热处理工艺之发黑处理知识分享

热处理的工艺在整体热处理之后对工件的氧化影响不是十分明显,但是化学热处理对之后的发黑处理就会产生很多影响。
    发黑处理就是将金属工件放在浓的碱和亚硝酸钠溶液中加热、氧化,使金属工件表面生成一层厚约0.5~1.0um、均匀致密,且与集体金属结合牢固的四氧化三铁薄膜,这层膜能起到储油作用而提高工件表面的防锈能力。发黑本质是工件表面金属的氧化过程,氧化处理后一半的色泽都是蓝黑色。随着氧化膜厚度的增加,膜层的颜色由浅逐渐变深,其顺序为:无色→黄色→橙色→红色→紫红色→紫色→蓝色→黑色。
    工件的渗碳处理后,表面的含碳量增加,渗层中的碳化物含量比较多,在进行发黑的氧化处理时,由于工件表面的微区形成微电池的数量增多,氧化速度加快,氧化膜的厚度加厚,容易形成三氧化二铁,使工件表面产生褐色,不容易形成中碳钢的蓝黑色氧化膜。形成氧化层的色泽与钢铁成分无关,而是由氧化层的厚度决定。
    工件软氮化之后,由于表面是含氮化物或含氮铁素体基体组织,这些组织的点击电位较低,不容易产生氧化,也可以理解为氧化速度减慢,所以发黑时,工件表面会有漏涂部位。解决的办法有两种:①热处理之后的工件发黑之前,在矿物酸中清洗腐蚀时间加长些;②在发黑工序中,增加发黑时间,一般要增加一倍的发黑时间。
    碳氮共渗的工件发黑也会遇到和软氮化的工件类似的困难,其解决的办法,除了按照软氮化的解决办法外,还要在碳氮共渗淬火时,减少氨气的供应量,降低渗氮浓度;其次要控制渗层组织中的残余奥氏体含量。
    氮化工件的表面耐蚀性很好,通常不做发黑处理。
    钢的化学成分对发蓝的色泽的影响:①碳素工具钢与一般合金钢处理后为黑色至蓝黑色;②Cr-Si钢处理后为红棕色至棕黑色,例如,60Si2Mn发黑时表面是红棕色;③高速钢处理后为棕褐色至黑褐色;④铸铁处理后为紫褐色至黑褐色。