不銹鋼(gang)化學著黑(hei)色溶液(ye)成分和(he)工藝(yi)條(tiao)件見表7-1和(he)表7-2.
一、配方1 (見表7-1)
1. 重(zhong)鉻酸鉀
含量太高(gao)，加熱(re)后不(bu)能(neng)全部溶解，易(yi)發生色澤不(bu)勻的現象(xiang)，含量太低，氧化力弱，膜層色淺(qian)。最佳(jia)含量為355g/L。
2. 硫酸(suan)
含量太高(gao)，反(fan)(fan)應較(jiao)慢，易使零(ling)件表面(mian)光潔度降低。含量太低，反(fan)(fan)應速率很慢，最佳含量為347mL/L.
3. 溫度(du)
低(di)于90℃,反應進(jin)(jin)行很慢，膜層會產(chan)生玫紅、翠(cui)綠(lv)、淺棕等不規則的干涉色。溫(wen)度太高(gao)，反應進(jin)(jin)行很快，終點不易控制，膜層質量欠佳(jia)。
4. 時間
在開始大半時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)內顏色(se)(se)無變(bian)(bian)化(hua)(hua)，中(zhong)途取出(chu)察(cha)看一直是本色(se)(se)，色(se)(se)膜(mo)是在今(jin)過(guo)(guo)(guo)程的(de)最后(hou)(hou)10%~20%的(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)內方才出(chu)現(xian)的(de)，且只(zhi)持續1~2分(fen)(fen)鐘(zhong)。在嚴(yan)格(ge)(ge)控(kong)制(zhi)溫(wen)度的(de)情況下，要掌握好最佳出(chu)槽時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)，否則無法達(da)(da)到黑(hei)色(se)(se)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)色(se)(se)澤一致。在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)，膜(mo)層顏色(se)(se)有(you)一個從(cong)本色(se)(se)→淺(qian)(qian)(qian)棕(zong)→深(shen)棕(zong)→淺(qian)(qian)(qian)藍(lan)（或淺(qian)(qian)(qian)黑(hei)）→深(shen)藍(lan)（或深(shen)黑(hei)）的(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程。而從(cong)淺(qian)(qian)(qian)藍(lan)至深(shen)藍(lan)的(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)間(jian)(jian)隔僅0.5~1 分(fen)(fen)鐘(zhong)。如(ru)果錯過(guo)(guo)(guo)這最佳點，就會(hui)又從(cong)深(shen)藍(lan)色(se)(se)回復(fu)到淺(qian)(qian)(qian)棕(zong)色(se)(se)，再(zai)也不會(hui)變(bian)(bian)黑(hei)。此(ci)時(shi)(shi)(shi)只(zhi)能取出(chu)零件退(tui)除膜(mo)層后(hou)(hou)，重新氧(yang)(yang)化(hua)(hua)著色(se)(se)。因此(ci)，在氧(yang)(yang)化(hua)(hua)過(guo)(guo)(guo)程中(zhong)，應(ying)嚴(yan)格(ge)(ge)控(kong)制(zhi)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)，經常取出(chu)零件水洗(xi)后(hou)(hou)察(cha)看色(se)(se)澤，這樣做不會(hui)影(ying)響氧(yang)(yang)化(hua)(hua)發(fa)黑(hei)質量，當顏色(se)(se)達(da)(da)到后(hou)(hou)及時(shi)(shi)(shi)中(zhong)止氧(yang)(yang)化(hua)(hua)發(fa)黑(hei)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)。正確掌握時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)是本工序成敗(bai)的(de)關(guan)鍵。
