不銹鋼化學著(zhu)黑色溶液成分和工藝條(tiao)件(jian)見表(biao)7-1和表(biao)7-2.
一、配(pei)方1 (見表7-1)
1. 重鉻酸鉀
含量(liang)太高(gao)，加熱后不能全部溶(rong)解，易發生色(se)(se)澤不勻的現象，含量(liang)太低，氧(yang)化力弱，膜層色(se)(se)淺。最佳(jia)含量(liang)為355g/L。
2. 硫酸
含(han)量太高，反應較慢，易使零件(jian)表面光(guang)潔度降低。含(han)量太低，反應速率很慢，最佳含(han)量為(wei)347mL/L.
3. 溫度
低于90℃,反應(ying)進行(xing)很慢，膜(mo)層會產(chan)生玫紅(hong)、翠(cui)綠、淺棕等(deng)不規(gui)則的干(gan)涉色。溫(wen)度太高，反應(ying)進行(xing)很快，終點不易控制，膜(mo)層質量欠佳。
4. 時間
在開始大半時間(jian)(jian)內顏(yan)色(se)無變化(hua)(hua)，中(zhong)(zhong)途取(qu)出(chu)察(cha)看(kan)一直是(shi)本(ben)色(se)，色(se)膜(mo)是(shi)在今過程的(de)(de)(de)最后(hou)10%~20%的(de)(de)(de)時間(jian)(jian)內方才出(chu)現的(de)(de)(de)，且(qie)只(zhi)持續(xu)1~2分鐘。在嚴(yan)格控(kong)制溫度的(de)(de)(de)情況下，要掌握(wo)好最佳出(chu)槽時間(jian)(jian)，否則無法達(da)到(dao)黑色(se)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)色(se)澤一致。在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)過程中(zhong)(zhong)，膜(mo)層(ceng)顏(yan)色(se)有一個從本(ben)色(se)→淺棕(zong)→深(shen)(shen)棕(zong)→淺藍(lan)(lan)（或淺黑）→深(shen)(shen)藍(lan)(lan)（或深(shen)(shen)黑）的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)過程。而從淺藍(lan)(lan)至深(shen)(shen)藍(lan)(lan)的(de)(de)(de)時間(jian)(jian)間(jian)(jian)隔僅(jin)0.5~1 分鐘。如果錯過這最佳點(dian)，就(jiu)會又從深(shen)(shen)藍(lan)(lan)色(se)回復到(dao)淺棕(zong)色(se)，再也不會變黑。此(ci)(ci)時只(zhi)能取(qu)出(chu)零件退除膜(mo)層(ceng)后(hou)，重新氧(yang)(yang)化(hua)(hua)著(zhu)色(se)。因此(ci)(ci)，在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)過程中(zhong)(zhong)，應(ying)嚴(yan)格控(kong)制時間(jian)(jian)，經常取(qu)出(chu)零件水洗后(hou)察(cha)看(kan)色(se)澤，這樣(yang)做不會影響氧(yang)(yang)化(hua)(hua)發黑質量，當顏(yan)色(se)達(da)到(dao)后(hou)及時中(zhong)(zhong)止氧(yang)(yang)化(hua)(hua)發黑時間(jian)(jian)。正(zheng)確掌握(wo)時間(jian)(jian)是(shi)本(ben)工(gong)序(xu)成敗的(de)(de)(de)關鍵(jian)。
配(pei)方(fang)3和配(pei)方(fang)4與配(pei)方(fang)1基本是同一(yi)類型(xing)，可相互(hu)參照(zhao)。
二、配(pei)方2 (見(jian)表7-1)
1. 硫酸(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+
在加熱的(de)酸性溶(rong)液中，每兩個高錳(meng)酸離(li)子(zi)(zi)放出5個新生態(tai)氧原子(zi)(zi)，其活(huo)性大，能與鎳、鉻、鐵等元素發生化(hua)學反應，生成(cheng)黑(hei)(hei)色(se)氧化(hua)膜，故錳(meng)是發黑(hei)(hei)劑(ji)。它能加速(su)膜的(de)生成(cheng)，含量太低或(huo)無錳(meng)離(li)子(zi)(zi)存在，氧化(hua)膜便不能變黑(hei)(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)(hei)過(guo)程中是氧化(hua)劑。氧化(hua)后本身變成(cheng)三價鉻，當(dang)三價鉻濃度達到(dao)鉻的尖晶型(xing)氧化(hua)物時，形成(cheng)錳、鎳、鐵、鉻等系列化(hua)合物，從(cong)而(er)得到(dao)黑(hei)(hei)色氧化(hua)膜(mo)。其含(han)量偏高、偏低均不能獲得有彈性有硬(ying)度的黑(hei)(hei)色膜(mo)，而(er)且使膜(mo)變薄(bo)、變脆、疏(shu)松。
4. 硫酸(suan)銨
在(zai)溶液(ye)中通過(guo)絡合作用，控制反應速(su)率(lv)。偏低時，絡合不了溶解(jie)(jie)下(xia)來的鎳、鉻等離子，使溶液(ye)惡(e)化，成(cheng)(cheng)膜(mo)速(su)率(lv)變慢。含量偏高(gao)，膜(mo)成(cheng)(cheng)型快。工件溶解(jie)(jie)過(guo)快，造成(cheng)(cheng)過(guo)腐蝕，膜(mo)層變薄，性能低劣。
5. 硫(liu)酸
