钢铁的氧化处理技术及问答
钢铁的氧化处理
钢铁的氧化处理钢铁的氧化处理俗称发蓝(发黑)，因为氧化处理后的零件表面生成的氧化膜呈黑色而得名。
现代工业上钢铁发蓝采用高温型和常温型两种工艺。
无论高温氧化还是常温发黑，膜层厚度均只有0.6μm～1.5μm，故不影响零件的精度。
钢铁经发蓝处理后虽可提高耐蚀性，但效果均不及金属镀层，也不如磷化层。
氧化后的工件经适当的后处理，可明显提高其耐蚀性和润滑性。
钢铁氧化成本较低、工效高、保持精度，又无氢脆危险，常用作机械、精密仪器、兵器和日常用品的一般防护、装饰。
一些对氢脆很敏感的弹簧钢、细铁丝和薄钢片也常用发蓝膜作防护层。
第一节钢铁高温氧化法一、基本原理高温发蓝是将钢铁浸入浓氢氧化钠溶液中，在大于l00℃的高温下氧化处理，氧化膜的主要成分是磁性氧化铁(Fe3O4)。
其实膜层颜色并非都是蓝黑色，它取决于钢铁材料的成分、表面状态和氧化工艺规范。
一般钢铁呈黑色和蓝黑色；铸铁和含硅较高的钢呈黑褐色。
高温发蓝的机理相当复杂，目前尚无定论，有化学反应和电化学反应两种假说。
(I)化学成膜假说。
钢铁表面在热碱溶液和氧化剂作用下生成亚铁酸钠：亚铁酸钠进一步与溶液中的氧化剂反应生成铁酸钠：Na2Fe02和Na2Fe2O4在浓碱中有较大的溶解度，但当两者混合在一起时会互相作用生成四氧化三铁：四氧化三铁在溶液中溶解度小，当浓度达到饱和时结晶出来，先形成晶核，再长大成晶体，最终连成一片完整的膜。
当钢铁表面被氧化膜完全覆盖后，溶液与基体被隔开，铁的溶解和氧化膜的形成都随之降低。
在形成四氧化三铁的同时，铁酸钠容易发生水解变成氢氧化铁，称为红色挂灰，部分存在于溶液中，部分粘附于零件上不易洗脱，影响外观质量。
(2)电化学学说。
钢铁氧化是一个电化学过程，即在微阳极区发生铁的溶解反应Fe-2e→Fe2+，在有氧化剂存在下的强碱溶液中生成铁酸：而另一方面，在微阴极上FeOOH被还原：FeOOH和HFe02发生中和及脱水反应生成Fe3O4：但并不排除部分Fe(OH)2在微阴极上氧化的可能性：钢铁的氧化速度与化学成分和金相组织有关，通常含碳量高的氧化速度快，氧化温度可低一点，时间可缩短，低碳钢则相反。
钢件表面发蓝(发黑)处理大全
钢件表面发蓝（发黑）处理1．发蓝（发黑）原理为了提高钢件的防锈能力，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。
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 3 50℃）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。
能否把钢铁表面氧化致密、光滑的四氧化三铁，关键是选择好强的氧化剂。
强氧化剂是由氢氧化钠、亚硝酸钠、磷酸三钠组成。
发蓝时用它们的熔融液去处理钢件；发黑时用它们的水溶液去处理钢件。
常用的发黑溶液成分见表10-7。
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生产实践经验证明，要获得光亮、致密的四氧化三铁膜层，氧化溶液中亚硝酸钠与氢氧化钠的比例，要保持在1：3～3.5之间。
2．发蓝（发黑）操作发蓝（发黑）的操作流程：工件装夹→去油→清洗→酸洗→清洗→氧化→清洗→皂化→热水煮洗→检查。
（1）工件装夹要根据工件的形状、大小，设计专门的夹具或吊具。
目的是使工件之间留有足够的间隙，工件间不能相互接触，要使每个工件都能完全浸入氧化液中被氧化。
（2）去油目的是除去工件表面的油污。
经过机加工后（发蓝、发黑是最后一道工序），工件表面难免不留下油污，用防锈油作工序间防锈的更是这样。
任何油污，都会严重影响四氧化三铁的生成，所以必须在发蓝、发黑之前除去。
常用的除油溶液配方，见表10-8。
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，若油污较多，还得延长除油时间，以除油彻底为准。
（3）酸洗酸洗的目的是除去工件表面的锈迹。
钢铁氧化发黑简介
钢铁表面发黑被广泛应用于各种钢铁制品的防腐及装饰处理。
目前,钢铁发黑主要有高温碱性发黑、常温发黑。
一、高温碱性氧化发黑:高温碱性发黑（又称发蓝）是钢铁最典型的发黑方法,已有几十年的历史,且工艺相对成熟,发黑质量稳定,膜的外观、附着力和耐蚀性为目前各方法中最为理想的。
因此,它仍是目前钢铁发黑的最主要的方法。
这种方法采用NaNO2和NaOH 的浓溶液, 将欲发黑的工件置于此液中, 在140℃左右（视共建材质不同，发黑液温度略有不同，一般高碳钢在138℃，中碳钢在140℃，低碳钢在142℃）煮40min 左右。
X射线衍射分析结果表明,在钢铁件表面形成致密的晶态结构的Fe3O4膜。
该氧化膜与钢铁基体表面接触良好,具有很好的附着力和防腐性能。
高温碱性发黑的机理:高温碱性发黑过程中涉及到的化学反应有多个,首先在高温下发生下列反应2NaNO2= Na2O + N2O3(1)生成的N2O3再和溶液中析出的氢发生反应2N2O3+ 6H2= 4NH3+ 3O2(2)生成的氧会与铁发生下列一系列反应2Fe + O2= 2FeO (3)4Fe + 3O2= 2Fe2O3 (4)3Fe + 2O2= Fe3O4 (5)一般认为,上述反应按哪种方式进行主要取决于溶液中氧的浓度。
