黄铜表面的发黑处理研究

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1、中国表面工程2003年第1期(总第58期)41黄铜表面的发黑处理研究张忠诚，张红兵（山东大学化学与化工学院，山东济南250061）摘要：使用不含CuSO4的亚硒酸发黑液在常温下对黄铜进行了表面发黑处理，并与多种发黑工艺的发黑膜进行了对比。研究表明所提出的发黑系统成本低，配方简单，得到的发黑膜黑度高，色泽好，附着力明显提高。关键词：发黑；黄铜；二氧化硒中图分类号：TG177文献标识码：A文章编号：1007-9289(2003)01-0041-02StudyonSurfaceBlackeningTreatmentofBras

2、sZHANGZhong-cheng，ZHANGHong-bing(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,ShandongUniv.,JinanShangdong250061,China)Abstract:AformulationfreeofCuSO4wasproposedwithwhichabrasssamplewasblackedatroomtemperatures.Theblackeninglayerthusobtainedwascomparedtovariousblacke

3、ninglayersmadebydifferentsystemsshowingthatthisformulationhasalowercost.Theblackenedsurfaceofbrassdisplayedanexcellentcolorandamuchstrongeradhesivestrengthtothesubstrate.Keywords:blackening;brass;seleniumoxide1引言2试验黄铜的表面发黑处理一般是通过化学法在其试验用黄铜为压轧板和铸件两种。表面生成一层黑色的表面膜。它

4、在光学仪器、无线试验工艺流程为：去油→水洗→化学抛光→水电工业以及工艺品加工过程有着广泛的应用。黄铜洗→常温化学发黑→水洗→干燥→封闭→成品。的表面发黑处理主要目的是消光、装饰和防腐。以去油是采用市售固体金属清洗剂。配制成10%往所采用的发黑系统一般有硫化物、过硫化物、硫的水溶液，室温下一般浸泡20～30min即可将表面[1]代硫酸盐、铜氨络合物等。这些系统有的需要加油污去净。加热至95℃左右时去油时间可以缩短热且反应缓慢处理时间长，如硫代硫酸盐系统；有至10～15min。若油污较重可以适当延长时间，直的颜色不理想，如硫

5、化物系统；还有的有异味操作至除净为止。再用自来水彻底洗净后进行除锈或抛环境欠佳，如铜氨络合物系统。最近几年，由于硒光。为简单起见，将除锈和抛光合为一步进行。采[2~4]－铜系钢铁常温发黑的研究进展迅速，取得了用的抛光液为H2SO4-H2O2系,其配方见表1。抛光较好的效果。有人将原先对钢铁发黑的系统用于铜时间一般为10s，可根据表面状态适当缩短或延长，件的发黑研究，结果可以用亚硒酸－硫酸铜发黑液[5]将铜件在常温下发黑。亚硒酸－硫酸铜常温发黑表1黄铜化学抛光液的配方不需加热，因此大大降低了能耗，发黑速度快，效Table1

6、Formulationofpolishingsolution率高，一般仅需几分钟。缺点是前处理要求较严格，名称规格质量分数w/%发黑膜的附着力稍差一些。文中使用不含硫酸铜的亚硒酸系统在常温下H2SO498%4.4对黄铜进行发黑处理的新工艺。试验结果表明，该H2O230%14系统对黄铜的发黑效率较高，色泽理想，且发黑膜甲醇6的附着力也有明显的提高。OP－104温度室温收稿日期：2002-08-15；修回日期：2002-11-06时间1min作者简介：张忠诚(1953-)，男(汉)，山东青岛人，副教授，硕士。42黄铜表面的发

7、黑处理研究张忠诚等以光亮为准。水中形成亚硒酸抛光后进行水洗，然后按表2配方进行常温发SeO2+H2O=H2SeO3黑，时间一般为2～3min，发黑后水洗，尽快干燥，溶液中的H2SeO3与铜件表面的铜反应生成黑用10号机油封闭即可。色的不溶性CuSe表面膜+2+3Cu+H2SeO3+4H=2Cu+CuSe+3H2O表2黄铜常温发黑液配方该反应的△Ge＝-96.521KJ·mol-1，说明自Table2Formulationofblackeningsolutionatroom发进行的趋势较大。当然由于溶液中成分较复杂，tem

8、perature还会有其它一些反应，例如黄铜中的Zn还有可能名称质量分数w/%被亚硒酸等氧化剂所氧化，或在酸性介质中析出氢H2SO40.8等。由于主要反应所形成的CuSe表面膜中的CuSeO20.12是来自黄铜的工件自身而不是从溶液中沉积出来，氧化剂0.48因此使表面的附着力大大提高。有机酸1.23.3各种因素对黄铜