配(pei)方3和(he)配(pei)方4與配(pei)方1基(ji)本是同一類(lei)型，可相互參(can)照(zhao)。
二、配方2 (見表7-1)
1. 硫(liu)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)加熱的酸性(xing)溶(rong)液中(zhong)，每(mei)兩個(ge)高錳酸離子(zi)放出5個(ge)新生態(tai)氧原(yuan)子(zi)，其活性(xing)大，能與鎳(nie)、鉻、鐵等元(yuan)素發(fa)生化(hua)學反應，生成(cheng)黑色氧化(hua)膜(mo)，故錳是發(fa)黑劑。它能加速(su)膜(mo)的生成(cheng)，含量太低或無錳離子(zi)存在(zai)，氧化(hua)膜(mo)便不能變黑。
2. 硝酸(suan)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)
在發黑過程中是氧化(hua)劑。氧化(hua)后本(ben)身變(bian)成三價(jia)鉻(ge)，當(dang)三價(jia)鉻(ge)濃度(du)(du)達到(dao)鉻(ge)的(de)尖晶型氧化(hua)物時(shi)，形成錳(meng)、鎳、鐵、鉻(ge)等系列化(hua)合(he)物，從而得(de)到(dao)黑色(se)氧化(hua)膜。其含量偏高、偏低(di)均不能獲得(de)有(you)(you)彈性有(you)(you)硬度(du)(du)的(de)黑色(se)膜，而且使(shi)膜變(bian)薄、變(bian)脆、疏松。
4. 硫酸銨
在溶液中通過(guo)絡合(he)(he)作(zuo)用，控制反應速率。偏低(di)時，絡合(he)(he)不(bu)了(le)溶解(jie)下來的鎳(nie)、鉻(ge)等離子，使(shi)溶液惡化，成(cheng)膜速率變慢。含量(liang)偏高，膜成(cheng)型快。工件溶解(jie)過(guo)快，造成(cheng)過(guo)腐蝕(shi)，膜層變薄，性(xing)能低(di)劣。
5. 硫(liu)酸
使溶(rong)液保持一定的酸度，可以增加溶(rong)液的活性。
6. 溫度與時間(jian)
溶(rong)液溫度(du)(du)低于95℃,溶(rong)液活性不夠，基(ji)本沒(mei)有反應(ying)，成(cheng)膜速率非常緩慢。溫度(du)(du)過(guo)高(gao)，超過(guo)115℃,表面溶(rong)解過(guo)快(kuai)，造成(cheng)過(guo)腐(fu)蝕。時(shi)間與溫度(du)(du)應(ying)配(pei)合適當，溫度(du)(du)取上限(xian)，時(shi)間取下限(xian)。對高(gao)合金(jin)不銹鋼比(bi)較合適的溫度(du)(du)是98℃,時(shi)間為80分鐘。掌握(wo)好(hao)發黑的最佳時(shi)間與配(pei)方1中對時(shi)間所述的控制同樣(yang)重要(yao)。
三、 配方5 (見(jian)表7-1)
工藝流程：水洗(xi)(xi)(xi)（除去不(bu)銹(xiu)鋼表面(mian)的污物）→化(hua)(hua)學除油（氫氧化(hua)(hua)鈉(na)80g/L,碳酸鈉(na)20g/L,磷酸鈉(na)40g/L,十二烷基(ji)硫(liu)酸鈉(na)2g/L,溫(wen)度(du)(du)(du)50~60℃,時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)15~20min)→熱水洗(xi)(xi)(xi)→冷水洗(xi)(xi)(xi)→化(hua)(hua)學拋光［硫(liu)酸（d=1.84)230mL/L,鹽(yan)酸（36%~38%)70mL/L,硝酸（65%~68%)40ml/L,溫(wen)度(du)(du)(du)50~80℃,時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)3~20min]→水洗(xi)(xi)(xi)→活化(hua)(hua)［磷酸（≥85%)60mL/L、溫(wen)度(du)(du)(du)室溫(wen)，時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)1~2min]→水洗(xi)(xi)(xi)→發黑(hei)（配方(fang)5 