氧的浓度高会生成Fe2O3使表面发红。
因此,应适当控制氧化剂的含量,从而得到黑色的晶态Fe3O4膜。
二、钢铁常温发黑技术钢铁常温发黑技术是80 年代中期出现的一种全新的钢铁发黑技术。
该技术的最大特点是钢铁发黑时不需加热, 在5 ～40℃的宽温范围内均可使用。
发黑速度快,一般仅需几分钟,大大降低了能耗,提高了效率。
同时该技术适用于不同的材质,用锻造件和灰口铸铁件做过实验,其效果与普通碳钢件的效果差别不大。
目前大多采用亚硒酸—铜盐体系，发黑膜的主要组成是CuSe和少量的单质Se ,为非晶态组织。
但目前该技术尚有许多不足之处，存在的主要问题有以下几个方面：膜附着力差，容易剥落；由于常温发黑膜为非晶态组织，致密度不高，导致耐蚀性尚不理想；常温发黑液的稳定性较差，,配制好的发黑液放置一段时间后可能发生沉淀；因配方中使用SeO2,对苯二酚,NiCl2,CuSO4等,因此成本相对较高，由于SeO2为高毒物质,故对人体健康和环境不利。
钢铁的氧化处理讲解
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溶液成分与处理工艺
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碱性氧化处理
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氧化后处理
• 对于不合格的氧化膜，应在酸洗溶液中除去，再重新进行氧化 处理，不允许酸洗的合金钢可用机械的方法除掉旧的氧化膜 • 不合格的氧化膜经除油后，可在10%~15%的盐酸或硫酸溶液 中退除。 (1)高温氧化后处理： • 皂化处理或重铬酸盐填充处理；
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氧化处理的方法
• 化学氧化法
• 碱性氧化法（发蓝）
• 热氧化法 • 阳极氧化法 • 酸性氧化法（常温发蓝）
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氧化处理之氧化前处理
• 零件表面清理的质量好坏直接影响氧化膜的质量。
• 钢件经过机械加工或者热处理后，表面有油污和氧
化皮，影响氧化膜的生成。
• 热处理后的零件可直接酸洗去除表面氧化膜，光洁
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发黑的原理
• 在酸性条件下，钢铁表面析出Cu，与基体形成微电池，加速成 膜过程。 • 亚硒酸H2SeO3与Fe和Cu粒子反应形成黑色的膜：
• 溶解的Fe2+氧化成Fe3+，并与 反应生成黑色的 结晶参与成膜。 • 在有磷酸盐和氧化剂存在时，还可能有FeHPO3和FePO3参与 成膜，进一步提高膜层与基体的结合力和抗腐蚀性。
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• 氧化膜生长速度和厚度取决于结晶形核速度与单个 晶核生长速度之比。 • 结晶晶核生长速度较快时：金属表面上晶核数量增 多，各晶核相互结合而形成一层连续的氧化膜（如 图a）。 • 结晶晶核生长速度较慢时：等到各结晶晶核相互结 合的时候，每一个晶核已经长大，这时形成的氧化 膜较厚，甚至形成疏松的氧化膜（如图b）
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钢铁的氧化处理
• 概念： 将钢铁件放入含苛性钠、硝酸钠或者亚硝 酸钠溶液中处理，使零件表面生成一层很薄 的黑色氧化膜的过程，称为氧化处理，简称 发蓝，又称仪器仪表零件、液 压控制系统器件等，在其表面可以形成一层很薄的 膜层（一般0.6~1.5微米），所以对零件的尺寸和精 度都几乎没有影响，同时氧化过程中不会析氢，不 会产生氢脆。 • 钢铁件氧化处理后可提高耐蚀性，但效果不够理想， 所以如果在氧化后进行后处理，可用皂化处理或铬 酸盐钝化填充或涂油脂等，便可明显提高其耐蚀性 和润滑性。
45号钢表面氧化处理
45号钢表面氧化处理
45号钢是一种优质碳素结构钢，主要用于机械制造、车辆制造等领域。
其表面氧化处理可以提高其防腐性和耐磨性，延长其使用寿命。
下面介绍45号钢表面氧化处理的方法：
1.热处理法：将45号钢加热至800℃-1000℃，保温一段时间后，冷却至室温。
这种方法可以使钢表面形成一层氧化物层，具有优良的耐蚀性和耐磨性。
2.化学氧化法：采用化学方法将表面的铁离子转化为铁氧化物，形成一层致密的氧化层。
具体的处理方法包括浸泡在酸、碱、盐等溶液中，或者在高温高压下使用化学气相沉积。
3.电化学氧化法：通过电化学方法，在钢表面形成一层氧化膜。
这种方法需要使用电极，在电解液中进行电解，可以得到具有较高耐蚀性的氧化层。
总之，通过氧化处理，可以极大地提高45号钢的表面性能，提高其使用寿命，具有非常重要的应用价值。
钢铁的发黑处理及常见问题分析全解
能产生大量的气泡，使发黑液进一步翻动，迫使污物不吸附在零件 的表面，有利于氧化膜的均匀形成。另一种说法是：由于磷酸三钠 与零件表面污物起作用，生成一种比较轻的物质，漂浮在槽液的表 面，然后使零件表面清洁，有利于氧化膜的不断增厚。
根据这个理论，钢上的Fe3O4晶体转化膜是这个氧化物的过饱和溶液 中结晶析出的，并附着在工件表面上而得到的。它的结构与厚度取 决于金属-溶液界面液相区的磁性氧化铁溶液的过饱和。
