[發(fā)明專利]光學(xué)儀器用鐵鎳合金恒溫化學(xué)氧化染黑的一種工藝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710055492.4
• 申請(qǐng)日: 2007-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN101280427A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申德新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春奧普光電技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): C23C22/62
• 分類號(hào): C23C22/62;C23C22/78;C23C22/82
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種鐵鎳合金恒溫化學(xué)氧化染黑的工藝方法。

背景技術(shù)

鐵鎳合金膨脹系數(shù)和光學(xué)玻璃的膨脹系數(shù)非常接近，適合于做光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)件。由于光學(xué)設(shè)備的消光要求，和光路接觸的工件必須進(jìn)行消光處理。

目前對(duì)鐵鎳合金進(jìn)行消光處理在國(guó)內(nèi)很多有影響的廠家普遍采取鍍銅染黑工藝，該工藝是首先在鐵鎳合金工件的表面上電鍍銅，然后將鍍銅工件放入液槽中進(jìn)行電化學(xué)染黑。該工藝存在明顯不足：耐磨性差，銅染黑膜層非常軟，稍用力擦試即露銅，裝配過(guò)程稍有摩擦染黑膜層即被破壞，無(wú)法保證消光效果；防護(hù)性差，由于銅層相對(duì)于鐵鎳合金基體為陰極性鍍層，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，使鐵鎳合金更容易發(fā)生腐蝕；配合尺寸差，由于鍍銅改變了工件的原有尺寸精度且銅鍍層的膨脹系數(shù)遠(yuǎn)高于光學(xué)玻璃，給配合精度帶來(lái)了影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于尋求一種滿足光學(xué)精密儀器消光性、耐磨性、耐蝕性、裝配精度要求的染黑工藝，特設(shè)計(jì)一種鐵鎳合金化學(xué)染黑工藝方法。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供光學(xué)儀器用鐵鎳合金恒溫化學(xué)氧化染黑的一種工藝方法。

解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如圖1所示：

第一，選擇作業(yè)槽和掛具

選擇的原則是，本發(fā)明采用的工藝配方材料對(duì)作業(yè)槽和掛具沒(méi)腐蝕或腐蝕輕微，且腐蝕產(chǎn)物不影響染黑膜層質(zhì)量，經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)考驗(yàn)采用成本低廉的普通鋼質(zhì)材料；

第二，槽液成分和配制

a、槽液成分：

氫氧化鈉550～650g/L，亞硝酸鈉150～250g/L，重鉻酸鉀10～50g/L，鉬酸鈉10～30g/L，磷酸三鈉0～50g/L。

b、槽液的配制

首先用少量自來(lái)水將上述各材料分別溶解，接著將溶解后的材料混合在一起，然后用自來(lái)水將槽液補(bǔ)充到計(jì)算量的體積。

第三，槽液升溫

首先將槽液溫度由室溫升到120℃～130℃恒溫30min，然后將溫度再升溫，設(shè)定在152℃～162℃；

第四，氧化作業(yè)

首先，將工件進(jìn)行常規(guī)除油整理至工件表面被水100％潤(rùn)濕；接著，進(jìn)行常規(guī)活化處理至工件表面均勻一致、呈金屬本色；

然后，工件上掛具，懸掛在槽液中氧化1～3h；

第五，工件清洗、封閉處理

從作業(yè)槽中取出工件，首先用自來(lái)水沖洗，接著用去離子水沖洗，然后用壓縮空氣吹干，對(duì)工件進(jìn)行封閉處理是將吹干后的工件浸入到稀釋后的丙烯酸或其它清漆稀溶液中1～3min，最后離心烘干。

本發(fā)明工藝原理：

當(dāng)槽液溫度穩(wěn)定在152℃～1602℃時(shí)，槽液中的氫氧化鈉對(duì)工件表面產(chǎn)生輕微溶解作用，為染黑膜層的形成提供鐵、鎳離子；亞硝酸鈉、重鉻酸鉀為氧化劑，使得工件表面的氧化反應(yīng)得以進(jìn)行；鉬酸鈉為增黑劑，增加膜層的黑度；磷酸三鈉為促進(jìn)劑，增加成膜反應(yīng)速度，從而形成鐵鎳合金化學(xué)氧化染黑膜層。

本發(fā)明的積極效果：

采用鐵鎳合金恒溫化學(xué)氧化染黑的方法，直接在鐵鎳合金基體上轉(zhuǎn)化黑色膜層，膜層均勻、致密、牢固、耐蝕、耐磨，厚度＜1μm，消光性好，特別適合于精密光學(xué)鏡頭鐵鎳合金工件的消光處理。

本發(fā)明的鐵鎳合金恒溫化學(xué)氧化染黑工藝，采用與普通鋼鐵染黑相當(dāng)?shù)臏囟龋褂闷胀ㄤ撡|(zhì)工藝槽和掛具，節(jié)省投資、降低工藝成本。工件出入槽溫度不變，可以多件連續(xù)作業(yè)。

兩段升溫可防止局部過(guò)熱避免槽液崩沸，省去升溫前的槽液攪拌和溶液結(jié)晶清理工作。

由于工作溫度低于槽液沸點(diǎn)溫度，槽液蒸發(fā)量非常少，維護(hù)方便。

實(shí)踐證明該工藝操作簡(jiǎn)單，溶液維護(hù)方便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的工藝方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明按圖1所示的技術(shù)方案的工藝流程實(shí)施

實(shí)施例1：尺寸為200×150×15的鐵鎳合金4J32工件，經(jīng)除油活化后浸入到152℃～156℃的槽液中恒溫氧化2.5～3小時(shí)，溶液配方為：氫氧化鈉550g～580g/L，亞硝酸鈉220g～250g/L，重鉻酸鉀10g～20g/L，鉬酸鈉10g～15g/L，磷酸三鈉45g～50g/L。工件取出后洗凈、吹干、封閉，工件表面染黑膜層均勻、致密，無(wú)疵點(diǎn)。按GJB5023.1-2003標(biāo)準(zhǔn)，用Lambd950型紫外/可見/近紅外分光光度計(jì)檢測(cè)，在可見光譜范圍內(nèi)，膜層光譜反射率＜3％，滿足使用要求。

實(shí)施例2：尺寸為Φ200×300的鐵鎳合金4J45工件三件，分三次放入158℃～162℃的槽液中恒溫氧化，氧化時(shí)間1～1.5小時(shí)，第一件出槽后立即放入第二件，第二件出槽后立即放入第三件；工件出入槽過(guò)程保持槽液溫度不變，每件氧化時(shí)間不變；溶液配方，氫氧化鈉620g～650g/L，亞硝酸鈉150g～180g/L，重鉻酸鉀40g～50g/L，鉬酸鈉25g～30g/L。工件取出后洗凈、吹干、封閉，三件工件氧化膜層顏色一致，內(nèi)外表面膜層均勻、致密，無(wú)疵點(diǎn)。按GJB5023.1-2003標(biāo)準(zhǔn)，用Lambd950型紫外/可見/近紅外分光光度計(jì)檢測(cè)，在可見光光譜范圍內(nèi)，膜層光譜反射率全部＜3％，滿足使用要求。