不銹鋼化學著黑(hei)色溶液成分(fen)和工藝條件見表7-1和表7-2.
一(yi)、配(pei)方1 (見表7-1)
1. 重鉻酸鉀
含(han)(han)量(liang)太高，加熱后(hou)不(bu)能全部溶解，易(yi)發生色澤不(bu)勻(yun)的現象，含(han)(han)量(liang)太低，氧化力(li)弱，膜層(ceng)色淺(qian)。最佳含(han)(han)量(liang)為355g/L。
2. 硫酸(suan)
含(han)量(liang)太高(gao)，反應較(jiao)慢(man)，易使(shi)零件表(biao)面光潔(jie)度降(jiang)低(di)。含(han)量(liang)太低(di)，反應速(su)率很(hen)慢(man)，最佳含(han)量(liang)為347mL/L.
3. 溫度
低于90℃,反應(ying)進行很(hen)慢，膜層會(hui)產生玫(mei)紅、翠(cui)綠、淺棕等不規(gui)則的干涉(she)色。溫(wen)度太高，反應(ying)進行很(hen)快(kuai)，終(zhong)點不易控制，膜層質(zhi)量欠佳。
4. 時間(jian)
在(zai)開始大半時(shi)(shi)(shi)間(jian)內(nei)(nei)顏色(se)(se)無(wu)變化，中途取出(chu)(chu)察看一直是本(ben)色(se)(se)，色(se)(se)膜(mo)(mo)是在(zai)今過程(cheng)的(de)最(zui)后10%~20%的(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)內(nei)(nei)方才出(chu)(chu)現(xian)的(de)，且只持續1~2分鐘(zhong)。在(zai)嚴(yan)格(ge)控制溫度的(de)情況下，要掌握(wo)好(hao)最(zui)佳(jia)出(chu)(chu)槽時(shi)(shi)(shi)間(jian)，否(fou)則(ze)無(wu)法達到(dao)黑(hei)色(se)(se)氧(yang)(yang)(yang)化膜(mo)(mo)色(se)(se)澤(ze)一致。在(zai)氧(yang)(yang)(yang)化過程(cheng)中，膜(mo)(mo)層(ceng)顏色(se)(se)有(you)一個從(cong)本(ben)色(se)(se)→淺(qian)棕→深(shen)棕→淺(qian)藍（或淺(qian)黑(hei)）→深(shen)藍（或深(shen)黑(hei)）的(de)變化過程(cheng)。而從(cong)淺(qian)藍至(zhi)深(shen)藍的(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)間(jian)隔僅0.5~1 分鐘(zhong)。如果錯過這最(zui)佳(jia)點，就會(hui)又從(cong)深(shen)藍色(se)(se)回復到(dao)淺(qian)棕色(se)(se)，再也不會(hui)變黑(hei)。此時(shi)(shi)(shi)只能取出(chu)(chu)零件(jian)退除膜(mo)(mo)層(ceng)后，重新(xin)氧(yang)(yang)(yang)化著色(se)(se)。因此，在(zai)氧(yang)(yang)(yang)化過程(cheng)中，應嚴(yan)格(ge)控制時(shi)(shi)(shi)間(jian)，經常(chang)取出(chu)(chu)零件(jian)水洗后察看色(se)(se)澤(ze)，這樣(yang)做(zuo)不會(hui)影響氧(yang)(yang)(yang)化發(fa)黑(hei)質量，當顏色(se)(se)達到(dao)后及時(shi)(shi)(shi)中止氧(yang)(yang)(yang)化發(fa)黑(hei)時(shi)(shi)(shi)間(jian)。正確(que)掌握(wo)時(shi)(shi)(shi)間(jian)是本(ben)工序成敗的(de)關鍵(jian)。
配方(fang)3和配方(fang)4與配方(fang)1基(ji)本是同一(yi)類型(xing)，可相互參照。