这个理论没有考虑到对钢的化学氧化机理有着重大影响的某些 方面： 氧的同①时Fe它(O在H)瞬2或时H间Fe便O2-转在化有为氧氢的氧存化在铁下（十或分铁不酸稳盐定），。与强烈地吸附
碳 0.7%C以上 素 0.4~0.7%C 钢 0.1~0.4%C
合金钢
高速钢
135~138 138~142 140~145 140~145 135~138
15~20 20~40 35~60 50~60 30~40
五、发黑处理过程
? 发黑处理一般可分为三个阶段：氧化处理前的准备阶段；氧化处 理阶段；氧化处理后的辅助加工阶段。
2、NaNO3、NaNO2的作用
NaNO3 NaNO3与NaNO2在发黑液中主要是起氧化作用，与碱及铁离子相作用，生 成氧化膜。
NaNO3作氧化剂时，可得到深黑色的膜层，但光泽性稍差。
NaNO2作氧化剂时，可得到蓝黑色膜层，光泽性较好。目前生产中采用NaNO2作 为氧化剂。
3、磷酸三钠的作用 发黑溶液中一般只要有氢氧化钠、亚硝酸钠两种介质就能形成
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具体的工艺流程是：碱性化学除油→热水洗→流动冷水洗→酸
不锈钢氧化处理方法
不锈钢氧化处理方法
不锈钢氧化处理方法一般有以下几种：
1. 化学氧化法：通过在不锈钢表面涂覆一层含有钼、铬、铝等物质的氧化剂，然后用高温加热或者在阳光下晾晒，使氧化剂与不锈钢表面发生氧化反应，从而形成一层氧化膜，防止不锈钢表面腐蚀。
2. 电化学氧化法：将不锈钢制品作为阴极，放置在电解槽中，选定一定的电解液和电流密度，进行电解氧化处理。
通过电化学氧化，可以形成一层致密的氧化膜，提高不锈钢的耐腐蚀性和硬度。
3. 热处理法：在高温高压下，将不锈钢制品暴露在氧化气体中，形成一层均匀的氧化膜。
该方法能够使氧化膜的厚度较为均匀和致密，提高不锈钢的耐腐蚀性。
4. 机械氧化法：通过机械加工的方式，在不锈钢表面形成微观凹坑和微小的氧化孔洞，使得不锈钢表面形成一层均匀且较为致密的氧化膜，提高不锈钢的耐腐蚀性和硬度。
以上这些方法都能够有效地提高不锈钢的耐腐蚀性和硬度，选择合适的方法需要根据不同的应用场景和工艺要求。
钢的表面氧化处理
钢的氧化处理是将钢件在空气—水蒸气或化学药物中加热到适当温度，使其表面形成一层蓝色(或黑色)的氧化膜，以改善钢的耐蚀性和外观，这种工艺称为氧化处理，又叫发蓝处理。
氧化膜是一层致密而牢固的Fe3O4薄膜，只有0.5~1.5mm厚，对钢件的尺寸精度无影响。
氧化处理后的钢件还要进行肥皂液浸渍处理和浸油处理，以提高氧化膜的防腐蚀能力和润滑性能。
钢的氧化处理有以下基本工艺过程：氧化处理过程中溶液中的氧化剂含量越高，生成氧化膜速度也越快，而且膜层致密、牢固。
溶液中碱的浓度适当增大，获得氧化膜的厚度增大，碱含量过低，氧化膜薄而脆弱。
溶液的温度适当升高，可以提高氧化致密度。
工件含碳量越高，越容易氧化，氧化时间越短。
氧化处理时间主要根据钢件的含碳量和工件氧化要求来调整。
氧化处理工艺不影响零件的精度，常用于仪器、仪表、工具、枪械及某些机械零件的表面，使其达到耐磨、耐蚀以及防护与装饰的目的。
最佳答案钢铁件通过氧化处理在表面生成保护性氧化膜，主要成分是磁性氧化铁（Fe3O4），膜的颜色一般呈黑色或蓝黑色，铸钢和硅钢呈褐色或黑褐色。
氧化处理方法有碱性氧化法、无碱氧化法和酸性氧化法等。
常用于机械、精密仪器、仪表、武器和日用品的防护和装饰。
碱性氧化法一次氧化法配方1组分g/L 组分g/LNaOH 600 Na3PO4 15～20NaNO2 60开始温度为138～140℃；终止温度为148～150℃；时间为60～90min。
配方2组分g/L 组分g/LNaOH 750 NaNO2 250开始温度为138～140℃；终止温度为148～150℃；时间为60～90min。
二次氧化法配方1组分g/L 组分g/LA槽B槽NaOH 500～600 NaOH 700～800NaNO2 100～150 NaNO2 150～200温度为135～140℃；时间为10～20min。
温度为145～152℃；时间为60～90min。
氧化后处理为提高氧化膜防锈能力氧化后需进行皂化和填充处理，除需要涂装的，其他全都要用105～110℃机油、锭子油或变压器油浸渍5～10min。
钢管钢铁等零件的发黑处理简介.pdf
钢管钢铁等零件的发黑处理简介Via 常州精密钢管博客1 概述：1.1 钢铁制品在空气中与氧接触，表面会形成一层氧化物薄膜。
但自然成膜大多数不够致密完整，因而也不能防止金属继续被氧化腐蚀。
而发黑处理，是人为形成致密氧化膜的化学方法，在钢铁制品的防腐处理中常被应用。
1.2 钢铁氧化处理方法很多，有碱性氧化法、无碱氧化法、高温气体氧化法和电化学氧化法等。
工业上，曾经广泛采用的是碱性氧化法。
1.3 碱性氧化法的特点是，色泽美观、无氢脆、有弹性、膜层厚（0.5-1.5μm），对零件的尺寸和精度无显著影响，对零件残余应力也有一定消除作用。
1.4 发黑处理：是将钢铁金属零件浸没在很浓的碱和氧化剂的溶液中，在一定温度下加热、氧化，使金属表面生成一层均匀致密而且与基体金属表面结合牢固的四氧化三铁薄膜的工艺。
这层薄膜，对金属表面的防腐有很好的作用。
