不銹(xiu)鋼化學著(zhu)黑色溶液成分(fen)和(he)工藝條件見表(biao)7-1和(he)表(biao)7-2.
一、配方1 (見(jian)表7-1)
1. 重鉻酸(suan)鉀
含量太高，加熱(re)后不能全部(bu)溶解，易發生色澤不勻的現象，含量太低，氧(yang)化力(li)弱，膜層色淺(qian)。最(zui)佳含量為355g/L。
2. 硫酸
含(han)(han)(han)量(liang)太(tai)(tai)高，反(fan)應較(jiao)慢(man)(man)，易使零件表面光潔(jie)度(du)降低。含(han)(han)(han)量(liang)太(tai)(tai)低，反(fan)應速率很慢(man)(man)，最佳含(han)(han)(han)量(liang)為347mL/L.
3. 溫度(du)
低(di)于90℃,反應(ying)(ying)進(jin)行(xing)(xing)很慢，膜層會產生玫紅(hong)、翠綠、淺棕等(deng)不規則的干(gan)涉色。溫(wen)度太高，反應(ying)(ying)進(jin)行(xing)(xing)很快(kuai)，終點(dian)不易控制，膜層質量(liang)欠佳。
4. 時(shi)間
在(zai)開始大半時(shi)間(jian)內顏(yan)色(se)(se)(se)(se)無(wu)變(bian)化(hua)(hua)，中途取出察看一直(zhi)是(shi)本色(se)(se)(se)(se)，色(se)(se)(se)(se)膜是(shi)在(zai)今(jin)過(guo)程(cheng)的(de)最后10%~20%的(de)時(shi)間(jian)內方才出現的(de)，且只(zhi)持續1~2分(fen)鐘。在(zai)嚴格控(kong)(kong)制(zhi)溫(wen)度的(de)情況下，要掌(zhang)握好最佳出槽時(shi)間(jian)，否則無(wu)法達到(dao)黑(hei)色(se)(se)(se)(se)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜色(se)(se)(se)(se)澤(ze)一致。在(zai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中，膜層顏(yan)色(se)(se)(se)(se)有一個(ge)從本色(se)(se)(se)(se)→淺棕(zong)→深(shen)棕(zong)→淺藍（或淺黑(hei)）→深(shen)藍（或深(shen)黑(hei)）的(de)變(bian)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。而(er)從淺藍至深(shen)藍的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔僅0.5~1 分(fen)鐘。如果錯過(guo)這(zhe)最佳點，就會又從深(shen)藍色(se)(se)(se)(se)回復到(dao)淺棕(zong)色(se)(se)(se)(se)，再也不(bu)會變(bian)黑(hei)。此時(shi)只(zhi)能取出零件退除膜層后，重新(xin)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)著色(se)(se)(se)(se)。因(yin)此，在(zai)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中，應嚴格控(kong)(kong)制(zhi)時(shi)間(jian)，經(jing)常取出零件水洗后察看色(se)(se)(se)(se)澤(ze)，這(zhe)樣做不(bu)會影響氧(yang)(yang)化(hua)(hua)發黑(hei)質量，當顏(yan)色(se)(se)(se)(se)達到(dao)后及時(shi)中止氧(yang)(yang)化(hua)(hua)發黑(hei)時(shi)間(jian)。正(zheng)確掌(zhang)握時(shi)間(jian)是(shi)本工序(xu)成敗(bai)的(de)關鍵。
配(pei)方3和(he)配(pei)方4與配(pei)方1基本是同一類型，可(ke)相互參照。
二、配方2 (見(jian)表7-1)
1. 硫(liu)酸(suan)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(zai)加(jia)(jia)熱的(de)酸性溶液中，每兩個(ge)高(gao)錳(meng)(meng)(meng)酸離子(zi)放出5個(ge)新生(sheng)(sheng)態(tai)氧(yang)原(yuan)子(zi)，其活性大，能(neng)與鎳、鉻(ge)、鐵等元素發生(sheng)(sheng)化(hua)學反(fan)應，生(sheng)(sheng)成(cheng)黑色氧(yang)化(hua)膜(mo)，故錳(meng)(meng)(meng)是發黑劑(ji)。它能(neng)加(jia)(jia)速膜(mo)的(de)生(sheng)(sheng)成(cheng)，含量太(tai)低或(huo)無錳(meng)(meng)(meng)離子(zi)存在(zai)，氧(yang)化(hua)膜(mo)便不能(neng)變黑。
