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：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。

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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﹞K QR腟？36~47襼溶m？活塞、連桿、心軸、轉動面耐磨耗性大4柫Zn伂？
SCM420 ﹝滲碳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33~43ui,€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。

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註詭€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-∽？陽極處理佳佳佳透明只適用於鋁材餪E`H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。

BJ r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。