由于实际生产中受各种因素的影响，这层薄膜的颜色有蓝黑色、黑色、蓝色（所以有时又称发蓝）等等。
1.5 发黑处理的目的主要有以下三点：一是对金属表面起防锈作用。
二是增加金属的美观光泽。
三是部分消除工件的残余应力。
2 氧化膜形成的基本原理2.1 原理：钢铁零件在很浓的火碱（NaOH）和氧化剂（亚硝酸钠NaNO2或硝酸钠NaNO3）溶液中加热，开始表面受到NaOH的微腐蚀作用，析出亚铁离子，亚铁离子与火碱和氧化剂起作用，生成亚铁酸钠（Na2FeO2）和铁酸钠（Na2Fe2O4），然后再由铁酸钠与亚铁酸钠进一步起作用，生成四氧化三铁（Fe3O4）。
其化学反应方程式如下：在氧化剂的存在下，铁与碱作用生成亚铁酸钠：3Fe+NaNO2+5NaOH→3Na2FeO2+NH3↑+H2O亚铁酸钠向溶液里扩散与氧化剂相遇，进一步氧化成铁酸钠（Na2Fe2O4）：8Na2FeO2+NaNO3+6H2O→4Na2Fe2O4+NH3↑+9NaOH或：6Na2FeO2+NaNO2+5H2O→3Na2Fe2O4+NH3↑+7NaOH铁酸钠与未被氧化的亚铁酸钠作用，生成四氧化三铁（Fe3O4）保护膜：Na2Fe2O4+Na2FeO2+H2O→Fe3O4↓+4NaOH由于某些情况，在形成四氧化三铁膜的同时，有部分铁酸钠水解，生成红色的氧化铁水合物（Fe2O3▪mH2O）沉淀于工件表面上，表现为红锈或棕绣。
钢铁表面的氧化
钢铁表面的氧化一、概述钢铁零件通过氧化处理，使其表面生成保护性的氧化膜，膜厚的颜色取决于钢铁零件的表面状态、合金成分和氧化处理的工艺条件，一般呈黑色或蓝黑色，经抛光的表面氧化后，色泽光亮美观，铸钢和含硅较高的特种钢氧化膜呈褐色或黑褐色。
膜层的厚度约为0.6-1.6μm，因此，氧化处理不影响零件的精度。
氧化膜的耐蚀能力较差，氧化后需进行后处理以提高其耐蚀性和润滑性。
二、碱性氧化法（法蓝处理）（一）、工艺特点碱性氧化法是在较高的温度条件下，在含有一定氧化剂的氢氧化钠碱溶液中进行，氧化剂和氢氧化钠与金属铁作用，生成以磁性氧化铁（Fe3O4）为主要成分的氧化膜。
（二）、工艺规范见表一。
（三）、溶液的配制在氧化槽加入2/3体积的水，将计算量的氢氧化钠加入槽内，使其溶解（要防止氢氧化钠放热溅出）。
然后在搅拌下，加入亚硝酸钠和硝酸钠，待全部溶解后，加水至规定体积。
氧化溶液要在沸腾温度下浸入钢板，或加入（20%以下）旧溶液进行处理，待溶液中积聚了一定量的铁离子，直至能使铁样片获得黑色氧化膜后方可用于生产。
（四）、工艺维护（1）、氧化溶液的组份在使用中会发生变化，可定期按分析结果调整，也可凭经验按溶液的沸点和所得膜层的质量来断定溶液是否需要调整。
当溶液沸点过高时，表示浓度过高，此时易形成红色挂灰，可加水稀释。
沸点过低时，表示浓度不足，此时膜的颜色不深或不能发蓝，应补加药品或蒸去多余的水分。
氢氧化钠的添加量可按溶液沸点每升高1℃每升溶液添加10-15g计算。
补加时可参照如下比例：对于一次氧化，NaOH : NaNO2=2-3 : 1;对于二次氧化，NaOH : NaNO2的比值，第一槽为2.5-3.5 : 1，第二槽为3.4 : 1。
（2）、在停产期间，因为槽温降低，溶液表面结成硬皮。
溶液加热前必须先用铁棒捣碎表面硬皮，加水至工作液面，在搅拌均匀后，开始加热至工作温度。
（3）、氧化后要及时打捞掉入槽中的零件，以免这些钢铁件溶解在溶液中，使溶液铁离子增加。
碳钢氧化处理
碳钢氧化处理
碳钢氧化处理是一种表面处理技术，主要用于提高碳钢材料的耐腐蚀性和美观性。
这种处理方法通过在碳钢表面形成一层致密的氧化膜，可以有效地防止碳钢与外界环境的直接接触，从而延长其使用寿命。
碳钢氧化处理的过程通常包括以下几个步骤：
清洗：首先，需要对碳钢表面进行彻底的清洗，以去除表面的油污、灰尘等杂质。
这可以使用化学清洗剂或机械清洗方法来完成。
除油：清洗后，需要进一步进行除油处理，以确保碳钢表面没有油污残留。
这通常使用碱性溶液或有机溶剂来完成。
酸洗：接下来，进行酸洗处理，以去除碳钢表面的氧化物和锈蚀。
酸洗通常使用稀硫酸、稀盐酸等酸性溶液。
氧化处理：完成酸洗后，将碳钢放入氧化槽中，通过电解或化学方法使其表面形成一层致密的氧化膜。
这个过程需要控制温度、时间、电流密度等参数，以获得理想的氧化膜厚度和性能。
清洗和干燥：完成氧化处理后，需要对碳钢进行清洗和干燥，以去除表面残留的溶液和水分。
经过氧化处理的碳钢具有更好的耐腐蚀性、耐磨性和美观性，因此广泛应用于各种工业领域，如建筑、机械、汽车、船舶等。
需要注意的是，在进行碳钢氧化处理时，应根据具体的应用环境和要求选择合适的处理方法，以确保获得最佳的处理效果。
铁件表面氧化处理
铁件表面氧化处理
铁件表面氧化处理是一种常用的金属表面处理方法，通过在铁件表面生成一层氧化膜，以达到防止腐蚀、提高表面硬度和美观度的目的。
氧化处理方法有多种，包括碱性氧化法、无碱氧化法和酸性氧化法等。
其中，碱性氧化法是将工件放入碱性液体中进行氧化处理，使其表面生成一层四氧化三铁（Fe3O4）的氧化膜，这种方法常用于机械、精密仪器、仪表、武器和日用品的防护和装饰。
无碱氧化法和酸性氧化法则是在不含碱或含酸的溶液中进行氧化处理，也能在铁件表面生成氧化膜。
需要注意的是，不同的铁件材质和氧化处理方法可能会影响氧化膜的成分和颜色。
