan)
使溶(rong)液保持一定的(de)酸度，可以增加溶(rong)液的(de)活性。
6. 溫(wen)度與時間
溶(rong)液溫(wen)度低(di)于95℃,溶(rong)液活(huo)性不夠，基本沒(mei)有反應(ying)(ying)，成(cheng)(cheng)膜速(su)率非(fei)常緩慢。溫(wen)度過高，超過115℃,表面溶(rong)解過快，造(zao)成(cheng)(cheng)過腐蝕。時(shi)間與溫(wen)度應(ying)(ying)配合(he)適當，溫(wen)度取(qu)上限，時(shi)間取(qu)下限。對高合(he)金(jin)不銹鋼比較合(he)適的(de)溫(wen)度是98℃,時(shi)間為80分鐘。掌(zhang)握好發黑的(de)最(zui)佳(jia)時(shi)間與配方1中對時(shi)間所(suo)述的(de)控制同(tong)樣重要。
三(san)、 配方5 (見表(biao)7-1)
工藝流程：水(shui)(shui)(shui)(shui)洗(xi)（除(chu)去不銹鋼表面的污物）→化(hua)學除(chu)油（氫氧化(hua)鈉(na)80g/L,碳酸(suan)(suan)鈉(na)20g/L,磷酸(suan)(suan)鈉(na)40g/L,十二烷基硫(liu)酸(suan)(suan)鈉(na)2g/L,溫度(du)(du)(du)50~60℃,時(shi)間15~20min)→熱水(shui)(shui)(shui)(shui)洗(xi)→冷水(shui)(shui)(shui)(shui)洗(xi)→化(hua)學拋光［硫(liu)酸(suan)(suan)（d=1.84)230mL/L,鹽(yan)酸(suan)(suan)（36%~38%)70mL/L,硝(xiao)酸(suan)(suan)（65%~68%)40ml/L,溫度(du)(du)(du)50~80℃,時(shi)間3~20min]→水(shui)(shui)(shui)(shui)洗(xi)→活化(hua)［磷酸(suan)(suan)（≥85%)60mL/L、溫度(du)(du)(du)室溫，時(shi)間1~2min]→水(shui)(shui)(shui)(shui)洗(xi)→發(fa)黑（配方(fang)5 的發(fa)黑液(ye)加熱到95~100℃,零(ling)件之(zhi)間、與容器之(zhi)間不得接(jie)觸，經常攪拌，補充蒸餾水(shui)(shui)(shui)(shui)，保(bao)持(chi)溶液(ye)濃度(du)(du)(du)，時(shi)間是要不時(shi)取(qu)出(chu)試件，用水(shui)(shui)(shui)(shui)沖洗(xi)干凈(jing)后觀察其顏色變化(hua)，達到純黑色膜即(ji)時(shi)出(chu)槽(cao)）→水(shui)(shui)(shui)(shui)洗(xi)→固化(hua)［使黑膜耐磨硬化(hua)：鉻(ge)酐250g/L,硫(liu)酸(suan)(suan)（d=1.84)2.5g/L,溫度(du)(du)(du)40℃,時(shi)間5~15min]→水(shui)(shui)(shui)(shui)洗(xi)→浸脫水(shui)(shui)(shui)(shui)防銹油（3~5 分鐘)。
四(si)、 配(pei)方(fang)7、8(見表(biao)7-2)
為無鉻型著色(se)工藝(yi)。配方8著黑色(se)時分(fen)兩步走(zou)，第一步先在草(cao)酸中(zhong)浸若(ruo)干時間，然后(hou)在硫(liu)代(dai)硫(liu)酸鈉溶液中(zhong)浸黑為止。
在前處理中也采用環保型，不含六價鉻，適用于各種不銹鋼的化學拋光，對人和環境污染較小。見表7-3環保型不銹鋼(gang)化學拋(pao)光工藝。
但配(pei)方(fang)(fang)12、13含硝酸(suan)和磷(lin)酸(suan)鹽，對人和環境還存在危(wei)害，且溫(wen)度都是50℃,而以(yi)下配(pei)方(fang)(fang)14、15則較為實用。
配方(fang)14 ： 草酸 150~200g/L 、硫脲 8~10g/L 、乙醇 6~10mL/L 、OP或無磷海鷗(ou)洗滌劑(ji) 5~10mL/L 、溫(wen)度 50~60℃ 、時(shi)間 3~5 分鐘。
配(pei)方15 ：雙氧水 20~30mL/L 、鹽酸(suan) 20~30mL/L 、添加劑 20~30mL/L(易溶(rong)于水、無機(ji)物，可(ke)絡合鎳、鐵、鉻離(li)子(zi)） 、水 20~30mL/L 、 溫度 常溫 。
配方15更(geng)為實用。添加劑(ji)可用氟化銨或硫(liu)酸銨。
環保型不(bu)銹鋼電解拋光液組(zu)成及工藝條件(jian)見表7-4。
配方18溶(rong)液導電率高(gao)，拋(pao)光(guang)(guang)光(guang)(guang)澤(ze)度(du)提高(gao)15%,處理成本低，拋(pao)光(guang)(guang)中(zhong)無異味(wei)，毒性(xing)小。
五(wu)、配方9 (見(jian)表7-2)
本配方適用(yong)于(yu)18Cr-8Ni不銹(xiu)鋼。硫酸鉻要(yao)先溶(rong)(rong)(rong)解于(yu)少量(liang)水溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)形(xing)成飽和溶(rong)(rong)(rong)液，再加(jia)入硫酸－磷酸溶(rong)(rong)(rong)液中(zhong)，當溫度(du)到200℃時，不銹(xiu)鋼表(biao)面(mian)先發生溶(rong)(rong)(rong)解，氫(qing)氧(yang)停止(zhi)析出，表(biao)面(mian)形(xing)成不溶(rong)(rong)(rong)性黑色薄膜。
六、配方10 (見表7-2)
配(pei)方10是用(yong)少量(liang)水將鉻酐完全溶解，然后在攪拌下加(jia)入(ru)硫酸(suan)，均勻后加(jia)熱到(dao)80~100℃后即可使(shi)用(yong)。水量(liang)要(yao)適(shi)量(liang)，才能成(cheng)為黑化工藝。如果(guo)黑化未(wei)達(da)到(dao)要(yao)求，可適(shi)量(liang)加(jia)入(ru)少量(liang)水即可達(da)到(dao)黑化作(zuo)用(yong)。
七、配方(fang)11 (見表7-2)
本配方在304不銹(xiu)鋼(gang)表面獲得緊密覆蓋的黑化膜，有效提高基體的裝飾性和防護性。工藝過程為：先將試件堿性除油（NaOH 70g/L,90℃),再進行電化學拋光（磷酸10%,濃硫酸10%,2A/d㎡,35℃).將前處理后的不銹鋼放入恒溫爐中加熱至300℃,之后將試件迅速浸入30%硫代硫酸鈉溶液中，進行5min黑化處理，烘干后即得黑化膜層。
