钢件表面发黑的处理工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114921747A(43)申请公布日2022.08.19(21)申请号202210606879.9(22)申请日2022.05.31(71)申请人青岛丰东热处理有限公司地址266000山东省青岛市城阳区流亭街道赵红路(72)发明人李丹王浩存范祥森邢雪安欣(74)专利代理机构青岛清泰联信知识产权代理有限公司37256专利代理师魏炜(51)Int.Cl.C23C8/18(2006.01)C23C8/32(2006.01)权利要求书1页说明书11页附图2页(54)发明名称钢件表面发黑的处理工艺(57)摘要本发明涉及金属制品表面处理技术领域，尤其涉及一种钢件表面发黑的处理工艺，包括：S1、工件的预处理；S2、入炉抽真空；S3、碳氮共渗；S4、黑化处理；本发明的处理工艺，通过氮化处理使工件表面分子具有活性，然后通过酸性水溶液进行氧化，使得工件表面发黑，且颜色较深，能够满足特殊行业的要求；在氧化过程中形成了四氧化三铁，在氮化过程中形成了氮化层，此两种结构会大大提高工件的表面硬度，能够使工件具有耐磨性；能够使工件具有较好的耐腐蚀性，中性盐雾实验可以达到760小时不腐蚀，采用气体发黑，可以做到无死角、无色差，对于结构形状复杂的工件也能够做到一次处理，大大缩减了工艺流程。CN114921747ACN114921747A权利要求书1/1页1.一种钢件表面发黑的处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：S1、工件的预处理：工件使用清洗液进行清洗，去除表面杂质，并进行烘干；S2、入炉抽真空：将步骤S1处理后的工件放入氮化氧化炉中，抽真空至1KPa，然后冲入氮气复压至102KPa；S3、碳氮共渗：将炉温加热至540‑580℃后，通入氨气和二氧化碳气体，保温3‑4h；S4、黑化处理：碳氮共渗结束后，抽真空至1KPa，通过打水泵向所述氮化氧化炉内通入酸性水溶液，流量为4‑8L/h，通入70‑130min后，停止通入酸性水溶液，然后通入氮气并降温至200℃后出炉。2.根据权利要求1所述的钢件表面发黑的处理工艺，其特征在于，步骤S4中，所述酸性水溶液为草酸溶液、醋酸溶液、柠檬酸溶液的一种或几种的混合。3.根据权利要求2所述的钢件表面发黑的处理工艺，其特征在于，所述酸性水溶液的浓度为0.5％‑2％。4.根据权利要求3所述的钢件表面发黑的处理工艺，其特征在于，步骤S4中，所述酸性水溶液通入的流量为6L/h，通入时间为90min。5.根据权利要求4所述的钢件表面发黑的处理工艺，其特征在于，步骤S4中，通入所述酸性水溶液的过程中，温度保持在540‑580℃。6.根据权利要求5所述的钢件表面发黑的处理工艺，其特征在于，步骤S3中，氨气通入的流量为6m3/h，二氧化碳通入的流量为0.3m3/h，所述氨气和所述二氧化碳通入时间为3‑4h。7.根据权利要求1所述的钢件表面发黑的处理工艺，其特征在于，步骤S1中，所述清洗液为浓度为5％‑8％的碱性清洗溶液，所述碱性清洗溶液的温度在50‑80℃。8.根据权利要求7所述的钢件表面发黑的处理工艺，其特征在于，步骤S1中，烘干温度为120℃，烘干时间为30min。9.根据权利要求8所述的钢件表面发黑的处理工艺，其特征在于，步骤S4黑化处理后的工件，涂抹防锈油或者机油。2CN114921747A说明书1/11页钢件表面发黑的处理工艺技术领域[0001]本发明涉及金属制品表面处理技术领域，尤其涉及一种钢件表面发黑的处理工艺。背景技术[0002]发黑是化学表面处理的一种常用手段，原理是使金属表面产生一层氧化膜，以隔绝空气，达到防锈目的。传统发黑处理常用的方法有碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。碱性发黑又分为一次发黑和两次发黑。发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。发黑时所需温度的温差不大，大概在135‑155℃之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短而已。[0003]为了提高钢件的防锈能力，用强的氧化剂将钢件表面氧化成致密、光滑的四氧化三铁。这种四氧化三铁薄层能有效地保护钢件内部不受氧化。在约550℃的高温下，氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，故称为发蓝处理。在约350℃的低温下，形成的四氧化三铁呈暗黑色，故称发黑处理。在兵器制造中，常用的是发蓝处理工艺；在工业生产中，常用发黑处理工艺。[0004]QPQ工艺是一种液体碳氮共渗工艺，发黑后外观效果较好，但后期需要去除工件表面的盐分，并进行抛光，工艺过程繁琐，抛光工序对于结构形状复杂的工件不能做到完全抛光，会留下死角，导致外观色差问题。发明内容[0005]针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种工艺简单、中间无化学污染物产生、达到均匀发黑的钢件表面发黑的处理工艺。[0006]本发明提供