例如，铸钢和硅钢等材质的工件在氧化处理后可能呈现出褐色或黑褐色，而其他材质的工件则可能呈现出黑色或蓝黑色。
此外，在进行铁件表面氧化处理时，还需要注意处理时间、温度、溶液浓度等工艺参数的控制，以保证氧化膜的质量和性能。
总之，铁件表面氧化处理是一种重要的金属表面处理方法，能够提高铁件的耐腐蚀性、硬度和美观度，广泛应用于机械、电子、建筑等领域。
钢铁件的氧化和磷化
钢铁件的氧化和磷化( 摘自中级电镀工工艺学)一. 钢铁件的氧化 1.. 碱性发蓝工艺钢铁件碱性氧化法,生成的氧化膜质量比较稳定，且槽液较易维护。
但槽液的操作温度较高(一般是130℃以上)，需加热，在经济上和劳动强度上均较高。
于是，低温氧化法就应运而生了。
低温氧化法可获得深黑色的氧化膜层，膜层外表美观，防蚀性能较好。
但当溶液中的硝酸含量不足时，氧化过程缓慢。
过剩的磷酸，会产生灰色的磷酸盐挂灰。
另外，槽液不稳定，且难维护。
3. 无碱氧化法：它是一种不含碱组分的氧化方法，实质上是一种氧化与磷化相结合的处理方法。
可获得致密、深黑(深灰或红黑)色的无光泽或稍亮的氧化膜层。
该膜层由碳酸钡和铁的磷化物组成，它的耐蚀性优于碱性配制溶液时，硝酸钡和酸式磷酸盐要在不断搅拌下单独用热水溶解。
由于二氧化锰仅微溶于水，会使槽液变浑，因此应将二氧化锰装于棉袋内置于槽底。
在氧化过程初期，会产生大量氢气泡。
当气泡停止析出时，说明金属零件上的氧化－磷化膜的形成过程巳经结束，即可出槽。
出槽后，用冷水清洗，热水冲洗，肥皂液中浸泡几分钟，干燥浸油，最后封存待用。
无碱氧化后也可作涂漆处理。
1.3. 钢铁件的黑色磷化法：对形状复杂的铸件表面常有气孔、砂眼等疵病。
若用碱性氧化法，则气孔、砂眼内易残留碱物。
若用普通磷化法，又会影响零件精度。
另外在光学仪器中，为减少仪器内壁漫反射的影响，零件表面应呈黑色。
于是开发了黑色磷化工艺。
黑色磷化膜结晶细致，色泽均匀，外观呈黑灰色，厚度约2～4μm ，耐磨性和耐蚀性比氧化膜有显著提高。
磷化前，需在5～10 g / L 的硫化钠溶液中，于室温下处理5～20 s 。
黑色磷化膜溶液成分及工作条件如下：4. 钢铁件的“四合一”磷化法：除油、除锈、磷化、钝化四个主要的磷化工序，综合在一个槽中完成的磷化法称为“四合一”磷化法。
它可简化工序，减少设备和作业面积，缩短工时，提高劳动生产率，降低产品成本，便于实行机械化、自动化生产。
钢的表面氧化处理
钢的氧化处理是将钢件在空气—水蒸气或化学药物中加热到适当温度，使其表面形成一层蓝色(或黑色)的氧化膜，以改善钢的耐蚀性和外观，这种工艺称为氧化处理，又叫发蓝处理。
氧化膜是一层致密而牢固的Fe3O4薄膜，只有0.5~1.5mm厚，对钢件的尺寸精度无影响。
氧化处理后的钢件还要进行肥皂液浸渍处理和浸油处理，以提高氧化膜的防腐蚀能力和润滑性能。
钢的氧化处理有以下基本工艺过程：氧化处理过程中溶液中的氧化剂含量越高，生成氧化膜速度也越快，而且膜层致密、牢固。
溶液中碱的浓度适当增大，获得氧化膜的厚度增大，碱含量过低，氧化膜薄而脆弱。
溶液的温度适当升高，可以提高氧化致密度。
工件含碳量越高，越容易氧化，氧化时间越短。
氧化处理时间主要根据钢件的含碳量和工件氧化要求来调整。
氧化处理工艺不影响零件的精度，常用于仪器、仪表、工具、枪械及某些机械零件的表面，使其达到耐磨、耐蚀以及防护与装饰的目的。
最佳答案钢铁件通过氧化处理在表面生成保护性氧化膜，主要成分是磁性氧化铁（Fe3O4），膜的颜色一般呈黑色或蓝黑色，铸钢和硅钢呈褐色或黑褐色。
氧化处理方法有碱性氧化法、无碱氧化法和酸性氧化法等。
常用于机械、精密仪器、仪表、武器和日用品的防护和装饰。
碱性氧化法一次氧化法配方1组分g/L 组分g/LNaOH 600 Na3PO4 15～20NaNO2 60开始温度为138～140℃；终止温度为148～150℃；时间为60～90min。
配方2组分g/L 组分g/LNaOH 750 NaNO2 250开始温度为138～140℃；终止温度为148～150℃；时间为60～90min。
二次氧化法配方1组分g/L 组分g/LA槽B槽NaOH 500～600 NaOH 700～800NaNO2 100～150 NaNO2 150～200温度为135～140℃；时间为10～20min。
温度为145～152℃；时间为60～90min。
氧化后处理为提高氧化膜防锈能力氧化后需进行皂化和填充处理，除需要涂装的，其他全都要用105～110℃机油、锭子油或变压器油浸渍5～10min。
钢铁的氧化处理
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ห้องสมุดไป่ตู้
溶液成分与处理工艺
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碱性氧化处理
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氧化后处理
• 对于不合格的氧化膜，应在酸洗溶液中除去，再重新进行氧化 处理，不允许酸洗的合金钢可用机械的方法除掉旧的氧化膜 • 不合格的氧化膜经除油后，可在10%~15%的盐酸或硫酸溶液 中退除。 (1)高温氧化后处理： • 皂化处理或重铬酸盐填充处理；
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氧化膜生成的基本原理
