不(bu)銹鋼(gang)化學著黑(hei)色溶液成分和工藝條件見表7-1和表7-2.
一、配方1 (見表7-1)
1. 重(zhong)鉻酸(suan)鉀
含(han)量(liang)太(tai)(tai)高，加熱后不(bu)能全部溶解(jie)，易發生色(se)澤(ze)不(bu)勻的現象，含(han)量(liang)太(tai)(tai)低，氧(yang)化(hua)力弱，膜層(ceng)色(se)淺。最佳含(han)量(liang)為355g/L。
2. 硫酸
含(han)量太高，反應較(jiao)慢，易使(shi)零件表面光(guang)潔度降低(di)。含(han)量太低(di)，反應速率(lv)很慢，最佳含(han)量為347mL/L.
3. 溫度
低(di)于90℃,反(fan)應進(jin)行(xing)很慢，膜(mo)層會產生玫紅、翠綠、淺(qian)棕等不(bu)規則的干涉(she)色。溫度太高，反(fan)應進(jin)行(xing)很快(kuai)，終點(dian)不(bu)易控制，膜(mo)層質量欠(qian)佳。
4. 時間
在(zai)(zai)開始大半時(shi)(shi)(shi)間(jian)內顏(yan)色無變化(hua)(hua)，中(zhong)途取(qu)出(chu)察看(kan)一直是(shi)本色，色膜(mo)(mo)(mo)是(shi)在(zai)(zai)今過程的最后(hou)(hou)10%~20%的時(shi)(shi)(shi)間(jian)內方才(cai)出(chu)現的，且只(zhi)持續1~2分鐘。在(zai)(zai)嚴(yan)格控制(zhi)溫(wen)度的情況(kuang)下，要掌握(wo)好最佳出(chu)槽時(shi)(shi)(shi)間(jian)，否則(ze)無法(fa)達到黑(hei)(hei)色氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)色澤(ze)一致。在(zai)(zai)氧(yang)化(hua)(hua)過程中(zhong)，膜(mo)(mo)(mo)層顏(yan)色有一個從本色→淺(qian)棕→深(shen)棕→淺(qian)藍（或(huo)淺(qian)黑(hei)(hei)）→深(shen)藍（或(huo)深(shen)黑(hei)(hei)）的變化(hua)(hua)過程。而(er)從淺(qian)藍至深(shen)藍的時(shi)(shi)(shi)間(jian)間(jian)隔僅0.5~1 分鐘。如果錯過這(zhe)最佳點，就會又從深(shen)藍色回復到淺(qian)棕色，再也不會變黑(hei)(hei)。此(ci)時(shi)(shi)(shi)只(zhi)能取(qu)出(chu)零件(jian)退除膜(mo)(mo)(mo)層后(hou)(hou)，重新氧(yang)化(hua)(hua)著色。因此(ci)，在(zai)(zai)氧(yang)化(hua)(hua)過程中(zhong)，應嚴(yan)格控制(zhi)時(shi)(shi)(shi)間(jian)，經常取(qu)出(chu)零件(jian)水洗后(hou)(hou)察看(kan)色澤(ze)，這(zhe)樣做不會影響氧(yang)化(hua)(hua)發(fa)(fa)黑(hei)(hei)質量，當顏(yan)色達到后(hou)(hou)及時(shi)(shi)(shi)中(zhong)止(zhi)氧(yang)化(hua)(hua)發(fa)(fa)黑(hei)(hei)時(shi)(shi)(shi)間(jian)。正確掌握(wo)時(shi)(shi)(shi)間(jian)是(shi)本工序成敗的關鍵。
配(pei)方(fang)(fang)3和配(pei)方(fang)(fang)4與配(pei)方(fang)(fang)1基本(ben)是同(tong)一類型(xing)，可相互參照。
二(er)、配(pei)方2 (見(jian)表(biao)7-1)
1. 硫酸錳
在溶液中硫酸錳解離出來的二價錳離子（Mn2+)被硝酸根離子（NO-3)氧化，轉變成高錳酸離子（MnO-4),反應式如下：
3Mn2++5NO-3+7H2O → 3MnO-4+5NO2↑+14H+