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. 重鉻酸鉀
在發黑(hei)過程中是(shi)氧(yang)(yang)化劑。氧(yang)(yang)化后本身變成三價鉻(ge)，當三價鉻(ge)濃度達到(dao)鉻(ge)的(de)(de)尖(jian)晶型氧(yang)(yang)化物(wu)時，形成錳、鎳、鐵、鉻(ge)等系列化合物(wu)，從(cong)而得(de)到(dao)黑(hei)色(se)氧(yang)(yang)化膜。其含量偏高、偏低均不能獲得(de)有彈性有硬(ying)度的(de)(de)黑(hei)色(se)膜，而且使(shi)膜變薄(bo)、變脆、疏松。
4. 硫酸銨
在溶(rong)液中通(tong)過絡合作用，控制反應速(su)率。偏低(di)時，絡合不了溶(rong)解(jie)下(xia)來的(de)鎳、鉻等離子，使溶(rong)液惡(e)化，成(cheng)膜速(su)率變慢。含量偏高，膜成(cheng)型快(kuai)。工件溶(rong)解(jie)過快(kuai)，造成(cheng)過腐蝕，膜層變薄，性(xing)能(neng)低(di)劣。
5. 硫(liu)酸
使溶(rong)液(ye)保持一定的酸度，可以增加溶(rong)液(ye)的活(huo)性。
6. 溫度與(yu)時間
溶(rong)(rong)液溫(wen)度低于95℃,溶(rong)(rong)液活性不(bu)夠(gou)，基本沒有反(fan)應，成膜速(su)率非常緩(huan)慢(man)。溫(wen)度過(guo)高，超(chao)過(guo)115℃,表面溶(rong)(rong)解過(guo)快(kuai)，造成過(guo)腐蝕(shi)。時(shi)間(jian)(jian)與(yu)溫(wen)度應配合(he)適(shi)當，溫(wen)度取(qu)上限，時(shi)間(jian)(jian)取(qu)下(xia)限。對高合(he)金不(bu)銹(xiu)鋼比(bi)較合(he)適(shi)的(de)溫(wen)度是98℃,時(shi)間(jian)(jian)為80分鐘(zhong)。掌(zhang)握好(hao)發黑的(de)最佳時(shi)間(jian)(jian)與(yu)配方1中對時(shi)間(jian)(jian)所述(shu)的(de)控制同(tong)樣(yang)重要。
三(san)、 配(pei)方5 (見(jian)表(biao)7-1)
工藝(yi)流(liu)程：水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)（除去不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面(mian)的污物）→化學除油(you)（氫氧化鈉80g/L,碳酸鈉20g/L,磷(lin)酸鈉40g/L,十二(er)烷基硫(liu)酸鈉2g/L,溫(wen)度(du)(du)(du)50~60℃,時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)15~20min)→熱(re)水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→冷(leng)水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→化學拋光［硫(liu)酸（d=1.84)230mL/L,鹽酸（36%~38%)70mL/L,硝酸（65%~68%)40ml/L,溫(wen)度(du)(du)(du)50~80℃,時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)3~20min]→水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→活化［磷(lin)酸（≥85%)60mL/L、溫(wen)度(du)(du)(du)室溫(wen)，時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)1~2min]→水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→發黑(hei)（配方5 