在碱性溶液中，加入一定量的氧 化剂（亚硝酸钠、硝酸钠），金 属表面生成一层氧化膜（Fe3O4）。 由于溶液与金属界面形成氧化铁 的过饱和，使金属表面生成结晶 晶核，结晶晶核逐渐长大，形成 一层连续成片的氧化膜。
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• 氧化膜形成以后，氧化过程的继续进行取决于两个因素： 界面反应速度; 参加反应物质通过氧化膜的扩散: • 有三种情况： a）仅是金属离子向外扩散，在氧化物/气体界面上进行反应; b) 仅氧向内扩散，在金属/氧化物界面上进行反应; c) 金属离子和氧两个方向相向扩散，它们在氧化膜中相遇 并进行反应 。
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配方1：通用氧化液， 操作简单，膜层美观 光亮，但膜层较薄 配方2：氧化速度快， 膜层致密但光亮度较 差
配方1：可获得保护 性能好的蓝黑色光亮 氧化膜 配方2：可获得较厚 的黑色氧化膜
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各组成作用
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高温氧化处理工艺过程（双槽法）
前处理
后处理
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氧化处理工艺—常温氧化处理
• 传统的氧化存在着碱浓度高，温度高，能耗大，生产 效率低等缺点，并且易出现红色挂灰，对于Si、Mn、 Cr、Ni含量高的合金钢，很难得到满意的外观。 • 20世纪80年代中期国内开发的发黑技术，具有节能， 效率高，成本低等有点，得到广泛应用。 • 常温发黑剂：硫酸铜和亚硒酸，加上络合剂和稳定剂 等以改善成膜条件和提高成膜质量。
钢铁的化学氧化处理和磷化处理
7.2 钢铁的化学氧化处理和磷化处理7.2.1、钢的氧化处理钢的氧化处理(又称发蓝或发黑):钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程。
根据处理温度的高低，钢铁的化学氧化可分为高温化学氧化法和常温化学氧化法。
这两种方法所用处理液成分不同，膜的组成不同，成膜机理也不同。
1.钢铁高温化学氧化(碱性化学氧化)<1>化学反应机理：高温化学氧化是传统的发黑方法，一般是在强碱溶液里添加氧化剂（如硝酸钠和亚硝酸钠），在140ºc左右的温度下处理15～90分钟，生成以F e3O4为主要成分的氧化膜，膜厚一般为0.5～1.5微米，最厚可达2.5微米。
氧化膜具有较好的吸附性。
将氧化膜浸油或做其他后处理，其耐蚀性能可大大提高。
由于氧化膜很薄，对零件尺寸和精度几乎没有影响，因此在精密仪器、光学仪器、武器及机器制造业中得到广泛应用。
其化学反应机理为：3F e＋N a N O2＋5N a O H－－>3N a2F e O2＋H2O＋N H36N a2F e O2＋N a N O2＋5H2O－－>3N a2F e2O4＋7N a O H＋N H3N a2F e O2＋N a2F e2O4＋2H2O－－>F e3O4+4N a O H在钢铁表面附近生成的F e3O4，其在浓碱性溶液中的溶解度极小，很快就从溶液中结晶析出，并在钢铁表面形成晶核，而后晶核逐渐长大形成一层连续致密的黑色氧化膜。
在生成F e3O4的同时，部分铁酸钠可能发生水解而生成氧化铁的水合物N a2F e2O4＋（m＋1）H2O－－>F e2O3·m H2O+2N a O H含水氧化铁在较高温度下失去部分水而形成红色沉淀物附在氧化膜表面，成为红色挂灰，或称“红霜”，这是钢铁氧化过程中常见的故障，应尽量避免。
<2>钢铁高温氧化工艺：钢铁高温氧化工艺见表7－1。
2.钢铁常温化学氧化(酸性化学氧化)<1>钢铁常温发黑机理：钢铁常温化学氧化是80年代以来迅速发展的新技术，与碱性高温氧化工艺相比,这种新工艺具有氧化速度快,膜层抗蚀性好,节能、高效,成本低,操作简单,环境污染小等优点。
冷轧钢板阳极氧化处理方法
冷轧钢板阳极氧化处理方法
冷轧钢板阳极氧化处理是一种常用的表面处理方法，可以提高
钢板的耐腐蚀性和机械性能。
这种处理方法通常包括以下几个步骤：
1. 预处理，在进行阳极氧化处理之前，需要对冷轧钢板进行预
处理。
这包括去除表面的油污、锈蚀和其他杂质，通常可以通过碱洗、酸洗或者机械打磨等方法来完成。
2. 阳极氧化，在预处理完成后，冷轧钢板被置于含有特定电解
液的电解槽中。
常用的电解液包括硫酸、草酸或磷酸等。
钢板作为
阳极，通过外加电流的作用，在表面形成氧化膜。
这个过程中会释
放氢气，因此需要进行排气处理。
3. 封孔处理，形成的氧化膜通常会存在微小的孔隙，为了提高
其耐腐蚀性能，需要进行封孔处理。
这可以通过热水封孔、镁盐封
孔或镉盐封孔等方法来实现。
4. 清洗和干燥，处理完毕的钢板需要经过清洗和干燥，以去除
残留的电解液和其他杂质。
冷轧钢板阳极氧化处理的方法可以根据具体的要求和工艺进行调整，以获得不同厚度、颜色和耐蚀性能的氧化膜。
这种处理方法在航空航天、汽车制造、建筑等领域都有广泛的应用。
通过精心设计处理工艺，可以使冷轧钢板获得理想的表面性能，满足不同工程的需求。