在(zai)加熱的(de)酸性溶液(ye)中，每兩個高錳酸離(li)子(zi)放出5個新(xin)生(sheng)態(tai)氧(yang)原子(zi)，其活性大(da)，能(neng)與鎳、鉻、鐵(tie)等元(yuan)素發(fa)生(sheng)化學反應，生(sheng)成(cheng)黑色氧(yang)化膜，故錳是發(fa)黑劑。它能(neng)加速(su)膜的(de)生(sheng)成(cheng)，含(han)量(liang)太低或無錳離(li)子(zi)存在(zai)，氧(yang)化膜便不能(neng)變(bian)黑。
2. 硝酸鉀
在溶液中是氧化劑，能使二價錳離子氧化為高錳酸離子，再起氧化作用，硝酸根（NO-3)在加溫條件下也能直接與鎳、鉻等合金元素反應，生成它們的氧化物。硝酸鉀含量偏低，成膜慢，偏高易造成過腐蝕。
3. 重鉻酸鉀(jia)
在(zai)發黑(hei)過(guo)程中(zhong)是氧化劑(ji)。氧化后本身變(bian)成三價鉻，當三價鉻濃度達到鉻的尖晶型氧化物時(shi)，形成錳(meng)、鎳、鐵、鉻等系(xi)列化合物，從而得到黑(hei)色氧化膜(mo)。其含量偏(pian)高、偏(pian)低均不能獲(huo)得有彈(dan)性有硬度的黑(hei)色膜(mo)，而且使膜(mo)變(bian)薄(bo)、變(bian)脆(cui)、疏(shu)松(song)。
4. 硫(liu)酸銨
在溶(rong)液中通過(guo)絡合(he)作(zuo)用，控制反(fan)應速率(lv)。偏(pian)(pian)低時(shi)，絡合(he)不了(le)溶(rong)解(jie)下(xia)來的鎳、鉻等離子(zi)，使溶(rong)液惡化(hua)，成(cheng)膜速率(lv)變慢。含量(liang)偏(pian)(pian)高，膜成(cheng)型(xing)快(kuai)。工(gong)件溶(rong)解(jie)過(guo)快(kuai)，造成(cheng)過(guo)腐蝕，膜層變薄，性(xing)能(neng)低劣。
5. 硫酸
使溶液(ye)保持(chi)一(yi)定的酸(suan)度，可以增加溶液(ye)的活性。
6. 溫(wen)度與時(shi)間
溶(rong)(rong)液溫度(du)低于95℃,溶(rong)(rong)液活(huo)性不夠，基(ji)本沒有反應，成膜速率非常緩慢。溫度(du)過(guo)(guo)(guo)高(gao)，超過(guo)(guo)(guo)115℃,表面溶(rong)(rong)解過(guo)(guo)(guo)快(kuai)，造(zao)成過(guo)(guo)(guo)腐蝕。時間(jian)與溫度(du)應配合適(shi)當(dang)，溫度(du)取(qu)上限，時間(jian)取(qu)下限。對高(gao)合金(jin)不銹鋼比較合適(shi)的(de)溫度(du)是98℃,時間(jian)為80分鐘(zhong)。掌握好發(fa)黑的(de)最佳時間(jian)與配方1中(zhong)對時間(jian)所述的(de)控(kong)制同(tong)樣重要。
三、 配方5 (見表(biao)7-1)
工藝流程：水(shui)(shui)(shui)洗(xi)（除去不銹鋼(gang)表(biao)面的污物）→化學除油(you)（氫氧(yang)化鈉80g/L,碳酸(suan)鈉20g/L,磷(lin)酸(suan)鈉40g/L,十二烷基(ji)硫(liu)酸(suan)鈉2g/L,溫(wen)度(du)50~60℃,時(shi)間(jian)15~20min)→熱水(shui)(shui)(shui)洗(xi)→冷(leng)水(shui)(shui)(shui)洗(xi)→化學拋光(guang)［硫(liu)酸(suan)（d=1.84)230mL/L,鹽酸(suan)（36%~38%)70mL/L,硝酸(suan)（65%~68%)40ml/L,溫(wen)度(du)50~80℃,時(shi)間(jian)3~20min]→水(shui)(shui)(shui)洗(xi)→活化［磷(lin)酸(suan)（≥85%)60mL/L、溫(wen)度(du)室(shi)溫(wen)，時(shi)間(jian)1~2min]→水(shui)(shui)(shui)洗(xi)→發黑（配(pei)方5 