不銹鋼化學(xue)著黑色溶液成(cheng)分和(he)工(gong)藝條(tiao)件見表7-1和(he)表7-2.
一、配方(fang)1 (見表7-1)
1. 重(zhong)鉻酸鉀(jia)
含(han)(han)量太(tai)高，加熱后不(bu)(bu)能全部溶解，易發(fa)生色澤不(bu)(bu)勻的現象(xiang)，含(han)(han)量太(tai)低，氧化力弱，膜層色淺。最佳含(han)(han)量為355g/L。
2. 硫酸
含(han)量太高(gao)，反(fan)應(ying)較慢，易(yi)使(shi)零件表(biao)面光潔度(du)降低(di)。含(han)量太低(di)，反(fan)應(ying)速率(lv)很慢，最(zui)佳含(han)量為347mL/L.
3. 溫度
低于90℃,反(fan)應(ying)進行很慢(man)，膜(mo)層(ceng)會產生玫紅(hong)、翠綠、淺棕等不(bu)規(gui)則的(de)干(gan)涉色。溫度太高，反(fan)應(ying)進行很快，終點(dian)不(bu)易(yi)控(kong)制(zhi)，膜(mo)層(ceng)質量(liang)欠佳。
4. 時間
在(zai)開始(shi)大半時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)內(nei)(nei)顏(yan)色(se)(se)(se)無變(bian)(bian)化(hua)，中途取出(chu)察看一(yi)(yi)直(zhi)是本(ben)色(se)(se)(se)，色(se)(se)(se)膜是在(zai)今過程(cheng)的(de)(de)(de)最(zui)后(hou)10%~20%的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)內(nei)(nei)方才出(chu)現的(de)(de)(de)，且只持續1~2分鐘(zhong)。在(zai)嚴(yan)格(ge)控制溫度的(de)(de)(de)情況下，要掌握好最(zui)佳出(chu)槽時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，否(fou)則無法達到(dao)黑(hei)色(se)(se)(se)氧(yang)(yang)化(hua)膜色(se)(se)(se)澤一(yi)(yi)致。在(zai)氧(yang)(yang)化(hua)過程(cheng)中，膜層(ceng)顏(yan)色(se)(se)(se)有一(yi)(yi)個從本(ben)色(se)(se)(se)→淺(qian)棕→深(shen)棕→淺(qian)藍(lan)（或淺(qian)黑(hei)）→深(shen)藍(lan)（或深(shen)黑(hei)）的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)過程(cheng)。而(er)從淺(qian)藍(lan)至深(shen)藍(lan)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)(jian)隔僅0.5~1 分鐘(zhong)。如果錯過這(zhe)最(zui)佳點(dian)，就會又從深(shen)藍(lan)色(se)(se)(se)回復到(dao)淺(qian)棕色(se)(se)(se)，再也不會變(bian)(bian)黑(hei)。此時(shi)(shi)只能取出(chu)零件(jian)退除(chu)膜層(ceng)后(hou)，重新氧(yang)(yang)化(hua)著色(se)(se)(se)。因此，在(zai)氧(yang)(yang)化(hua)過程(cheng)中，應嚴(yan)格(ge)控制時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)，經(jing)常(chang)取出(chu)零件(jian)水洗后(hou)察看色(se)(se)(se)澤，這(zhe)樣做不會影(ying)響氧(yang)(yang)化(hua)發(fa)黑(hei)質(zhi)量(liang)，當顏(yan)色(se)(se)(se)達到(dao)后(hou)及時(shi)(shi)中止氧(yang)(yang)化(hua)發(fa)黑(hei)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)。正確掌握時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)是本(ben)工序成敗(bai)的(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)。
配方(fang)3和配方(fang)4與配方(fang)1基本是同一類型，可(ke)相互參照(zhao)。
二、配方2 (見表(biao)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(re)的酸性溶液中，每兩個高錳酸離子(zi)放出5個新生態氧(yang)原子(zi)，其(qi)活(huo)性大，能與(yu)鎳(nie)、鉻(ge)、鐵等元素發生化(hua)學(xue)反應，生成黑(hei)色氧(yang)化(hua)膜，故錳是發黑(hei)劑。它能加(jia)速膜的生成，含量太低或(huo)無錳離子(zi)存在，氧(yang)化(hua)膜便不(bu)能變黑(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. 重鉻酸鉀
在發黑(hei)過程中是(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)后(hou)本(ben)身變成三(san)價鉻(ge)(ge)，當三(san)價鉻(ge)(ge)濃度(du)達到鉻(ge)(ge)的(de)尖(jian)晶(jing)型氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)時，形成錳、鎳、鐵、鉻(ge)(ge)等系列化(hua)(hua)合物(wu)，從(cong)而得(de)到黑(hei)色(se)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)。其含(han)量偏高、偏低均不能獲得(de)有(you)彈(dan)性有(you)硬度(du)的(de)黑(hei)色(se)膜(mo)，而且使(shi)膜(mo)變薄、變脆、疏松。
4. 硫(liu)酸銨(an)
在溶(rong)液(ye)中通過絡合作用，控制反應(ying)速率。偏低(di)時，絡合不了(le)溶(rong)解下(xia)來的鎳、鉻(ge)等離子，使溶(rong)液(ye)惡化，成膜速率變慢。含量偏高，膜成型快。工件溶(rong)解過快，造成過腐(fu)蝕，膜層變薄，性能低(di)劣(lie)。
