发黑工艺

发黑工艺 钢铁常温快速发黑液 1 组成 发黑液的组成为(g/L)：硫酸铜2～3、亚硒酸5～6、磷酸盐～、4～5、

对苯二酚～、OP-10 适量。 2 成分及作用 (1)主成膜剂 硫酸铜和亚硒酸为常温发黑液中的主成膜剂，仅由主成膜剂形成的膜层通常呈疏松、多孔， 附着力和耐磨性较差，必须要加入其他添加剂。 (2)辅助成膜剂 辅助成膜剂可伴随主反应的同时辅助成膜，不仅能加深黑化膜的色泽，而且还能提高 膜层的致密度、附着力、耐磨性和耐蚀性等。在常温发黑液中通常以磷酸盐、H3PO4或H3PO4-KH2PO4为辅助成膜剂。 (3)稳定剂 发黑液在使用过程中因铁的溶解生成Fe3+，与SeO2+3生成Fe2(SeO3)3白色沉淀。稳定剂多为Fe2+的络合剂，如柠檬酸，抗坏血酸等，可阻止沉淀生成，提高发黑液的使用寿命。在常温发黑液中加入EDTA、FeCl2·4H2O也能起到稳定剂的作用。 (4)调整剂 发黑剂在工件表面的反应速度直接影响黑化膜的质量，发黑处理时成膜速度太快，造成膜层 疏松、结合力、耐磨性和耐蚀性较差。通常发黑时间(新配制的发黑液)应大于90s，加入速度调整剂可延长成膜时间，提高膜层质量。本发黑液中加入对苯二酚作为速度调整剂。 (5)湿润剂 表面湿润剂能提高发黑件表面的湿润性，有利于形成结合力强的色泽均匀的黑化膜。常用的有 十二烷基硫酸钠、OP-10等。 3 工艺 发黑液为灰褐色半透明的酸性溶液，pH值为～，无味、不燃，放置一段时间后略有灰白色沉淀物 生成，但不影响使用。使用温度为常温，成膜时间平均为5～7min。工件发黑前应进行严格的前处理，即 彻底除油、除锈及清洗，防止发黑件表面出现花斑或局部不成膜。在发黑过程中应轻轻摆动工件，待工件 表面均匀成膜后取出，工件取出后在空气中停留片刻，使黑化膜在空气中老化，等膜层稳定后再清洗，能 提高黑化膜的结合力。最后进行浸油封闭处理。 发黑液使用一段时间后会产生沉淀物，沉淀物可滤除，同种材料使用新配制的发黑液成膜时间较短，对于 非同种材料，为了获得满意的发黑效果，可对发黑液成分进行微调，还应定期对发黑液pH值进行检测，以保证发黑液的质量。

表面處理 表面處理： 澿蛷煤 鐵金屬熱處理： wg/ 由於

鐵金屬熱處理的方法非常多，特性也不甚相同。因此針對部內資料與實際走訪表面處理廠商，整理出下列表格作一區分比較。 € 盫锋簠 熱處理 防銹性 耐磨性 耐蝕性 硬度 厚度 顏色 備 註 钑/冿滲碳 差 佳 差 硬 後研磨 黑 適用於低碳鋼，可增加韌性 7調質 差 佳 差 硬 後研磨 黑 即淬火+回火，適用於中碳鋼 高週波 差 佳 差 硬 後研磨 黑 適用韌性，只作局部處理之工件 仂啃课抒蛣 滑動面用耐磨耗材料硬

度使用例： $辯惌渐笣 鋼材 之種類 符號JIS 淬火硬度HS 使用例 備註 #B6[穱N機械構造用碳鋼 S15CK ﹝滲碳80~90﹞ *cτt舽S 22~35托板支架 成本低，具有充分韌性，

