[發(fā)明專利]不銹鋼、鈦及鈦合金電化學(xué)發(fā)黑方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910044708.6
• 申請日: 2009-11-06
• 公開（公告）號: CN101698955A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡德意;柴金萬;郭淑玲;曾垂海;王海云;袁艷偉;劉保;劉友良;肖寧;許自強(qiáng);王金玲;羅青云;張海波
• 申請（專利權(quán)）人: 江南機(jī)器(集團(tuán))有限公司
• 主分類號: C25D11/00
• 分類號: C25D11/00
• 代理公司: 湘潭市雨湖區(qū)創(chuàng)匯知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 43207
• 代理人: 左祝安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不銹鋼、鈦及鈦合金電化學(xué)發(fā)黑方法，屬表面處理電化學(xué)轉(zhuǎn)化膜領(lǐng)域，它可廣泛適用于在不銹鋼、鈦及鈦合零件表面沉積裝飾性亮黑色膜層以及作為功能用的消光真黑色膜層。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)對不銹鋼、鈦及鈦合金零件表面進(jìn)行電化學(xué)發(fā)黑都是采用相互獨立的工藝方法，兩者不能共線生產(chǎn)，對這兩種材料進(jìn)行電化學(xué)發(fā)黑需建不同的生產(chǎn)線，這就大大地增加了生產(chǎn)工房面積及生產(chǎn)管理的復(fù)雜性，且發(fā)黑過程中其工藝操作復(fù)雜，發(fā)黑溶液維護(hù)較困難。針對這種情況，我們對不銹鋼、鈦及鈦合金電化學(xué)發(fā)黑通用工藝方法進(jìn)行了研制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種不銹鋼、鈦及鈦合金電化學(xué)發(fā)黑方法，它以硝酸錳作發(fā)黑劑、硼酸作緩沖劑、重鉻酸鉀作氧化劑、硫酸銨作導(dǎo)電鹽，以待發(fā)黑工件作陽極，通過控制工件陽極電流密度、通電時間、電解液溫度等因素，在工件表面上沉積一層以錳化合物為主的黑色膜層，該工藝方法可通用于對不銹鋼、鈦及鈦合金表面進(jìn)行電化學(xué)發(fā)黑成膜處理。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

1、不銹鋼零件(消光)

化學(xué)脫脂→常溫水洗→電解脫脂→熱水洗→常溫水洗→10％硫酸+10％鹽酸洗→常溫水洗→常溫水洗→發(fā)黑溶液電化學(xué)發(fā)黑→回收→常溫水洗→常溫水洗→熱純水洗→吹干→烘干。

2、不銹鋼零件零件(裝飾)

化學(xué)脫脂→常溫水洗→電解脫脂→熱水洗→常溫水洗→80％磷酸+20％硫酸電拋光→常溫水洗→常溫水洗→10％硫酸活化→常溫水洗→常溫水洗→發(fā)黑溶液電化學(xué)發(fā)黑→回收→常溫水洗→常溫水洗→熱純水洗→吹干→烘干。

3、鈦及鈦合金零件(消光)

化學(xué)脫脂→熱水洗→常溫水洗→20ml/L氫氟酸+150g/L重鉻酸鉀洗→常溫水洗→常溫水洗→發(fā)黑溶液電化學(xué)發(fā)黑→回收→常溫水洗→常溫水洗→熱純水洗→吹干→烘干。

4、鈦及鈦合金零件(裝飾)

化學(xué)脫脂→熱水洗→常溫水洗→250ml/L氫氟酸+750ml/L硝酸混酸洗→常溫水洗→常溫水洗→發(fā)黑溶液電化學(xué)發(fā)黑→回收→常溫水洗→常溫水洗→熱純水洗→吹干→烘干。

所述的電化學(xué)發(fā)黑溶液由下列成份

a、硝酸錳??????10～30g/L

b、重鉻酸鉀????20～30g/L

c、硫酸銨??????20～30g/L

d、硼酸????????10～20g/L

的體積濃度組成。

上述配方中的各種化學(xué)原材料都為電鍍級以上。發(fā)黑過程中，電解槽中的發(fā)黑溶液的溫度須控制在10～40℃，直流電流強(qiáng)度須控制在0.1～0.5A/dm²。

本發(fā)明同背景技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果：

①由于采用硝酸錳作為發(fā)黑劑，消除了不銹鋼發(fā)黑中用的濃硫酸對人的安全危害及降低了原傳統(tǒng)發(fā)黑高鉻對環(huán)境的嚴(yán)重污染，有利于清潔生產(chǎn)。

②該電化學(xué)發(fā)黑工藝方法既適用于不銹鋼，也適用于鈦及鈦合金，即能二種基材共線生產(chǎn)，能大大減少了工房面積，降低投資費用，節(jié)約管理成本。

③該工藝簡單、維護(hù)方便，發(fā)黑膜層成分穩(wěn)定，膜層耐蝕性高，裝飾性好。

具體實施方式

方式一(不銹鋼零件消光)：

化學(xué)脫脂→常溫水洗→電解脫脂→熱水洗→常溫水洗→10％硫酸+10％鹽酸洗→常溫水洗→常溫水洗→發(fā)黑溶液電化學(xué)發(fā)黑→回收→常溫水洗→常溫水洗→熱純水洗→吹干→烘干。

1、不銹鋼電化學(xué)發(fā)黑的前清洗

首先將待電化學(xué)發(fā)黑的不銹鋼零件用化學(xué)方法進(jìn)行脫脂，脫脂后用常溫水清洗，水洗后將待發(fā)黑的零件進(jìn)行電解脫脂，然后先用60℃熱水清洗，再用常溫水清洗，清洗后用濃度為8％～10％硫酸+8％～10％鹽酸洗，在此基礎(chǔ)上再對表面經(jīng)過酸洗的不銹鋼零件進(jìn)行兩次水洗。

2、不銹鋼電化學(xué)發(fā)黑

按工藝要求正確配制發(fā)黑溶液，發(fā)黑溶液的溫度控制在10～40℃范圍，電解槽的陰極采用不銹鋼板或鈦合金板，陽極為待發(fā)黑的不銹鋼零件，接通電源，陽極電流密度控制在0.1～0.5A/dm²，觀察工件表面的變色情況，至表面黑色時穩(wěn)流穩(wěn)壓2～3分鐘后取出工件。

3、不銹鋼電化學(xué)發(fā)黑后處理

不銹鋼零件發(fā)黑后必須用流動水清洗，用熱純水燙干，再通過壓縮空氣吹干或烘干。

方式二(不銹鋼零件裝飾)：

化學(xué)脫脂→常溫水洗→電解脫脂→熱水洗→常溫水洗→80％磷酸+20％硫酸電拋光→常溫水洗→常溫水洗→10％硫酸活化→常溫水洗→常溫水洗→發(fā)黑溶液電化學(xué)發(fā)黑→回收→常溫水洗→常溫水洗→熱純水洗→吹干→烘干。