陳 進(jìn)

（成都華川電裝有限責(zé)任公司，四川 成都 610106）

鋼件氧化工藝生產(chǎn)實(shí)踐淺談

陳 進(jìn)

（成都華川電裝有限責(zé)任公司，四川 成都 610106）

0 前言

鋼件氧化又稱發(fā)藍(lán)。發(fā)藍(lán)工藝因具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、成本低、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在機(jī)械制造、儀器儀表、精密零件、汽車等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

1 原理

鋼件在燒堿（NaOH）和氧化劑（NaNO2）溶液中加熱，其表面受到弱腐蝕作用，生成致密的Fe3O4氧化膜，即磁性氧化鐵。氧化膜的色澤取決于零件表面的狀態(tài)、材料成分及氧化處理時(shí)的操作條件，一般呈藍(lán)黑色或深黑色，含硅量較高的鋼件的氧化膜呈灰褐色和黑褐色。這種氧化膜同空氣中自然形成的氧化膜相比，膜層更均勻而緊密，厚度為0.6～1.5μm，對(duì)零件尺寸和精度無(wú)顯著影響。鋼件經(jīng)氧化處理后，雖然耐蝕性提高，但其防護(hù)性能仍較差，需要浸肥皂液、浸油或經(jīng)重鉻酸鉀處理后，才能提高氧化膜的耐蝕性和潤(rùn)滑性。

2 工藝

2.1 工藝流程

化學(xué)除油—→熱水洗—→流動(dòng)水洗—→鹽酸洗—→流動(dòng)水洗—→流動(dòng)水洗—→堿性氧化—→流動(dòng)水洗—→流動(dòng)水洗—→熱水洗—→壓縮空氣吹干—→浸油（或皂化、鈍化）—→烘干

2.2 氧化配方及工藝條件

氫氧化鈉550～650g/L，亞硝酸鈉150～200 g/L，135～145℃，15～60min。其中，氫氧化鈉與亞硝酸鈉的最佳質(zhì)量比為（3.0～3.2）∶1.0。

2.3 工藝規(guī)范中各因素的影響

（1）氫氧化鈉

溶液中氫氧化鈉的質(zhì)量濃度與氧化速率密切相關(guān)。氫氧化鈉的質(zhì)量濃度高，可加快氧化速率，膜厚也略有增加。但過(guò)高時(shí)，氧化膜容易出現(xiàn)紅色掛灰、疏松、多孔等弊病。太低時(shí)，氧化膜不僅薄，防護(hù)性能也差。最佳的質(zhì)量濃度范圍為550～650g/L。實(shí)際操作時(shí)，仍應(yīng)根據(jù)零件的化學(xué)成分選擇最合適的質(zhì)量濃度。對(duì)于高碳鋼，氫氧化鈉的質(zhì)量濃度稍低；對(duì)于低碳鋼，則應(yīng)采用較高的質(zhì)量濃度。

（2）亞硝酸鈉

亞硝酸鈉是溶液中的氧化劑。提高亞硝酸鈉的質(zhì)量濃度，可以使溶液中亞鐵酸鈉和鐵酸鈉增多，氧化速率加快，形成的氧化膜致密、牢固。亞硝酸鈉的質(zhì)量濃度過(guò)低時(shí)，氧化膜疏松，嚴(yán)重時(shí)氧化膜呈現(xiàn)暗綠色。亞硝酸鈉的最佳質(zhì)量濃度范圍為150～200 g/L。

（3）鐵離子

新配溶液中因缺乏鐵，使得氧化膜十分疏松，與基體的結(jié)合力也較差。氧化溶液中必須要含有少量的鐵離子，才能在工件表面形成致密且結(jié)合牢固的氧化膜。但當(dāng)鐵離子的質(zhì)量濃度過(guò)高時(shí)，成膜速率下降，并且會(huì)有紅色掛灰出現(xiàn)。一般鐵離子的質(zhì)量濃度應(yīng)控制在0.5～2.0g/L范圍內(nèi)。

（4）氧化溫度、時(shí)間

氧化溫度、時(shí)間與零件材質(zhì)有關(guān)。零件含碳量對(duì)氧化過(guò)程影響較大。一般含碳量高的鋼容易氧化，因而所采用的溫度較低，時(shí)間也較短；含碳量低時(shí)不易被氧化，所用溫度必須高些，氧化時(shí)間也要延長(zhǎng)；中碳鋼所需溫度和時(shí)間介于兩者之間。

3 典型故障處理

表1為典型故障的原因及其解決方法。

4 結(jié)束語(yǔ)

在堿性高溫氧化中，氫氧化鈉能保證氧化在較高的溫度下進(jìn)行；亞硝酸鈉是氧化介質(zhì)，與氫氧化鈉共同完成氧化過(guò)程。兩者比例協(xié)調(diào)，在合適的溫度條件下可得到優(yōu)良致密的Fe3O4膜層，質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。

TG 174

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1000-4742（2014）04-0055-02

表1 典型故障的原因及其解決方法

2014-05-06