可得耐磨耗性 S40C~S58C 65~87 離合器環、引擎汽缸、油壓心軸、銷、離合器板。 t{娯 濧 低錳鋼 ﹝SAE﹞1041 71~83 杙\" V;吅 車架環 成本低 xlsH冤[ 鉻鉬鋼 SCM432~SCM440 55~77 桍E烯Ns 活塞、連桿 韌性大 瑑 u萤7 SCM415 ﹝滲碳80~90﹞ KQR腟 36~47 襼溶m 活塞、連桿、 SCM420 ﹝滲碳

心軸、轉動面 耐磨耗性大 4柫Zn伂80~90﹞ 箽橚ｌlPj= 37~50 腈 L隆抇 引擎、扣件 耐磨耗性大 l噧0蔄6 鉻鋼 SCr430 67~72 愶 M〃#4 油壓凸輪環 強度大 j 缽 SCr415 ﹝滲碳80~90﹞ 儮qj骰欿 33~43 ui,€Qi! 工作機械用夾頭支架 .哇R玡 碳工具鋼 SK4~SK7 79~92 發動機用磨擦板 韌性大 p詊y悻)懫 合金工具鋼 SKS44 81~95 工作機械轉動鍵 耐磨耗性大 *囖M嵘 :% 高速工具鋼 SKH2 81~91 魘 漹欖G 油壓用輪葉式pump之

輪葉 耐磨耗性大 瀘_ O鬶倄 飄賕嵟J 硬度換算公式： ' 7 朜 \\SW -疞B 哳 蕭氏硬度﹝HS﹞≒勃氏硬度﹝HBC﹞/ 10 +12 0竤荳 蕭氏硬度﹝HS﹞≒洛氏硬度﹝HRC﹞ +15 塟嬷遥鄲 勃氏硬度﹝HBC﹞≒維克氏硬度﹝HV﹞ o郑髼髣 洛氏硬度﹝HRC﹞≒勃氏硬度﹝HBC﹞/ 10 -3 罦& w+ 鐵金屬

表面處理： & 0F:F m鏩 由於鐵金屬表面處理的方法非常

多，特性也不甚相同。因此針對部內資料與實際走訪表面處理廠商，整理出下列表格作一區分比較。 \"t 盅鐲酭 虲詭 €鏂 噴漆 佳 差 佳 不變 厚 各種顏色 美觀 y濅怼$ 染黑 可 差 差 不變 ~ μ 黑 防反光，塗防銹油防銹效果佳 襐齛覌e& 鍍鉻 佳 佳 佳 Rc60以上 ~ μ 光澤度高 具光澤、美觀耐磨 | 憒!n侞鼂 鍍硬鉻 佳 極佳 佳 Rc50~ 55 5~ 50條 光澤度低 後再研磨可成為高精度尺寸 豘F€ 蕄6 鍍鋅 佳 差 可 4μ 黃 防銹，再行鉻酸鹽處理更佳 Aw宀 餰好 鍍鎳 佳 佳 佳 小於Rc30 2~ 4條 白、光澤 防銹，美觀 -K Z`W纚靾 無電鍍鎳又稱化學鎳 佳 極佳 極佳 Rc49~ 70 5~ 50μ 銀白光澤 膜厚均勻精度佳，價格昂貴 F 囹 形狀複雜，亦適用非鐵金屬 E瞉o篂扡 阩DF€ ┮; 氮

化 佳 佳 差 Rc50~ 60 1~ 2μ 黑 不易變形，耐高溫 nこ^銠饧虗 皮膜 佳 佳 佳 Rc40~ 48 3~ 10μ 通常為塗裝前處理 C-∽餪E`H 陽極處理 佳 佳 佳 透明 只適用於鋁材 應用實例: 一般廠內設備之零件，依需求狀況選