的發黑液(ye)加熱到(dao)95~100℃,零件(jian)(jian)之間(jian)、與(yu)容(rong)器之間(jian)不得接觸，經常攪拌，補充蒸餾水(shui)(shui)(shui)，保持(chi)溶液(ye)濃度(du)，時(shi)間(jian)是要不時(shi)取(qu)出(chu)試件(jian)(jian)，用水(shui)(shui)(shui)沖洗(xi)干凈后觀察其(qi)顏色變化，達到(dao)純黑色膜即時(shi)出(chu)槽）→水(shui)(shui)(shui)洗(xi)→固(gu)化［使黑膜耐磨(mo)硬化：鉻(ge)酐250g/L,硫(liu)酸(suan)（d=1.84)2.5g/L,溫(wen)度(du)40℃,時(shi)間(jian)5~15min]→水(shui)(shui)(shui)洗(xi)→浸脫水(shui)(shui)(shui)防(fang)銹油(you)（3~5 分鐘)。
四、 配(pei)方7、8(見表7-2)
為無鉻型著色工藝。配方8著黑色時分兩(liang)步走，第一步先在(zai)草酸中浸(jin)若(ruo)干時間，然后在(zai)硫代硫酸鈉溶(rong)液中浸(jin)黑為止。
在前處理中也采用環保型，不含六價鉻，適用于各種不銹鋼的化學拋光，對人和環境污染較小。見表7-3環保型不銹鋼化學拋光工藝。
但配方12、13含硝酸和磷(lin)酸鹽，對人和環境還存在危害，且溫度都是(shi)50℃,而以下配方14、15則(ze)較為實用。
配(pei)方14 ： 草酸 150~200g/L 、硫脲 8~10g/L 、乙(yi)醇 6~10mL/L 、OP或無磷海鷗洗滌劑(ji) 5~10mL/L 、溫度(du) 50~60℃ 、時間 3~5 分鐘。
配方15 ：雙氧水 20~30mL/L 、鹽(yan)酸(suan) 20~30mL/L 、添加劑 20~30mL/L(易(yi)溶于水、無機物(wu)，可絡合鎳(nie)、鐵、鉻離子） 、水 20~30mL/L 、 溫度(du) 常(chang)溫 。
配(pei)方15更為實用。添加劑可(ke)用氟(fu)化(hua)銨或硫酸(suan)銨。
環保型(xing)不銹鋼電解拋光液組成及工(gong)藝條(tiao)件見表(biao)7-4。
配方18溶(rong)液導電率高(gao)，拋(pao)光(guang)光(guang)澤度提高(gao)15%,處理成本(ben)低，拋(pao)光(guang)中無異味，毒(du)性小。
五、配(pei)方(fang)9 (見表7-2)
本配方適用于18Cr-8Ni不銹鋼。硫酸(suan)(suan)(suan)鉻要先溶(rong)解于少量水溶(rong)液(ye)中形(xing)成飽和溶(rong)液(ye)，再加(jia)入硫酸(suan)(suan)(suan)－磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)溶(rong)液(ye)中，當溫度到200℃時(shi)，不銹鋼表面(mian)先發(fa)生溶(rong)解，氫氧停止(zhi)析出(chu)，表面(mian)形(xing)成不溶(rong)性(xing)黑色薄膜。
六、配方10 (見表(biao)7-2)
配方10是用少(shao)量(liang)(liang)水將鉻酐完(wan)全溶(rong)解，然后在攪拌下加入硫酸(suan)，均勻后加熱到(dao)80~100℃后即可(ke)使用。水量(liang)(liang)要(yao)適(shi)(shi)量(liang)(liang)，才能成為黑化工藝。如果黑化未達(da)到(dao)要(yao)求，可(ke)適(shi)(shi)量(liang)(liang)加入少(shao)量(liang)(liang)水即可(ke)達(da)到(dao)黑化作(zuo)用。
七(qi)、配方11 (見(jian)表7-2)
本配方在304不銹鋼表面獲得緊密覆蓋的黑化膜，有效提高基體的裝飾性和防護性。工藝過程為：先將試件堿性除油（NaOH 70g/L,90℃),再進行電化學拋光（磷酸10%,濃硫酸10%,2A/d㎡,35℃).將前處理后的不銹鋼放入恒溫爐中加熱至300℃,之后將試件迅速浸入30%硫代硫酸鈉溶液中，進行5min黑化處理，烘干后即得黑化膜層。