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钢铁的氧化处理技术及问答1、什么是钢铁的氧化处理？将钢铁制成的零件放入含苛性钠，硝酸钠或亚硝酸钠的溶液中处理，使零件表面生成一层很薄的黑色氧化膜。
称为氧化处理，简称发黑。
2，氧化膜的生成原理是什么?钢铁零件与零件加热的碱溶液作用时，其表面发生溶解，而形成亚铁化物，当加入一定的氧化剂（亚硝酸钠，硝酸钠）后，使氧化过程的进行得以改变，金属表面上生成一层氧化膜，这一氧化膜由磁性氧化铁组成。
由于溶液于金属临界面形成氧化铁的过饱和，使金属表面生成结晶核，结晶核的逐渐增长，形成了一层连续的成片的氧化膜。
当氧化膜将金属完全覆盖后，使溶液于金属的作用隔绝，铁的溶解速度和氧化膜生成的速度随之降低。
氧化膜生长的速度和氧化膜的厚度取决于结晶核形成的速度和单个结晶核生长的速度之比。
当结晶核生长的速度很快时，金属表面上的结晶核的数量增多，各结晶核相互相互结合形成一层连续的氧化膜；当结晶核形成的速度慢时，等到各结晶核相互结合的时候，每一个结晶核已经增大，在这时形成的氧化膜较厚，甚至形成疏松的氧化膜。
3，氧化处理主要有哪几种方法？其工艺特点是什么?钢铁的氧化处理方法有；碱性氧化发，无碱氧化法和酸性氧化法等，但目前应用最多的是碱性氧化法。
A,碱性氧化法。
工艺特点是在较高的温度的条件下，在含有一定的氧化剂的氢氧化钠的溶液中进行的；氧化剂和氢氧化钠与金属铁的作用，生成以磁性氧化铁为主要成分的氧化膜。
B，酸性氧化法（常温发黑）。
工艺特点与碱性高温氧化相比，具有能在常温下操作，节电节能；发黑时间短，生产效率高；设备投资少；污染程度少，改善工作环境等优点。
但也存在着发黑液不够稳定，膜层附着力不牢。
耐蚀性差，对预处理要求高严格等问题，有待生产实践中进一步完善。
4，高温氧化处理的基本原理是什么？钢铁的高温氧化是将工件浸入在含有氧化剂的苛性钠溶液中，在高于130度的温度下进行氧化处理。
氧化膜的主要成分是磁性氧化铁，也可以看做是铁酸和氢氧化铁的中和产物，这一转化膜的形成历程是电化学和化学过程。
5，高温氧化是氢氧化钠对氧化膜有何影响?提高氢氧化钠的浓度，氧化膜的厚度稍有增加，但易出现疏松或多孔的缺陷；浓度过高还易产生红色挂灰；在超过1100g/L时，则不能生成氧化膜；浓度过低时，氧化膜较薄，而且容易产生花斑，防护能力差。
6，高温氧化时氧化剂对氧化膜有何影响？提高氧化剂溶度可以加快氧化速度，膜层致密，牢固。
氧化剂浓度低时，得到的氧化膜厚而疏松。
7，高温氧化时铁离子浓度对氧化膜有何影响？氧化溶液中必须含有一定量的铁离子才能获得结合牢固，致密的氧化膜。
铁离子的浓度一般控制在0.5-2g/L。
若铁离子浓度过高，将使氧化速度降低，零件表面易出现红色挂灰。
此时，可将溶液稀释，使沸点降到120度，沸腾片刻后静置，这时部分铁酸纳水解成Fe（OH)2沉淀，除去沉淀后，再将氧化溶液加热溶缩，待温度升至工艺规范即可进行生产。
8，高温氧化是温度对氧化膜有何影响？A，碱性氧化处理必须在沸腾的温度下进行，溶液的沸点随NaOH浓度的增加而升高。
提高温度可使氧化速度相应加快，膜层薄而致密。
温度过高，氧化膜的溶解速度加快，成膜速度减慢，膜层疏松。
在一般情况下，零件入槽温度应取上限值。
B，氧化温度，时间与钢铁含碳量有密切关系，如表所示，生产操作时应严格控制。
钢铁含碳量/% 氧化溶液温度/℃氧化时间/min0.7以上135-138 15-200.4-0.7 138-142 20-300.1-0.4 140-145 30-60合金钢140-145 50-60高速钢135-138 30-409，碱性氧化液中碱度度氧化膜有何影响？如何处理？影响：1，碱含量过高时，不能成膜，所生氧化膜被碱所溶解；2，碱度低时，氧化膜薄，发花，过低时，不生成氧化膜。
处理方法：在溶液里，碱的浓度增高时，相应地地提高溶液的温度，所获氧化膜厚度增加。
10，碱性氧化液中氧化剂低对氧化膜有何影响？如何处理？影响：氧化剂含量低。
氧化膜疏松且厚。
处理方法：可以提高氧化剂含量。
氧化剂含量越高，生成的亚铁酸纳和铁酸纳越多，促使反应速度加快，这样生成的氧化膜速度也快，而且膜层致密和牢固。
11，碱性氧化液初始温度高时氧化膜疏松，如何处理？初始温度太高，氧化膜的晶粒减少，会使氧化膜变得疏松。
处理方法；氧化溶液的温度应在进槽时控制在下限，出槽时控制在上限。
12，碱性氧化液中三价铁离子对氧化膜有何影响？如何处理？影响；在初配溶液里缺少铁，会生成厚而松的氧化膜，而且与基体结合不牢，易被擦去。
处理方法；调整调整铁板面积，保持铁一定的溶液速度。
13,碱性槽液不生成氧化膜是什么原因？如何处理？原因；1,溶液中没有氧化剂；2,槽液浓度过高；3,槽液太稀；4,装入的零件不能氧化；5,溶液过于陈旧。
处理方法；1,按分析结果添加亚硝酸钠；2用水冲淡槽液；3，蒸发过量的水分；4,不锈钢不能用于此法进行氧化；5,不断工作6-7个月更换槽液。
14，、为防碱性氧化故障，槽液应如何调整？（1）,槽液沸点的调整。
发黑槽液沸点的高低是随槽液中氢氧化钠浓度的大小而定的。
该槽液正常的沸点为135-145度，当超出此范围时，必须进行调整。
A，当槽液沸点低于135度，达不到工作温度时，必须加热蒸发过量的水分或添加氢氧化钠与亚硝酸钠来调整。
