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技术资料    Technical

钢铁发黑剂工艺
 点击:1042  日期:2009/11/17 10:23:44
钢铁发黑工艺称做氧化或发兰,属金属表面防护技术范畴,在传统机械工艺过程中大都安排在热处理工艺之后进行。

    传统的钢铁碱性发黑(氧化)工艺在进行发黑氧化序前后都有着严格要求,发黑之前必须进行表面洁净处理,即前处理的除油除锈(需要和碱洗,酸洗及中和等),即耗能又大耗水也费时,发黑工序完毕要进行后处理,皂化、浸油。否则产品质量无法保证。为此在上世纪70年代有多种新的工艺技术措施和对应的钢铁发黑工艺材料开发研制成功陆续投放市场,市场上先后出现钢铁快速发黑剂,钢铁常温发黑剂,还有钢铁余热发黑剂,随着市场需要,钢铁余温发黑剂陆续进入市场并成功获得用户信任。下面将着重介绍钢铁发黑剂的技术特点与使用方法。

    一、钢铁余温发黑剂;
    钢铁余温发黑剂是利用热处理工艺过程中回火余热实现钢铁工件表面防护与装饰效果的工艺材料。由于工艺实施过程无三废排放,所以可将因废水排放等环境保护难题解决,同时充分利用余热达到工艺目的,是环保,节能、省时、低低入、高效率、高回报的新型热处理工艺材料。

    1 特性、特点:
   
钢铁余温发黑剂是采用高分子的机聚合理成膜的工艺材料。产品属乳化液状态,进行发黑工作时要和洁净水混合配置成1:5-10的工作液使用,将热处理回火工件或经加热到工件温度工件浸入发黑工作液中停瞬间取出即完成发黑工艺,省略前处理及后处理等工序,产品无毒无害、无排放、无污染、操作简便、成本低,是热处理后连续作业发黑工序最理想工艺材料。已被广大用户认可。

    2.发黑剂类型与应用:
   
已投入市场有JH-350型,JH-200型,WY-350型和WF-200型等品种。
JH-350
型和WY-350型适用回火工艺温度在420-560℃,适用碳素结构钢、合金结构钢,铸造和粉末冶金类机器配件、汽车、摩托车、自行车配件、齿轮、链轮、轴类和各类标准件等。

    JH-200WY-200型适用温度范围偏低,适用回火工艺温度250-450℃,如弹钢簧钢、碳素工具钢、合金工具钢、工模具、弹簧制品等。

    用户依本企业产品特点、材料成份、工艺条件、工件结构形状选择对应钢铁发黑剂及工艺。

    二、产品使用注意事项及条件:
    1
.工作液的调配;
   
钢铁发黑剂为乳化浓缩液,生产使用之前需用洁净水调整配成发黑工作液。
调配工作液时应注意以下技术措施:

    2.注意事项:
    A、原包装一定要充分搅拌均匀
   

     B、依工件形件,截面尺寸(蓄热量大小)配制发黑工件液,剂、水可15-10倍率。截面尺寸大、质量重、蓄热量大采用低浓度,剂:水可按17-10,反之小而薄,蓄热量小的工件则采用高浓度即14-6。调配比例按体积比也可按重量比,先称量水再将剂按比例注入水中搅拌均匀即成发黑工作液。

    C、发黑工件液在使用过程中应不断搅拌,以使槽内工作液均匀稳定。
   
工件液温度应控制在40℃±5℃为佳。

    工作液总体积应视生产方式、生产批量、加热工艺温度以及企业地理气象条件来设计制造发黑工作液槽(体积和形状等)以保证获得最佳质量和稳定性。

    3.发黑工艺进程及操作要领:
   
