常温发黑液的配方

常温发黑液的配方

一、常温发黑液的组成

①主盐无论是硒化物系，还是非硒化物的常温发黑剂，Cu2＋都是成膜的关键组分，最常用的为硫酸铜。

②氧化剂在常温发黑剂中，必有氧化剂和铜盐、铁基体等参与氧化还原反应才能成膜，常用的有二氧化硒、亚硒酸等，此外还有硝酸、亚硝酸盐、硝酸盐等。

③加速剂起催化作用，能提高反应成膜速度，最常用的为氯化镍、硫酸镍等。

④络合剂主要作用是络合铜，控制其置换速度，以保障结合力、常用的有柠檬酸盐、酒石酸盐、氟化物、磺基水杨酸等。

⑤稳定剂主要是维持发黑剂pH值稳定。从而使常温发黑操作正常稳定。常选材料有硼酸、磷酸、磷酸缓冲液、氨水、磷酸二氢盐等。

⑥表面活性剂使基体表面润滑、发黑膜均匀一致，可消除发花、浮灰现象，常用的有OP乳化剂、十二烷基硫酸钠等。

二、钢铁常温发黑液具体配Fang

现根据各种杂志所刊发钢铁常温发黑论文资料，并依据我公司研究成果，公布以下具体配Fang，供进行此项研究者参考。

配Fang1：

硫酸铜4～8 g/L

二氧化硒4～8 g/L

磷酸盐7～15 g/L

硝酸盐2～4 g/L

柠檬酸盐2～4 g/L

稳定剂20 ml/L

pH 2.0～2.5

时间3～5 min

配Fang2(武汉水运工程学院提供)：

硫酸铜1～3 g/L

亚硒酸2～3 g/L

磷酸2～4 g/L

有机酸 1.0～1.5 g/L

十二烷基硫酸钠0.1～0.3 g/L

复合添加剂10～15 g/L

pH 2～3

时间2～6 min

配Fang3(贵州航空发动机公司提供)：

硫酸铜3～7 g/L

硫酸镍2～3 g/L

乙二胺四乙酸二钠4～5 g/L

亚硒酸4～5 g/L

磷酸盐 2.0～3.0 g/L

pH值 2.0～3.0

时间30～60 s

配Fang4(大庆石油学院提供)：

硫酸铜 2.0～2.5 g/L

硝酸 1.0～2.0 ml/L

二氧化硒 2.5～3.0 g/L

磷酸 1.0～1.5 ml/L

对苯二酚0.8～1.2 g/L

发黑促进剂 1.5～2.0 g/L

乙二胺四乙酸二钠0.5～0.8 g/L

OP-10乳化剂适量

配Fang5(南方轻工研究所提供)：

硝酸铜4～6 g/L

亚硒酸5～10 g/L

磷酸5～10 ml/L

氯化钠1～2 g/L

pH 1.1～1.2

配Fang6(河南中原机械厂提供)：

硫酸铜2～4 g/L

二氧化硒 4 g/L

磷酸10～15 g/L

氯化镍10～15 g/L

酒石酸钾钠 2 g/L

柠檬酸钾 2 g/L

时间3～6 min

配Fang7(杭州大学化学系提供)：

硫酸铜(CuSO

4.5H

2

O） 3 g/L

磷酸缓冲液(H

3PO

4

.KH

2

PO

4

） 4 g/L

亚硒酸(H

2SeO

3

） 1 g/L

添加剂 3 g/L

时间1～3 min 配Fang8：

硫酸铜 4 g/L

硫酸镍 1 g/L

亚硒酸 4 g/L

磷酸二氢锌 2 g/L

硼酸 4 g/L

DPE-Ⅲ1～2 ml/L

pH 2.5～3.5

时间10～60 s 配Fang9：

硫酸铜3～5 g/L

亚硒酸3～5 g/L

磷酸二氢锌4～5 g/L

柠檬酸2～3 g/L

硝酸钾 1 g/L

添加剂20 ml/L

配Fang10：

硫酸铜4～5 g/L

二氧化硒4～5 g/L

硫酸镍3～4 g/L

氧化锌2～3 g/L

磷酸10～15 g/L TX-10乳化剂10 g/L

稳定剂5～10 g/L

时间3～8 min 配Fang11：

硫酸铜4～6 g/L

二氧化硒 1.5～3 g/L 硫酸镍0.5～2 g/L 柠檬酸钾 2 g/L

对苯二酚1～1.5 g/L 时间1～5 min 配Fang12：

硫酸铜 2 g/L

亚硒酸 4 g/L

钼酸钠 2 g/L

硫代硫酸钠 1 g/L

硫酸镍 4 g/L

pH 1.5～2.5

时间5～8 min

配Fang13：

二氧化硒 5 g/L

硫酸铜 4 g/L

硫酸镍 4 g/L

硝酸锌10 g/L

磷酸10 g/L

TX-10乳化剂 5 g/L

络合剂10 ml/L

时间2～5 min

三、工艺参数的影响

1 发黑液浓度的影响

常温发黑剂浓度过高时，成膜速度过快，膜层较疏松，结合力不好；浓度过低，发黑速度慢。然而，不同材料由于表面活性不同溶液含量也应不同。

2 pH值的影响

pH值是影响发黑效果的一个最重要的参数。若pH值过高，成膜速度慢，甚至不能发黑成膜，pH值过低，则反应速度过快，结合力不好，而且随pH值的进一步降低会溶解生成的膜层。pH一般制在1.5～2.5之间，必要时可用硝酸或氨水调整。

3 温度的影响

温度低于10℃时，反应速度较慢，黑度和均匀性差，此时应延长反应时间。当温度大于40℃时，反应速度过快，结合力差，温度一般控制在15～35℃。

4 时间的影响

黑化时间需根据基体成分和温度而定，一般在3～10 min。若时间过短，则膜成长不完全，膜层过薄，有花斑；若发黑时间过长，则表面会过多地为黑色氧化物，多余部分疏松，结合力不好。

四、常温发黑工艺简介

钢铁常温发黑工艺流程主要包括前处理、发黑和后处理3个部分，其工艺流程为：

化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→冷水洗→发黑(可2次发黑)→水洗→水洗→中和→水洗→浸油封闭。

1 除油

除油是关键，如果工件上油未除净，就会直接影响黑化的质量，出现花斑或发黑膜结合力差，甚至不能上色。在此推荐一个除油配Fang。

氢氧化钠80～100 g/L

磷酸三钠50～60 g/L

洗衣粉3～5 g/L

温度80℃以上

时间1～10 min