鋼件氧化工藝生產實踐淺談

陳 進

（成都華川電裝有限責任公司，四川 成都 610106）

鋼件氧化工藝生產實踐淺談

陳 進

（成都華川電裝有限責任公司，四川 成都 610106）

0 前言

鋼件氧化又稱發藍。發藍工藝因具有設備簡單、投資少、成本低、見效快等優點，已經在機械制造、儀器儀表、精密零件、汽車等行業中得到廣泛的應用。

1 原理

鋼件在燒堿（NaOH）和氧化劑（NaNO2）溶液中加熱，其表面受到弱腐蝕作用，生成致密的Fe3O4氧化膜，即磁性氧化鐵。氧化膜的色澤取決于零件表面的狀態、材料成分及氧化處理時的操作條件，一般呈藍黑色或深黑色，含硅量較高的鋼件的氧化膜呈灰褐色和黑褐色。這種氧化膜同空氣中自然形成的氧化膜相比，膜層更均勻而緊密，厚度為0.6～1.5μm，對零件尺寸和精度無顯著影響。鋼件經氧化處理后，雖然耐蝕性提高，但其防護性能仍較差，需要浸肥皂液、浸油或經重鉻酸鉀處理后，才能提高氧化膜的耐蝕性和潤滑性。

2 工藝

2.1 工藝流程

化學除油—→熱水洗—→流動水洗—→鹽酸洗—→流動水洗—→流動水洗—→堿性氧化—→流動水洗—→流動水洗—→熱水洗—→壓縮空氣吹干—→浸油（或皂化、鈍化）—→烘干

2.2 氧化配方及工藝條件

氫氧化鈉550～650g/L，亞硝酸鈉150～200 g/L，135～145℃，15～60min。其中，氫氧化鈉與亞硝酸鈉的最佳質量比為（3.0～3.2）∶1.0。

2.3 工藝規范中各因素的影響

（1）氫氧化鈉

溶液中氫氧化鈉的質量濃度與氧化速率密切相關。氫氧化鈉的質量濃度高，可加快氧化速率，膜厚也略有增加。但過高時，氧化膜容易出現紅色掛灰、疏松、多孔等弊病。太低時，氧化膜不僅薄，防護性能也差。最佳的質量濃度范圍為550～650g/L。實際操作時，仍應根據零件的化學成分選擇最合適的質量濃度。對于高碳鋼，氫氧化鈉的質量濃度稍低；對于低碳鋼，則應采用較高的質量濃度。

（2）亞硝酸鈉

亞硝酸鈉是溶液中的氧化劑。提高亞硝酸鈉的質量濃度，可以使溶液中亞鐵酸鈉和鐵酸鈉增多，氧化速率加快，形成的氧化膜致密、牢固。亞硝酸鈉的質量濃度過低時，氧化膜疏松，嚴重時氧化膜呈現暗綠色。亞硝酸鈉的最佳質量濃度范圍為150～200 g/L。

（3）鐵離子

新配溶液中因缺乏鐵，使得氧化膜十分疏松，與基體的結合力也較差。氧化溶液中必須要含有少量的鐵離子，才能在工件表面形成致密且結合牢固的氧化膜。但當鐵離子的質量濃度過高時，成膜速率下降，并且會有紅色掛灰出現。一般鐵離子的質量濃度應控制在0.5～2.0g/L范圍內。

（4）氧化溫度、時間

氧化溫度、時間與零件材質有關。零件含碳量對氧化過程影響較大。一般含碳量高的鋼容易氧化，因而所采用的溫度較低，時間也較短；含碳量低時不易被氧化，所用溫度必須高些，氧化時間也要延長；中碳鋼所需溫度和時間介于兩者之間。

3 典型故障處理

表1為典型故障的原因及其解決方法。

4 結束語

在堿性高溫氧化中，氫氧化鈉能保證氧化在較高的溫度下進行；亞硝酸鈉是氧化介質，與氫氧化鈉共同完成氧化過程。兩者比例協調，在合適的溫度條件下可得到優良致密的Fe3O4膜層，質量穩定，操作簡單，生產效率高。

TG 174

B

1000-4742（2014）04-0055-02

表1 典型故障的原因及其解決方法

2014-05-06