加氢氧化钠是按每升高1度时，每升槽液中添加10-15g氢氧化钠。
而亚硝酸钠是按氧化膜质量需要进行添加的。
B,因氢氧化钠溶解时能发出大量的热能，因此溶解氢氧化钠配制槽液或添加氢氧化钠时必须在停止加热的情况下进行。
同时氢氧化钠最好分批地加入槽中进行溶解，以避免槽液发生过热而产生沸腾二溢出。
C,发黑槽加水或开始加温前，必须先将液面的硬壳。
槽液中有大量沉渣或红色硬壳时，必须将其除去。
除去沉渣的办法是用铁勺或铁丝网放置于槽底，当槽液沸腾时而自动将槽液搅拌浮上浸入网篮中取出除去。
15,氧化处理液的使用特点是什么？A，氧化液组成在使用过程中汇发生变化，应定期分析调整，也可根据溶液沸点及膜质来判断是否需要调整。
溶液沸点过高，表示溶液中氢氧化钠浓度过高，此时易形成红色挂灰，应加水稀释。
沸点过低，表示氢氧化钠浓度不足，此时膜的色泽不深或膜薄，应补加药品蒸发多余水分。
氢氧化钠补加量可按10-15g/℃计算。
B,氧化液在使用过程中会逐渐积累而影响氧化质量，零件表面易产生红色挂灰，因此应定期清除沉渣，保持溶液清洁。
除渣时可用网勺捞，也可按下述方法除去：液温低于100℃时，边搅拌边加入甘油5-10mL/L，然后加热至工作温度，此时液面浮起大量红褐色铁的氧化物，即可用网勺捞去。
D，氧化以后，应及时地打捞掉入槽中的零件，以免铁溶解，使溶液中铁离子增加。
F，停产一定时间后再进行生产时，需把液面结成的硬壳捣碎，补加水至工作液面，搅拌均匀，然后才能加热至工作温度。
16,氧化处理的配制要点是什么？A，先在槽内放入2/3容积的水，将所需量的氢氧化钠边慢慢加入边进行搅拌，待完全溶解后，加入氧化剂，搅拌使之溶解，加入冷水至所需容积。
B，新配制的溶液加热至沸腾，测定其沸点温度，补充或蒸发水分至工艺要求的沸点温度。
17,氧化处理前的表面准备工作有什么重要性？A,零件表面清理的质量好坏直接影响氧化膜的质量，因此不能忽视氧化前的表面准备工作。
B,一般需要氧化的钢制零件是经过机械加工或热处理过的，其表面上有油污和氧化皮，这些都会影响氧化膜的生成。
它们的存在能隔绝氧化溶液与钢铁的基体金属接触。
必须采用化学方法或机械清理方法，将零件表面的油污和氧化皮清理干净后，才能进行氧化，从而能得到完整，均匀，牢固的氧化膜。
C，经热处理过的零件可直接酸洗除去表面氧化皮，光洁度要求高的零件可用布来抛光。
18,活化是怎么回事？活化不好对发黑膜有何影响?零件经过脱脂和酸洗后，在进入发黑液之前还有一步重要的环节就是活化，其作用是增强发黑膜的附着力。
零件在活化过程中，一方面可继续去除残留的锈斑，会使表面产生微小缺陷，有利于膜的牢固附着，因此，可将零件浸入质量分量10%的硫酸酸洗3-4min，表面粗糙度低的零件，可适当延长活化时间，此时可见到零件表面出现小气泡，这时可用水冲洗干净后放入发黑液中。
活化好的工件进入发黑槽中后很快形成均有的红黑色表面，并且逐步加深，活化不好的零件不但得不到这个结果，而且还加大发黑剂的消耗量，因此，活化是得到牢固发黑膜和降低成本的关键。
19，氧化发黑槽液这样维护？A，氧化溶液的组分在使用中由于消耗是会有变化的，因此必须定期进行化学分析，并按分析的结果进行材料的补充。
为了使化学分析的结果能代表溶液的真实情况，并做到每一次的化学分析结果都具有连续性和对比性，取样分析前将溶液加热至全部溶化，同时加水原配槽时规定的液面宽刻度并搅拌均匀。
当然也可以凭经验按溶液的沸点和成膜的质量来确定溶液的调整方案。
氢氧化钠的添加量按溶液沸点每升高1度约添加10～15g/L计。
在添加氢氧化钠的同时也必须补加氧化剂。
B，随着氧化溶液使用期的延长，溶液中会逐步积累氯离子；同时由于空气中的二氧化碳会与溶液中的氢氧化钠反应，溶液中也会逐步积累碳酸钠。
当它们积累到一定数量时，就会对膜层的质量产生危害。
为了不影响磁性氧化膜铁膜层的质量，溶液中氯化钠的含量不宜高于50g/L，如超过上述含量，溶液需更换。
在沸腾的溶液中加水时，很容易出现水分的急速膨胀蒸发而造成飞溅出来伤人的事故，加水时必须量少而慢，最好是使用回收槽中的含碱热水。
C，氧化时在溶液中形成红色的氧化物有一部分沉于槽底，但是由于溶液在工作时溶液处于微沸的状态，因此大部分会浮在液面上，必须随时用网勺捞去，当积累到危害成膜的时候，必须清槽。
20,碱性氧化前处理不当，膜发花是什么原因？怎么办?原因：1，采用了“二合一”的工艺，即在氧化的同时除去工件表面油污，此法欠妥：2，工件表面在氧化前已有自然氧化膜，在此膜上无法形成四氧化三铁的黑色氧化膜，最后导致氧化工件表面发花，甚至出现白斑点。
处理方法：1，工件前处理要求甚为严格，一定要先经过充分的化学除油后才能进入酸洗工序：2必要时还需经过刷洗和电解除油，只有通过上述多道工序后，才能获得满意的氧化膜。
21，钢铁零件氧化处理工艺流程是什么？化学除油→热水洗→流动水洗→酸洗→流动冷水洗→氧化→氧化→冷水洗→热水洗→流动冷水洗→流动热水洗→干燥→检验→封闭。
22，碱性氧化处理工艺过程是什么？A，表面化学除油。
零件表面油污重时，在化学除油之前必须先用有机溶剂或蒸汽等方法进行预除油，或采用二级化学除油。
B，温水清洗和冷流动水清洗。
C，酸洗或弱酸洗。
由于采用碱性氧化处理的零件大多数是在良好条件的产品零件，因此无需进行酸洗，零件的表面只需要进行弱腐蚀。
D，冷流动水逆流清洗。
E，碱性氧化处理。
F，中间清洗。