擇適當之表面處理。例如一般機架施以噴漆處理，螺栓螺帽以染黑處理，固定機板或底座以鍍鎳處理，滑動軌道或滑動桿可依所需強度施以鍍鉻或鍍硬鉻處理，露光台之Lamp house則以氮化處理。 表面處理簡介： 蘓xA|vc)詐 簯N!u7+ 表面硬化熱處理： 縦x解 阽Km 方式 @匬\\姙 說明 >oǎ$| 滲碳﹝HC﹞ 所謂的滲碳，乃在低碳鋼的表面，滲入碳量使成高碳鋼，然後再將其表面硬化的方法。只滲入碳雖可使其硬化，但其狀況不太明顯，故再予淬火處理，也就是要將滲碳及淬火兩種操作均予利用才算正確的方法，此即稱為滲碳淬火。 j ㄡ經過滲碳淬火的工件外硬內柔，由於能提高耐磨耗性、耐疲勞性、耐衝擊性，故廣泛應用於機械零件的表面。 E鷫/ 氮化﹝HNT﹞ 所謂的氮化就是在鋼的表

面滲入氮氣，而使其硬化的方法。由於在鋼中滲入氮，變成氮化鐵時硬度增加，所以不必再施予淬火的操作，這點與滲碳不同。氮化後的零件，由於不必淬火，也富有耐磨耗性及耐腐蝕性，故不必擔心會發生淬火龜裂或淬火變形。 髒% h槺 氮化處理硬度約HRC45~52。 [w殥BR猱鶿 高週波處理 ﹝HQI﹞ 為利用高週波電流來加熱，只在鋼件的表面作急速加熱的淬火之表面硬化方法。而高週波則採比商用週波數﹝60Hz﹞高的週波數，故稱之。 p褴H~ 0羕 高週波淬火所適用的鋼材，以S35~S45C為佳，硬度約為HRC45~50。 鸍#磩膻鶽V 表面電鍍處理：電鍍是表面處理很普遍被採用的方式，為耐蝕、耐磨或裝飾等用途，在金屬或非金屬表面上，利用電氣沉積金屬的表面技術。 nq€賂 e堂 方式 燹瑁 說明 鷚禪b臆g箝 鍍銅 銅暴露在空氣中容易失去光澤，機械強度亦不很好，偶而用在反射鏡及配電盤零件外，很少用鍍銅為成品，但是銅的上面鍍鎳及鉻很容易密著，且銅質地軟，

磨光容易，故常做為鍍鎳的底層。 : 0④ 鍍鎳 鎳具有耐

磨、耐蝕及保持光澤的特色，鎳不易直接附著在鐵材上，故先鍍銅後鍍鎳效果較佳。在工業上鍍鎳大致分為兩種：一是光澤鎳，一是無光澤鎳，就耐蝕方面來說，光澤鎳比較差，通常用來作鍍鉻的底層。 zL臮菺Z 鍍鉻 金屬鉻具有銀白色的光澤，非常硬，鍍鉻大別分為兩類，即裝飾用及工業用，分述如下： 8}疱测 U 裝飾用鍍鉻：不直接鍍在原材上，都鍍在以鎳底

的上面，厚度僅以下。 蛄.9琂鵡怹 工業用鍍鉻：把鉻的物理性能及化學性能高度發揮，鉻層極硬為其特色﹝﹞，這種鍍金是鍍在原材上成為各種工業用品，製成最終工程，其細分用途如下： _{娐 巻 硬質鉻﹝﹞對於須耐磨耐熱的器材，如工具、模具及機械滑動部份零件等。 囩芈S扁 疏孔鉻﹝﹞

與裂鉻：鍍金面有很多細孔及裂縫，潤滑油可存其中，飛機的活塞筒，活塞環等均廣泛被採用，其厚度在以上。

b8r6 a鍍鋅 3且湩荌吻 在諸多種類中較價廉，而耐蝕力甚強的鍍金，但不能保持長久光澤為其缺點。以防蝕為目的的零件多用鍍鋅的方法，如天線、鏈子、螺絲釘、螺母、鋼絲、彈簧等。不宜用於耐磨擦零件。 甿0讙.1 鋼鐵化學鎳處理： / K鰵 鋼鐵化學鎳處理亦稱為無電鍍鎳處理，適合廣泛用以取代傳統`的電鍍鎳處理，運用在各種鐵金屬表面之防銹、防蝕處理，並且能增加被處理物表面的美觀，提高價值感。 $儉,3eb弊 鋼鐵化學鎳處理的原理乃利用溶液化學還原反應