的發黑(hei)液(ye)加熱到95~100℃,零件(jian)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)、與(yu)容器之(zhi)間(jian)(jian)(jian)不(bu)得(de)接觸，經(jing)常攪拌，補充蒸(zheng)餾(liu)水，保(bao)持(chi)溶(rong)液(ye)濃度(du)(du)(du)，時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)是要(yao)不(bu)時(shi)(shi)(shi)取出(chu)(chu)試件(jian)，用水沖洗(xi)(xi)(xi)干凈后(hou)觀察其顏色(se)變化(hua)(hua)，達到純黑(hei)色(se)膜(mo)即時(shi)(shi)(shi)出(chu)(chu)槽）→水洗(xi)(xi)(xi)→固化(hua)(hua)［使黑(hei)膜(mo)耐磨硬(ying)化(hua)(hua)：鉻酐250g/L,硫(liu)酸（d=1.84)2.5g/L,溫(wen)度(du)(du)(du)40℃,時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)5~15min]→水洗(xi)(xi)(xi)→浸脫水防銹(xiu)油（3~5 分鐘)。
四、 配方7、8(見表7-2)
為(wei)(wei)無鉻型著(zhu)色(se)工藝。配(pei)方8著(zhu)黑色(se)時分兩步走(zou)，第一步先在草酸(suan)中(zhong)浸若干時間，然(ran)后在硫(liu)代硫(liu)酸(suan)鈉(na)溶液中(zhong)浸黑為(wei)(wei)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(hua)學拋光工藝。
但(dan)配(pei)方12、13含硝酸和(he)磷酸鹽，對人和(he)環境還存在危害(hai)，且溫度都是50℃,而以下(xia)配(pei)方14、15則較為實用。
配方14 ： 草酸 150~200g/L 、硫脲 8~10g/L 、乙醇 6~10mL/L 、OP或無磷海鷗洗滌劑(ji) 5~10mL/L 、溫度 50~60℃ 、時間 3~5 分鐘(zhong)。
配方15 ：雙氧水(shui)(shui) 20~30mL/L 、鹽酸 20~30mL/L 、添加劑 20~30mL/L(易溶于(yu)水(shui)(shui)、無機(ji)物，可絡合鎳、鐵、鉻離子） 、水(shui)(shui) 20~30mL/L 、 溫度 常溫 。
配方15更為實用。添加劑可用氟化(hua)銨(an)或(huo)硫酸銨(an)。
環保(bao)型不(bu)銹鋼電解(jie)拋光液組成(cheng)及(ji)工藝條件見表7-4。
配方18溶液導電率高(gao)(gao)，拋(pao)光光澤(ze)度提高(gao)(gao)15%,處理成本低，拋(pao)光中無(wu)異味，毒性小(xiao)。
五、配方9 (見表7-2)
本配方適用于(yu)18Cr-8Ni不(bu)銹鋼。硫(liu)酸(suan)鉻(ge)要先溶(rong)(rong)解(jie)于(yu)少量水溶(rong)(rong)液(ye)中形(xing)成飽和溶(rong)(rong)液(ye)，再加入硫(liu)酸(suan)－磷(lin)酸(suan)溶(rong)(rong)液(ye)中，當溫(wen)度到(dao)200℃時，不(bu)銹鋼表(biao)面先發生溶(rong)(rong)解(jie)，氫氧(yang)停止析出(chu)，表(biao)面形(xing)成不(bu)溶(rong)(rong)性黑色(se)薄膜。
六、配方10 (見(jian)表7-2)
配方10是用(yong)少(shao)量(liang)水(shui)將(jiang)鉻酐(gan)完全溶解，然后在攪拌下加(jia)入硫酸，均勻后加(jia)熱到80~100℃后即可(ke)使用(yong)。水(shui)量(liang)要適量(liang)，才能成為黑(hei)化(hua)工藝(yi)。如果黑(hei)化(hua)未達到要求，可(ke)適量(liang)加(jia)入少(shao)量(liang)水(shui)即可(ke)達到黑(hei)化(hua)作用(yong)。
七、配方11 (見(jian)表7-2)
本配方在304不銹(xiu)鋼(gang)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。