二、配(pei)方2 (見表(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)加熱的酸性溶液(ye)中，每兩(liang)個高(gao)錳酸離子(zi)放出5個新生(sheng)態氧原子(zi)，其(qi)活性大，能(neng)與鎳、鉻(ge)、鐵(tie)等元素發生(sheng)化學反應(ying)，生(sheng)成黑色氧化膜(mo)，故錳是發黑劑(ji)。它(ta)能(neng)加速膜(mo)的生(sheng)成，含量太(tai)低或(huo)無錳離子(zi)存在(zai)，氧化膜(mo)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
在發黑(hei)過程中(zhong)是氧化(hua)(hua)劑。氧化(hua)(hua)后本身(shen)變(bian)成三(san)價鉻(ge)(ge)，當三(san)價鉻(ge)(ge)濃度達(da)到鉻(ge)(ge)的(de)尖晶型氧化(hua)(hua)物時，形成錳、鎳、鐵、鉻(ge)(ge)等系(xi)列化(hua)(hua)合(he)物，從(cong)而(er)得到黑(hei)色(se)(se)氧化(hua)(hua)膜。其含量(liang)偏(pian)(pian)高、偏(pian)(pian)低(di)均不能(neng)獲(huo)得有彈性有硬度的(de)黑(hei)色(se)(se)膜，而(er)且使膜變(bian)薄、變(bian)脆(cui)、疏松。
4. 硫酸銨
在溶(rong)液中通過絡合(he)作用，控(kong)制反應速(su)率。偏低時，絡合(he)不了溶(rong)解(jie)下來的(de)鎳、鉻等離子，使溶(rong)液惡化，成膜速(su)率變(bian)慢。含量(liang)偏高，膜成型快。工件(jian)溶(rong)解(jie)過快，造成過腐蝕，膜層變(bian)薄，性能(neng)低劣。
5. 硫酸(suan)
使溶液保持一定的酸度，可以增加溶液的活性。
6. 溫度與時間
溶(rong)液(ye)溫(wen)度(du)(du)低于95℃,溶(rong)液(ye)活性不夠，基本沒有反應(ying)，成膜速率非常緩(huan)慢。溫(wen)度(du)(du)過(guo)(guo)高(gao)，超過(guo)(guo)115℃,表(biao)面溶(rong)解(jie)過(guo)(guo)快，造成過(guo)(guo)腐(fu)蝕。時(shi)(shi)間(jian)與溫(wen)度(du)(du)應(ying)配合適(shi)(shi)當，溫(wen)度(du)(du)取(qu)(qu)上限，時(shi)(shi)間(jian)取(qu)(qu)下限。對高(gao)合金不銹鋼比較合適(shi)(shi)的溫(wen)度(du)(du)是98℃,時(shi)(shi)間(jian)為80分鐘(zhong)。掌(zhang)握好(hao)發黑的最佳時(shi)(shi)間(jian)與配方1中對時(shi)(shi)間(jian)所述的控制(zhi)同樣重要。
三、 配方5 (見表7-1)
工藝流程(cheng)：水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)（除(chu)去不銹鋼表面的(de)污物）→化(hua)(hua)(hua)(hua)學除(chu)油（氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈉80g/L,碳(tan)酸鈉20g/L,磷酸鈉40g/L,十二烷基(ji)硫(liu)(liu)酸鈉2g/L,溫(wen)度(du)(du)(du)50~60℃,時間15~20min)→熱(re)水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→冷水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→化(hua)(hua)(hua)(hua)學拋光［硫(liu)(liu)酸（d=1.84)230mL/L,鹽酸（36%~38%)70mL/L,硝(xiao)酸（65%~68%)40ml/L,溫(wen)度(du)(du)(du)50~80℃,時間3~20min]→水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→活化(hua)(hua)(hua)(hua)［磷酸（≥85%)60mL/L、溫(wen)度(du)(du)(du)室溫(wen)，時間1~2min]→水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→發(fa)(fa)黑(hei)(hei)（配(pei)方(fang)5 