的發黑(hei)液加熱(re)到95~100℃,零件(jian)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)、與容器之(zhi)間(jian)(jian)(jian)不(bu)(bu)得接觸，經(jing)常攪拌，補充蒸(zheng)餾水(shui)(shui)(shui)，保持溶(rong)液濃度(du)(du)(du)，時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)是要不(bu)(bu)時(shi)(shi)取出(chu)試件(jian)，用水(shui)(shui)(shui)沖洗(xi)(xi)(xi)干凈(jing)后(hou)觀察(cha)其顏(yan)色變化，達到純黑(hei)色膜即時(shi)(shi)出(chu)槽）→水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→固(gu)化［使(shi)黑(hei)膜耐磨硬化：鉻酐250g/L,硫(liu)酸（d=1.84)2.5g/L,溫(wen)度(du)(du)(du)40℃,時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)5~15min]→水(shui)(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→浸脫水(shui)(shui)(shui)防銹(xiu)油(you)（3~5 分鐘)。
四、 配方7、8(見(jian)表7-2)
為(wei)(wei)無(wu)鉻型著色(se)工(gong)藝。配方8著黑色(se)時分兩步(bu)走，第一步(bu)先在(zai)草酸中(zhong)浸若干時間(jian)，然后(hou)在(zai)硫(liu)代硫(liu)酸鈉溶液中(zhong)浸黑為(wei)(wei)止(zhi)。
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環保型不銹鋼化學拋光工藝。
但配方12、13含硝酸和磷酸鹽，對(dui)人和環境還存在危(wei)害(hai)，且溫(wen)度都是50℃,而以下配方14、15則較為實用。
配(pei)方14 ： 草酸 150~200g/L 、硫脲 8~10g/L 、乙(yi)醇 6~10mL/L 、OP或無磷海(hai)鷗洗滌劑 5~10mL/L 、溫度 50~60℃ 、時間 3~5 分鐘(zhong)。
配方15 ：雙氧水 20~30mL/L 、鹽酸 20~30mL/L 、添(tian)加劑 20~30mL/L(易(yi)溶于水、無機物，可(ke)絡合鎳、鐵、鉻(ge)離子） 、水 20~30mL/L 、 溫度(du) 常溫 。
配(pei)方(fang)15更為(wei)實用(yong)。添加劑可用(yong)氟化銨或(huo)硫(liu)酸(suan)銨。
環保型不銹鋼電解拋光液(ye)組(zu)成及工藝條件(jian)見表7-4。
配方(fang)18溶液導電(dian)率(lv)高(gao)，拋光(guang)光(guang)澤度(du)提高(gao)15%,處(chu)理(li)成本(ben)低，拋光(guang)中無異味，毒性小(xiao)。
五、配(pei)方9 (見表7-2)
本配方適用于(yu)18Cr-8Ni不(bu)銹鋼。硫酸鉻要先(xian)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)于(yu)少量水溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)形成(cheng)(cheng)飽(bao)和(he)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)，再加入硫酸－磷(lin)酸溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)，當溫度(du)到200℃時(shi)，不(bu)銹鋼表面先(xian)發(fa)生溶(rong)(rong)(rong)解(jie)，氫氧停止(zhi)析出，表面形成(cheng)(cheng)不(bu)溶(rong)(rong)(rong)性黑色薄膜。
六、配方10 (見表(biao)7-2)
配方10是用(yong)少量水將(jiang)鉻酐(gan)完全溶(rong)解，然后在攪拌下加入硫酸，均勻(yun)后加熱到(dao)80~100℃后即(ji)可(ke)使用(yong)。水量要(yao)適量，才能成為黑化(hua)(hua)工藝(yi)。如果黑化(hua)(hua)未(wei)達(da)到(dao)要(yao)求，可(ke)適量加入少量水即(ji)可(ke)達(da)到(dao)黑化(hua)(hua)作用(yong)。
七(qi)、配方(fang)11 (見表(biao)7-2)
本配方在304不(bu)銹(xiu)鋼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。