而在金屬表面生成一鍍膜。 恒杆]瓋 其主要特點為： = 6噁` 處理後之金屬的表面平滑，耐蝕、耐磨且複雜形狀的被處理物，亦可得到均勻的鍍層膜。 秣犌,U 硬度達HRC51以上，熱處理可達硬度HRC70，予以取代鍍硬鉻。 u盃$ 膜厚可要求在5µ至數條內。 kx•蝺`儕謑 附著力佳，且可鍍在鐵、鋼、銅、鋁、ABS膠或陶瓷上。 啙s磨擦係數僅為﹝為硬鉻的1/3，與鑄鐵相同﹞。 Dq筜成本高昂，溶液壽命短。 ODE餀款 與電鍍鎳比較之優缺點如下： |eH 逾歞 優點：皮膜孔隙少且厚度均勻，厚度較薄但比較硬，可以用在非導材料。 謢 缺點：沉積速度慢，含有磷硼化合物，融點較低且較脆。 D鋁陽極氧化處理： ^Wa\\悬 x 將鋁質物品放在適當的

電解液中，將金屬物品於陽極，通過電流使鋁的表面得到一層做為保護的氧化膜，其化學變化大致如下： =d\\丹 8 2Al +

3 [ O ] → Al2O3 + 能量 i唌f啁:0 粉体塗裝介紹： 嬹ng O 粉体塗裝是將樹脂磨成粉狀作為原料，利用靜電正負相吸原理，被塗物帶負電，粉体塗料噴出時帶正電而吸附於被塗物，再經焙烤爐200°C烘烤5-10 分鐘，使粉体塗料熔化後附著於被塗物上。 2飀鼄 粉体塗裝的優/缺點： T NP蘼6n爄 公害少，危險性低:因為粉体塗裝不含有機溶劑,可減少操作人員有機溶劑中毒及避免火災。 <婘禶:皁 密著性好:因為溶劑型塗料在塗膜成型過程中需將溶劑先揮發掉,影響到高分子塗膜對金屬之螯和效應(Chelating Effect),而粉体塗裝則無此缺點。 滍屰k蒿^R 縮短作業時間,提高生產效率:一般的烤漆需Setting Time,讓溶劑有充份時間揮發,而粉体塗裝則不需要。 瀽0s |冴P 不需打底漆:粉体塗料密著性好,不必打底漆,每次噴塗厚度可達50μ以上,為液体塗裝噴塗厚度2至3倍(液体塗裝每次15-20μ),可節省噴塗時間。 眼 塗料損失少:因為粉体塗料不含有機溶劑,固成份100％,未附著於被塗物之塗料可回收使用,塗料損失量5％以下。 U 耐腐蝕性佳:因為粉体塗料乃由高分子形成堅硬塗膜,被塗物與塗膜經過合適之前處理及良好之加熱過程,耐蝕效果良好。 操作容易:操作人員無需長期訓練。 湠CU孜.4 減少儲存空間:可減少有機溶劑之儲存空間。 [牖Ylt; 粉体塗裝硬度可達3-4H(液体塗裝為1-2H)。 鷅鼸憇 粉体塗裝件不適用於部份有機溶劑環境。 hr|荐v芃 軆滕恠結論： )郓Df縉 整体而言粉体塗裝優於液体塗裝。 目前粉体塗裝已逐漸取代液体塗裝。 BJr藊 廠內零件,除封著框架(尚在尋找耐熱型粉体塗料)及面盤夾具鋁框外(測試中),其它零件都可採粉体塗裝。 酌蒏m 就成本而言,粉体塗裝與液体塗裝價格相近。