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铝合金两步法氧化发黑工艺流程:工件→化学脱脂→碱蚀→酸蚀出光→化学氧化→发黑→封闭→干燥→成品
化学脱脂
用60~65℃碱性化学脱脂液处理工件约2 min,除去工件表面的油污,以保证碱蚀均匀,防止工件产生花斑。其脱脂液配 方如下:
NaOH 5~6 S/L
Na2CO3 20~25 g/L
Na3PO4·12H2O 10~15 g/L
表面活性剂 1 g/L
碱蚀
在60℃的NaOH(ρ(NaOH)=40~50g/L)溶液中碱蚀l~2min,以除去工件表面残存的自然氧化膜及变质合金层,并调整基体表面,使之均匀一致。为了减少腐蚀过程中沉淀的氧化铝絮凝物,可采用柠檬酸铵(ρ=10g/L)作为螯合剂。 酸蚀出光。用H2SO4和HNO3体积浓度分别为15~20 mL/L、3~5 mL/L的酸蚀液中和残留碱,同时溶去挂灰附着物,使工件露出光洁的活性面。
氧化着色分两步,第1步采用铬酸盐氧化工艺,对经前处理的工件及时进行化学氧化,以免再次污染或生成新的自然氧化膜,其工艺规范如下:
Na2CrO4 18 g/L
Na2CO4 5 g/L
NaOH 4g/L
Na3PO4 8g/L
θ 60~70℃
t 10 min
第2步为对经氧化处理的工件着黑色。该步工艺配 方采用某过渡金属化合物A为着色剂,KMnO4为氧化剂,NiSO4为催化剂,并加HNO3调节pH值为5左右。工件在80~90℃处理约8min即可。
封闭
可采用水解盐法进行封闭,在已形成的发黑膜孔隙中产生氢氧化物沉淀,将微孔堵塞。经封闭可进一步提高耐蚀性,增加光泽度。水解盐法封闭工艺规范如下:
NiSO4 4~5 9/L
NaAc·3H2O 4~6g/L(醋酸钠)
CoSO4·7H2O 0.5~0.8g/L
H3BO3 4~5 9/L
pH值 4~6
θ 80~85 ℃
t 15~20 min
最佳工艺条件
着色剂A (硝酸铜) 16~18g/L
KMnO4 8~10 g/L
NiSo4 2g/L
θ 80~85 ℃
pH值 4.5~5
t 8~10 min
氧化层测试结果
由电子能谱分析可知膜层主要成分为Al2O3、MnO2、NiO及另一关键着色成分,质量分数分别为25%、44.5%、13.5%、17%。