5. 硫酸
使溶液(ye)保(bao)持一定(ding)的(de)酸度，可以增(zeng)加(jia)溶液(ye)的(de)活(huo)性。
6. 溫度與時(shi)間
溶(rong)液(ye)溫度(du)低于95℃,溶(rong)液(ye)活性(xing)不(bu)夠，基(ji)本沒有反應，成膜速率非常緩慢。溫度(du)過(guo)高，超過(guo)115℃,表面(mian)溶(rong)解過(guo)快，造成過(guo)腐蝕。時間(jian)(jian)與(yu)溫度(du)應配合(he)適當，溫度(du)取(qu)上限，時間(jian)(jian)取(qu)下限。對高合(he)金不(bu)銹鋼(gang)比較合(he)適的(de)(de)溫度(du)是98℃,時間(jian)(jian)為80分鐘。掌握好發(fa)黑的(de)(de)最佳時間(jian)(jian)與(yu)配方1中對時間(jian)(jian)所(suo)述(shu)的(de)(de)控制同樣重要。
三、 配方5 (見表7-1)
工藝流(liu)程：水(shui)洗（除去不銹鋼表面的(de)污物）→化(hua)(hua)(hua)學(xue)除油（氫(qing)氧化(hua)(hua)(hua)鈉(na)80g/L,碳酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)20g/L,磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)40g/L,十二烷基硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)2g/L,溫(wen)度50~60℃,時間(jian)(jian)15~20min)→熱水(shui)洗→冷(leng)水(shui)洗→化(hua)(hua)(hua)學(xue)拋光［硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)（d=1.84)230mL/L,鹽酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)（36%~38%)70mL/L,硝酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)（65%~68%)40ml/L,溫(wen)度50~80℃,時間(jian)(jian)3~20min]→水(shui)洗→活化(hua)(hua)(hua)［磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)（≥85%)60mL/L、溫(wen)度室溫(wen)，時間(jian)(jian)1~2min]→水(shui)洗→發黑(hei)（配方(fang)5 的(de)發黑(hei)液加(jia)熱到95~100℃,零件之間(jian)(jian)、與容器之間(jian)(jian)不得接觸，經常(chang)攪拌，補(bu)充蒸餾水(shui)，保(bao)持(chi)溶液濃度，時間(jian)(jian)是要(yao)不時取出試件，用水(shui)沖洗干凈后觀(guan)察其顏色變化(hua)(hua)(hua)，達到純(chun)黑(hei)色膜即時出槽(cao)）→水(shui)洗→固(gu)化(hua)(hua)(hua)［使黑(hei)膜耐磨硬(ying)化(hua)(hua)(hua)：鉻酐250g/L,硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)（d=1.84)2.5g/L,溫(wen)度40℃,時間(jian)(jian)5~15min]→水(shui)洗→浸(jin)脫水(shui)防銹油（3~5 分(fen)鐘)。
四、 配方7、8(見表7-2)
為無鉻(ge)型(xing)著色工(gong)藝(yi)。配方8著黑色時(shi)分兩步走，第一步先在草酸中(zhong)浸若干時(shi)間，然(ran)后在硫代硫酸鈉溶液中(zhong)浸黑為止(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(pao)光(guang)工藝。
但配(pei)方12、13含硝酸和(he)磷(lin)酸鹽，對人(ren)和(he)環境還存(cun)在危害，且溫度(du)都(dou)是50℃,而以下配(pei)方14、15則(ze)較為(wei)實用。
配方14 ： 草(cao)酸 150~200g/L 、硫脲(niao) 8~10g/L 、乙醇 6~10mL/L 、OP或(huo)無磷(lin)海鷗洗滌劑 5~10mL/L 、溫度 50~60℃ 、時間(jian) 3~5 分鐘(zhong)。
配方15 ：雙氧水 20~30mL/L 、鹽(yan)酸 20~30mL/L 、添加劑 20~30mL/L(易溶于水、無機物，可絡合鎳、鐵(tie)、鉻離子） 、水 20~30mL/L 、 溫(wen)度 常溫(wen) 。
配方15更為實用。添(tian)加劑可(ke)用氟化銨或硫酸銨。
環保型不銹鋼(gang)電解拋光液(ye)組成(cheng)及(ji)工藝(yi)條件見表7-4。
配方18溶液導電率(lv)高，拋光(guang)光(guang)澤度提(ti)高15%,處理成本(ben)低(di)，拋光(guang)中無異味，毒(du)性小(xiao)。
五、配方(fang)9 (見表7-2)
本配方(fang)適(shi)用(yong)于18Cr-8Ni不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。硫(liu)酸鉻要先溶解于少量水(shui)溶液中(zhong)形成(cheng)飽和溶液，再加入硫(liu)酸－磷酸溶液中(zhong)，當(dang)溫度到200℃時，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面先發生溶解，氫氧停止析出，表(biao)面形成(cheng)不(bu)溶性黑色薄(bo)膜。
六、配方10 (見表7-2)
配方10是用(yong)少量(liang)水(shui)將(jiang)鉻酐完全(quan)溶解，然后在攪拌下加入硫酸(suan)，均(jun)勻后加熱到80~100℃后即可使用(yong)。水(shui)量(liang)要適(shi)量(liang)，才能成為黑化(hua)工藝。如(ru)果黑化(hua)未達(da)到要求(qiu)，可適(shi)量(liang)加入少量(liang)水(shui)即可達(da)到黑化(hua)作用(yong)。
七、配(pei)方11 (見表(biao)7-2)
本配方在304不銹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。
