钢铁热碱发蓝工艺

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1、简介：发蓝工艺是一种材料保护技术，其实质是使钢铁表面通过化学反应，生成一种均匀致密、有一定厚度、附着力强、耐蚀性能好的蓝黑色氧化膜，起到美化和保护工件的作用，广泛用于机械零部件和钢带的表面处理实质：用强的氧化剂将钢件表面氧化成致密、光滑的四氧化三铁。这种四氧化三铁薄层能有效地保护钢件内部不受氧化发蓝处理/发黑处理在高温下（约550℃）氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，故称发蓝处理。在低温下（约350℃）形成的四氧化三铁呈暗黑色，故称发黑处理。在兵器制造中，常用的是发蓝处理；在工业生产中，常用的是发黑处理。主要工艺：热碱发蓝、常温发蓝、石墨流态床发蓝、电阻加热发蓝、铅浴加热发蓝、电磁感应加热发蓝、

2、含氧蒸汽发蓝上述工艺的介绍：热碱发蓝：钢铁在一定浓度的氢氧化钠和亚硝酸钠混合溶液中，通过反应形成氧化膜。膜的厚度和致密性与氧化时氢氧化钠和亚硝酸钠的浓度、温度及处理时间有关。其一般工艺流程如下：碱洗除油一流水冲洗一酸洗除锈一流水冲洗一发蓝—流水冲洗一皂化一晾干一浸油。就热碱发蓝而言，其工艺十分古老且成熟。现在的研究重点一方面是通过降低碱或亚硝酸盐的浓度，从而达到节约能源、保护设备、减少污染的目的；另一方面是采用二次发蓝工艺来克服发蓝膜产生的某些缺陷常温发蓝常温发蓝过程比较复杂，一般认为在钢铁表面发生氧化还原一沉积反应，叉称溶解一沉积过程。在酸性条件下，钢铁基体与亚硒酸和铜盐发生氧化还原反应

3、，而钢铁表面的Fe、Cu、与Se发生沉积反应，生成黑色膜。其一般工艺流程如下：碱洗—除油一溢流漂洗一酸洗除锈一溢流漂洗一发蓝一溢流漂洗一皂化封闭一晾干一上油。常温发蓝对预处理的要求比较严格，另外常温发蓝液的配方相对比较复杂。常温发蓝工艺是从20世纪8O年代发展起来的表面处理工艺，从长远看，因其具有成本低、高效、节能、污染小等优点，必将逐渐取代热碱发蓝。目前的研究热点主要集中在如下几个方面：一一是发蓝机理的研究二是开发新型低毒或无毒的发蓝液。传统的发蓝成膜剂主要集中在硒一铜体系，由于硒为有毒物质，易对环境造成污染石墨流态床发蓝石墨流态床中的石墨粒子和不断从炉底部送入的大量空气相接触，在一定的

4、温度下，碳粒子和空气中的氧化合成一定比例的CO2和CO，其中CO2和O2呈现一定的氧化性，经过表面净化的钢铁工件在500～600℃的石墨粒子炉加热时，表面能生成致密的Fe3O4蓝黑色氧化膜。一般工艺流程如下：机加工一表面净化一粒子炉预热发蓝一粒子炉加热淬火一回火一皂化一涂油电阻加热发蓝电阻加热发蓝主要通过多组电源来加热一个小的环境，然后钢带在此高温环境下进行发蓝，但该工艺未得到广泛应用铅浴加热发蓝铅浴加热发蓝是一种比较成熟的工艺，一般用于高强度捆带钢的发蓝。其发蓝流程一般包括调质和发蓝两大阶段调质完成后，半成品的拥带钢在经过焊接、分条、清除毛刺等工序后，再次进入铅浴，在440℃左右发蓝。铅

5、浴加热发蓝在德国等欧洲国家曾经非常流行，但由于存在严重的环境污染问题，世界上已有部分发达国家禁止使用铅浴电磁感应加热发蓝电磁感应加热发蓝是近年来发展出来的一种新工艺，主要是利用“电磁感应”“涡流发热”“磁滞发热”等物理现象以及交变电在导体中的分布特征，使得通过某一磁场的钢带发热来实现发蓝工艺目标。电磁感应加热发蓝虽然出现较晚，但由于其具有热利用效率高、温度精确控制、操作简单、污染少等优点，在调质和发蓝效果上有明显改善，因而发展迅速，是未来捆带钢发蓝工艺的发展方向。含氧蒸汽发蓝含氧蒸气发蓝也是一种比较成熟的工艺，其核心是让钢带在进行必要的表面预处理后，在非氧化性气氛下，先在退火炉里进行退火调

6、质，在退火达到一定温度后，迅速向退火炉通人含氧蒸汽，使钢带表面发生氧化反应，从而生成蓝黑色的Fe3O4氧化膜。⋯原理：钢铁在高温下与一定浓度的氢氧化钠和亚硝酸钠混合溶液氧化成的四氧化三铁铁的氧化过程Fe→Na2FeO2→Na2Fe2O4→Fe3O4具体的化学反应是：3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+NH3+H2O6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+NH3+7NaOHNa2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH热碱发蓝原料：10～15％浓度的硫酸溶液、碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠、水玻璃、亚硝酸钠、浓度是30～50g（肥皂）/L皂

7、化液、2％的硫酸铜、机油、工件：螺丝帽M10(中碳素钢）除油溶液：碳酸钠7%、氢氧化钠3%、磷酸三钠3%、水玻璃2%、水85%（质量组成）氧化溶液：氢氧化钠33%、亚硝酸钠10%、磷酸三钠2%、水55%（质量组成）仪器;大烧杯、酒精喷灯、表、温度计、g步骤：1）工件装夹根据工件的形状、大小，选择专门的夹具或吊具，使工件能完全浸入氧化液中被氧化。2）去油将除油溶液加热至80～90℃，然后将工件浸入，浸入时间为30min左右