使(shi)溶(rong)液(ye)保持一(yi)定(ding)的酸度，可以(yi)增加溶(rong)液(ye)的活性。
6. 溫度與時間
溶液(ye)(ye)溫度(du)低(di)于95℃,溶液(ye)(ye)活性(xing)不夠，基本沒有反應(ying)，成膜速(su)率非常緩(huan)慢。溫度(du)過(guo)高，超過(guo)115℃,表面溶解過(guo)快，造成過(guo)腐(fu)蝕。時(shi)間(jian)與溫度(du)應(ying)配合適當，溫度(du)取上限(xian)，時(shi)間(jian)取下限(xian)。對(dui)高合金(jin)不銹鋼(gang)比較合適的(de)(de)溫度(du)是98℃,時(shi)間(jian)為(wei)80分鐘。掌握好發黑的(de)(de)最(zui)佳時(shi)間(jian)與配方1中對(dui)時(shi)間(jian)所述的(de)(de)控制同(tong)樣重要(yao)。
三、 配方5 (見表7-1)
工藝流程：水(shui)洗(xi)(xi)（除去不(bu)銹鋼表面的污(wu)物）→化學(xue)除油（氫氧化鈉(na)80g/L,碳酸(suan)鈉(na)20g/L,磷(lin)酸(suan)鈉(na)40g/L,十二烷基硫酸(suan)鈉(na)2g/L,溫(wen)(wen)度50~60℃,時(shi)(shi)(shi)間15~20min)→熱水(shui)洗(xi)(xi)→冷水(shui)洗(xi)(xi)→化學(xue)拋光［硫酸(suan)（d=1.84)230mL/L,鹽酸(suan)（36%~38%)70mL/L,硝酸(suan)（65%~68%)40ml/L,溫(wen)(wen)度50~80℃,時(shi)(shi)(shi)間3~20min]→水(shui)洗(xi)(xi)→活化［磷(lin)酸(suan)（≥85%)60mL/L、溫(wen)(wen)度室(shi)溫(wen)(wen)，時(shi)(shi)(shi)間1~2min]→水(shui)洗(xi)(xi)→發黑(hei)(hei)(hei)（配(pei)方5 的發黑(hei)(hei)(hei)液加熱到95~100℃,零件之(zhi)間、與容器之(zhi)間不(bu)得(de)接觸(chu)，經(jing)常攪拌，補充蒸餾水(shui)，保(bao)持溶液濃(nong)度，時(shi)(shi)(shi)間是要不(bu)時(shi)(shi)(shi)取出試件，用水(shui)沖(chong)洗(xi)(xi)干凈后觀察其顏色變化，達到純黑(hei)(hei)(hei)色膜即(ji)時(shi)(shi)(shi)出槽）→水(shui)洗(xi)(xi)→固化［使黑(hei)(hei)(hei)膜耐磨硬化：鉻(ge)酐250g/L,硫酸(suan)（d=1.84)2.5g/L,溫(wen)(wen)度40℃,時(shi)(shi)(shi)間5~15min]→水(shui)洗(xi)(xi)→浸脫水(shui)防銹油（3~5 分(fen)鐘(zhong))。
四(si)、 配方7、8(見表(biao)7-2)
為無(wu)鉻型著色工(gong)藝(yi)。配方8著黑色時分兩(liang)步(bu)走，第一(yi)步(bu)先在草酸中浸(jin)若干時間，然后在硫代硫酸鈉(na)溶液中浸(jin)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環保型不銹鋼化學拋光工藝。
但配方(fang)12、13含硝酸(suan)和磷酸(suan)鹽，對人和環(huan)境還存(cun)在危害，且溫度都是50℃,而以下配方(fang)14、15則較(jiao)為實用。
配方14 ： 草(cao)酸 150~200g/L 、硫脲 8~10g/L 、乙醇 6~10mL/L 、OP或(huo)無(wu)磷海(hai)鷗洗滌(di)劑 5~10mL/L 、溫度 50~60℃ 、時間 3~5 分鐘。
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，可絡(luo)合鎳、鐵、鉻離子） 、水 20~30mL/L 、 溫度 常溫 。
配方15更(geng)為(wei)實用。添(tian)加劑可用氟化銨或(huo)硫酸銨。
環保(bao)型不銹鋼電解拋(pao)光液組成及工藝條件見表7-4。
配方18溶液導電率高，拋(pao)(pao)光光澤度提(ti)高15%,處理成本低(di)，拋(pao)(pao)光中無異味，毒性小。
五、配方9 (見(jian)表(biao)7-2)
本配方適用于18Cr-8Ni不銹(xiu)鋼(gang)。硫(liu)(liu)酸鉻要先溶(rong)解于少量水(shui)溶(rong)液(ye)中形(xing)(xing)成(cheng)飽(bao)和溶(rong)液(ye)，再加入硫(liu)(liu)酸－磷酸溶(rong)液(ye)中，當溫度到200℃時，不銹(xiu)鋼(gang)表面(mian)先發生溶(rong)解，氫氧(yang)停止析(xi)出，表面(mian)形(xing)(xing)成(cheng)不溶(rong)性黑色(se)薄膜。
六、配方10 (見表7-2)
配方10是用(yong)(yong)(yong)少量(liang)水(shui)將(jiang)鉻(ge)酐完全溶解，然(ran)后在攪拌下加入硫酸(suan)，均勻(yun)后加熱到(dao)80~100℃后即(ji)可使(shi)用(yong)(yong)(yong)。水(shui)量(liang)要(yao)適量(liang)，才能(neng)成為(wei)黑化(hua)(hua)工藝。如果黑化(hua)(hua)未達(da)到(dao)要(yao)求，可適量(liang)加入少量(liang)水(shui)即(ji)可達(da)到(dao)黑化(hua)(hua)作用(yong)(yong)(yong)。
七、配方11 (見表7-2)
本配方在304不(bu)銹鋼(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。
