鋼(gāng)鐵常(cháng)溫發黑的過(guò)程比較複雜,成膜著色機理也未完全清楚(chǔ)。根據許多(duō)文獻資料報道認為,Se-Cu係常溫成膜發黑過程中有氧化(huà)一還原反應、擴散沉澱反應以及(jí)電化學反應等。它的主要(yào)反應首先是產生銅的置換反應,然後銅再與硒鹽發生(shēng)氧化一還原反應,並生成一層黑色的硒化銅薄膜(mó),覆(fù)蓋於鋼鐵的表麵。
Fe+Cu2+ → Fe2++Cu
CuZ++Sd2-→ CuSe
Fe2++Se2-→ FeSe
從上述反應可看出,著色的膜不是鋼鐵基體本(běn)身(shēn)轉化(huà)而成,而是主要由CuSe沉積在工件表麵構成,因此常溫(wēn)發黑(hēi)的膜其附著力及(jí)耐(nài)磨性(xìng)都低於高溫氧化生成的黑膜。要改善常溫發黑膜的性能,隻能靠控製反應速度、添加有利於增加表麵結合力的(de)活性劑等各項措施。
(三)常溫發黑的溶液配方及工(gōng)藝
鋼鐵常溫發黑溶液的配方(fāng)及工藝條件見(jiàn)表3-4。
表3-4鋼鐵常溫發黑溶液的配方及工藝(yì)條件
溶液成分及操作條件 | 1 | 2 |
硫酸銅/(g/L) 亞硒酸/(g/L) 磷酸 三乙醇胺/(mL/L) 磷酸(suān)二氫鉀/(g/L) 焦磷酸鉀/(g/L) 檸檬酸銨/(g/L) 有機(jī)酸/(g/L) 添加劑/(g/L) 表麵活性劑/(g/L) 溶液pH 處理時間/min | 2~4 1.5~4 10~20mL/L 10~20 1~2 2~4 2~4
2~3.5 2.5~4.5 | 1~3 2~3 2~49/L
1~2 10~12 2~3 2~3 4~6 |