发黑工件主要应以相关技术要求,如机械性能、硬度选择回火工艺加热温度和确定保温时间,同时可参考工件表面状态来调整工艺温度及时间的上下限。

    对表面光洁度高、冷轧制品采用温度上限、保温时间上限,体积小薄工件也用温度上限。反之表面粗糙工件、热轧工件、粉末冶金和铸造件,则可选择温度下限加工。

    发黑工件在工件液槽内停留时间不宜过长,掌握工件余温约70-90℃即可移出液面。
   

    发黑工件浸入工件液面内不宜剧烈或长距离移动,控制摆动和移动量。

    4、发黑工件成膜是完成发黑工艺的重要环节,往往未得到重视,在此特别指明只有工件发黑成膜~固化,才能真正实现防护和装饰效果。

    通常成膜需一定时间和条件,在干燥、通风的自然环境下需24小时固化成膜,低温、潮温环境成膜时间稍长且膜较差,建议有条件企业应在发黑工艺之后采用150~180℃以热风烘干,以促进成膜固化,提高产品质量和生产效率。

    5、发黑工件液的贮存和维护:
   
钢铁发黑剂为基乳化液,通常在室温环境贮存即可,在我国北方地区应注意防冻,贮存期为一年。
发黑工件液经配制后可长期重复使用,对周期生产间断时期应有防尘防污措施,两次使用前应充分搅拌均匀投放发黑工件。对使用消耗的工作液要定量或定时补充,补充工作液时,应按比例配搅拌均匀后,再注入发黑工作液槽内,有利控制工作液的稳定、均匀。

    6、发黑处理工件应具备的条件:
   
通常热处理工件在进行热处理已经过清理工序,即使工件表面未清除的油污、锈迹在经过加热和淬火过程亦去除,经过回火加热、保温以其自身余热可连续完成发黑处理工艺,获得理想发黑效果。
对未经热处理的机械零件若要获得发黑表面应尽量去除工件表面污垢的锈斑,然后加热,对于高温回火工件可以省略清理工序。

    经发黑处理的工件应贮存洁净环境或包装封存,防止污染。

    三、发黑工艺装备以及工艺布置:
   
发黑工件液槽,已有专业生产厂批量生产(如三永、迦南、久禾等电炉厂)可与连续生产线配套使用,分单层和双层槽,以适应多种生产线从750kg/h2.5T/h都有。对周期式加热炉,配制一专用发黑槽可生产。

    四、发黑产品质量与控制
   
发黑工艺过程因不同企业状况会产生各种特定技术与质量问题如人员技术水平和经验,设备配套、运行状态、产品形状结构、表面质量、生产批量、生产效率及方式,都是动态变化,这些技术参数变化直接对产品质量产生影响,如何发现问题和找出对策,实现质量控制,在多年为用户服务的过程中针对曾遇各种情况和问题,积累了较为丰富的经验,现例举几例供参考。

    1、发黑工件色泽不理想:
   
发黑工作液调配比例不当:可以重新调整浓度,再试验。
   

    发黑工件液使用温度偏低:注意控制工作温度50℃±10℃为好。
   

    发黑工件在槽内停留时间过长或运动距过长;缩短工作液槽内时间,减少运动。
   

    工作表面较光洁:可以考虑在低温回火过程适当增加保温时间,可以改善着色效果。

    2、工件发黑后掉色:
   
发黑后的工件经擦抹着色脱落:是因工件在槽液内停留时间较长,降低热聚合效果,适时将工件控制在70-90℃时移出液面。环境温度偏低或环境温度偏高也会影响成膜,若及时烘干,可促进成膜,提高固化效果。

    3、工件产生花斑:
   
当发黑工作液搅拌不均匀或工件表面加热不均匀、工件表面有污垢末清除时都会产生花斑。
小型工件,生产量过大,在连续线上成堆放状运行会有花斑产生。

    大截面工件在浓度偏高工作液中发黑也会产生花斑。

    注意加强发黑工件液调配、搅拌,还应适时检查工作槽液是否被污染,对老化的工件液要进行定时过滤或更新。

    4、着色不均匀:
   
发黑工作液比合理,充分搅拌、乳化均匀通常成膜极薄,同一种工件会成膜厚度一致,薄小型工件膜厚度在0.005mm,厚大截面工件膜厚度一般在0.01-0.02mm内,当出现厚度不均的膜,主要配比不当,浓度偏高,或与生产方式,工件堆放式有关,改变发黑量及工装即可改善