的(de)發(fa)(fa)黑(hei)(hei)液加(jia)熱(re)到95~100℃,零(ling)件之間、與容器之間不得(de)接觸，經常攪拌，補充蒸餾(liu)水(shui)(shui)，保持溶液濃度(du)(du)(du)，時間是要不時取出試件，用(yong)水(shui)(shui)沖(chong)洗(xi)(xi)(xi)干(gan)凈后(hou)觀(guan)察其顏色(se)變化(hua)(hua)(hua)(hua)，達到純黑(hei)(hei)色(se)膜(mo)即時出槽）→水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→固化(hua)(hua)(hua)(hua)［使黑(hei)(hei)膜(mo)耐磨硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)：鉻酐250g/L,硫(liu)(liu)酸（d=1.84)2.5g/L,溫(wen)度(du)(du)(du)40℃,時間5~15min]→水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→浸脫水(shui)(shui)防銹油（3~5 分鐘)。
四(si)、 配方7、8(見表7-2)
為無(wu)鉻型(xing)著色工藝。配(pei)方8著黑(hei)色時分(fen)兩步(bu)走，第一步(bu)先在(zai)草酸(suan)中浸(jin)若干時間，然后(hou)在(zai)硫(liu)代硫(liu)酸(suan)鈉溶液中浸(jin)黑(hei)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(pao)光(guang)工藝。
但配(pei)方(fang)12、13含硝酸和(he)磷酸鹽(yan)，對人和(he)環境還存在危(wei)害，且溫度都是50℃,而(er)以下配(pei)方(fang)14、15則較為實用。
配(pei)方(fang)14 ： 草酸 150~200g/L 、硫脲 8~10g/L 、乙醇 6~10mL/L 、OP或(huo)無磷海鷗洗滌劑(ji) 5~10mL/L 、溫(wen)度 50~60℃ 、時(shi)間 3~5 分(fen)鐘。
配方15 ：雙氧水 20~30mL/L 、鹽酸 20~30mL/L 、添加劑(ji) 20~30mL/L(易溶(rong)于水、無機(ji)物，可絡(luo)合鎳(nie)、鐵(tie)、鉻離子） 、水 20~30mL/L 、 溫度(du) 常溫 。
配方15更為實(shi)用(yong)。添加(jia)劑可用(yong)氟化銨或硫酸銨。
環保(bao)型不銹鋼電解拋(pao)光(guang)液組成(cheng)及工藝條件(jian)見表7-4。
配方18溶液導電率(lv)高，拋光光澤度提高15%,處(chu)理成本低，拋光中(zhong)無異(yi)味，毒性小。
五、配方9 (見表(biao)7-2)
本配方適(shi)用于18Cr-8Ni不(bu)(bu)銹鋼。硫(liu)酸鉻要先溶(rong)解于少量(liang)水溶(rong)液中形成(cheng)飽和溶(rong)液，再加(jia)入硫(liu)酸－磷酸溶(rong)液中，當溫度到(dao)200℃時，不(bu)(bu)銹鋼表(biao)面先發生溶(rong)解，氫(qing)氧停止(zhi)析出，表(biao)面形成(cheng)不(bu)(bu)溶(rong)性黑(hei)色(se)薄膜。
六(liu)、配方10 (見(jian)表7-2)
配(pei)方10是用少量(liang)水(shui)將鉻酐完全(quan)溶解(jie)，然后在攪拌下加入(ru)硫酸(suan)，均勻后加熱到80~100℃后即(ji)可使用。水(shui)量(liang)要適量(liang)，才能成為黑化工藝。如果黑化未達到要求，可適量(liang)加入(ru)少量(liang)水(shui)即(ji)可達到黑化作用。
七(qi)、配(pei)方11 (見表7-2)
本配方在304不(bu)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。
