本發(fā)明專利技術(shù)提供一種適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑及其制備方法，其中每升發(fā)黑劑由以下原料制成：鉬酸鈉：1～3g，硫酸銅：2～6g，硫酸鎳：1～3g，絡(luò)合劑：1～3g，成膜助劑：4～8g，添加劑：0.3～1.5g，聚乙二醇0.5～3g，油酸鹽：0.5～3g，余量為水，pH為2.0～3.0。本發(fā)明專利技術(shù)提供的適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑是一種環(huán)保、無毒、適用性強(qiáng)且有優(yōu)異防銹功能的常溫發(fā)黑劑，不含強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、磷、硒、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)；能夠在工件表面形成一層黑亮、均勻、牢度高、耐腐蝕性強(qiáng)的發(fā)黑膜層。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及金屬表面處理領(lǐng)域，尤其涉及一種適用適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
鋼鐵的發(fā)黑處理(又稱氧化處理)是一種表面處理技術(shù)。鋼鐵的氧化處理可使鋼鐵工件表面生成一層保護(hù)性的化合物(如氧化物)，氧化處理后的零件再進(jìn)行浸油及其它填充處理，能進(jìn)一步提高膜層的耐蝕性。目前，鋼鐵材料的常用的發(fā)黑方法有堿性化學(xué)氧化法，又稱堿性發(fā)藍(lán)(發(fā)黑)；酸性化學(xué)氧化法，又稱常溫發(fā)黑。其中堿性發(fā)黑最常用的是利用NaOH-NaNO2高溫氧化體系生成四氧化三鐵(Fe3O4)為主要成分的氧化膜，其膜層細(xì)膩、均勻、亮黑、牢度高，耐腐蝕性能好，但NaOH-NaNO2高溫氧化體系工藝能耗高、耗時(shí)長(zhǎng)、堿性腐蝕霧氣嚴(yán)重、廢渣和廢液中含有致癌物-亞硝酸鹽，而且實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)鋼材有選擇性，特別是對(duì)鑄鐵、合金鋼等難以上膜。而酸性發(fā)黑代表性的是Cu-Se常溫發(fā)黑體系經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)最終生成黑色硒化銅(CuSe)鍵合在鋼鐵表面形成黑化膜，該工藝溫度要求低、易操作，所得到膜層經(jīng)封閉工藝處理后耐腐蝕性較好，但常溫Cu-Se發(fā)黑體系所生成黑化膜疏松、附著力低，發(fā)黑過程中生成沉淀較多，其工作液中含有有毒物質(zhì)硒元素，所產(chǎn)生的廢液、廢渣對(duì)人體和環(huán)境都有害。近年來許多研究者對(duì)發(fā)黑工藝 進(jìn)行了大量的研究，但對(duì)鑄鐵件的發(fā)黑處理則很少見，雖然部分研究者取得了一些進(jìn)展，但大多處理液中含磷、硒、亞硝酸鹽等污染性物質(zhì)或工序復(fù)雜、成本較高，而且在對(duì)鑄鐵件進(jìn)行發(fā)黑后，為防止其表面生銹，還需要再浸入另一種溶劑中進(jìn)行防銹處理，而不能同時(shí)達(dá)到發(fā)黑防銹的功能，增加了操作的復(fù)雜性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種無毒、環(huán)保、制備簡(jiǎn)易、所成膜層性能優(yōu)越的常溫發(fā)黑劑。本專利技術(shù)的另一目的在提供一種無毒、環(huán)保、制備簡(jiǎn)易、所成膜層性能優(yōu)越的常溫發(fā)黑劑的制備方法。—種適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑，每升發(fā)黑劑由以下原料制成鑰酸鈉1 3g，硫酸銅2 6g，硫酸鎳1 3g，絡(luò)合劑1 3g，成膜助劑4 8g，添加劑0. 3 1. 5g，聚乙二醇O. 5 3g，油酸鹽(λ 5 3g，余量為水，pH為2. O 3. O。進(jìn)一步地，如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑，所述絡(luò)合劑為酒石酸鉀鈉、抗壞血酸、乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鉀鈉、磺基水楊酸中的一種或多種。進(jìn)一步地，如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑，所述的成膜助劑為硫代硫酸銨、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、碳酸亞錳中的一種或多種。進(jìn)一步地，如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑，所述的添加劑為氟硅酸鈉、偏硅酸鈉、氟硅酸鉀中的一種或多種。進(jìn)一步地，如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑，所述的油酸鹽為十八烯酸鈉、氟碳樹脂、純丙乳液中的一種或多種。進(jìn)一步地，如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑，所述的pH為2. O 3. O是用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的檸檬酸、乙二酸、醋酸中的一種或多種溶液調(diào)整。一種如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑的制備方法，包括以下步驟a、按照如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑的原料配比，先將鑰酸鈉和硫酸銅加入部份水中攪拌使其完全溶解，再依次加入硫酸鎳、絡(luò)合劑、成膜助劑、添加劑并攪拌使其充分溶解，制得發(fā)黑劑A組份備用；b、再將聚乙二醇和油酸鹽充分溶于部份水中，制得發(fā)黑劑B組份備用；C、將發(fā)黑劑A組份和發(fā)黑劑B組份混合攪拌均勻后再補(bǔ)入剩余的水，再用pH調(diào)整劑調(diào)節(jié)PH值為2. O 3. 0，即得適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑。進(jìn)一步地，如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑的制備方法，所述步驟(a)所用的部份水為整體用水的1/2。進(jìn)一步地，如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑的制備方法，所述的步驟(b)所用的部份水為整體用水的1/3。進(jìn)一步地，如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑的制備方法，所述的絡(luò)合劑為酒石酸鉀鈉、抗壞血酸、乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鉀鈉、磺基水楊酸中的一種或多種，所述的成膜助劑為硫代硫酸銨、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、碳酸亞錳中的一種或多種，所述的添加劑為氟硅酸鈉、偏硅酸鈉、氟硅酸鉀中的一種或多種，所述的油酸鹽為十八烯酸鈉、氟碳樹脂、純丙乳液中的一種或多種，所述的PH調(diào)整劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的檸檬酸、乙二酸、醋酸中的一種或多種溶液調(diào)整。本專利技術(shù)提供的適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑是一種環(huán)保、無毒、適用性強(qiáng)且有優(yōu)異防銹功能的常溫發(fā)黑劑，不含強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、磷、硒、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)；能夠在工件表面形成一層黑亮、均勻、牢度高、耐腐蝕性強(qiáng)的發(fā)黑膜層。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本專利技術(shù)中的實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。本專利技術(shù)提供一種適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑，每升發(fā)黑劑由以下原料制成鑰酸鈉1 3g,硫酸銅2 6g,硫酸鎳1 3g,絡(luò)合劑1 3g,成膜助劑4 8g,添加劑O.3 1. 5g，聚乙二醇O. 5 3g，油酸鹽0· 5 3g，余量為水，pH為2. O 3. O。根據(jù)本專利技術(shù)提供的適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑，在優(yōu)選情況下，所述的絡(luò)合劑為酒石酸鉀鈉、所述的成膜助劑為硫代硫酸銨、所述的添加劑為氟硅酸鈉、所述的油酸鹽為十八烯酸鈉、所述的pH為2. O 3. O是用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的檸檬酸溶液調(diào)整。 本專利技術(shù)所述絡(luò)合劑主要起穩(wěn)定溶液，減少沉渣、可控制反應(yīng)速度和調(diào)節(jié)酸度的作用，因絡(luò)合劑能絡(luò)合銅離子，一方面能防止形成氫氧化銅沉淀，另一方面可調(diào)節(jié)反應(yīng)速度， 如絡(luò)合劑為有機(jī)酸，可降低PH值，此外，本專利技術(shù)所述絡(luò)合劑還可以為其它具有能夠能絡(luò)合銅離子的物質(zhì)，如抗壞血酸、乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鉀鈉、磺基水楊酸等。一種如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑的制備方法，包括以下步驟a、按照如上所述適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑的原料配比，先將鑰酸鈉和硫酸銅加入部份水中攪拌使其完全溶解，再依次加入硫酸鎳、絡(luò)合劑、成膜助劑、添加劑并攪拌使其充分溶解，制得發(fā)黑劑A組份備用；b、再將聚乙二醇和油酸鹽充分溶于部份水中，制得發(fā)黑劑B組份備用；C、將發(fā)黑劑A組份和發(fā)黑劑B組份混合攪拌均勻后再補(bǔ)入剩余的水，再用pH調(diào)整劑調(diào)節(jié)PH值為2. O 3. 0，即得適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑。根據(jù)本專利技術(shù)提供的適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑的制備方法，在優(yōu)選情況下，所述步驟(a)所用的部份水為整體用水的1/2，所述的步驟(b)所用的部份水為整體用水的 1/3。所述的絡(luò)合劑為酒石酸鉀鈉，所述的成膜助劑為硫代硫酸銨，所述的添加劑為氟硅酸鈉，所述的油酸鹽為十八烯酸鈉，所述的PH調(diào)整劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的檸檬酸溶液調(diào)整。本專利技術(shù)所述成膜助劑作用在于使發(fā)黑劑中存在比鐵電位更負(fù)的強(qiáng)還原劑，它能夠在鋼鐵表面的催化下，與鑰酸鹽發(fā)生氧化還原反應(yīng)，加速鑰酸鹽的還原分解得到活性氧，進(jìn)而生成黑色CuO，因此，本專利技術(shù)所述成膜助劑還可以為其它能夠與鑰酸鹽發(fā)生氧化還原反應(yīng)進(jìn)而生成黑色CuO的物質(zhì)，如硫酸亞鐵、氯化亞鐵、碳酸亞錳等。本專利技術(shù)所述添加劑作用是在停止成膜反應(yīng)的同時(shí)，使工件表面膜層隨之固化，以達(dá)到膜層不落浮灰、結(jié)合牢固。因此，本專利技術(shù)所述添加劑還可以為其它具有能夠停止成膜反應(yīng)、并使工件表面膜層隨之固化，以達(dá)到膜層不落浮灰、結(jié)合牢固的物質(zhì)，如本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑，其特征在于，每升發(fā)黑劑由以下原料制成：鉬酸鈉：1～3g，硫酸銅：2～6g，硫酸鎳：1～3g，絡(luò)合劑：1～3g，成膜助劑：4～8g，添加劑：0.3～1.5g，聚乙二醇0.5～3g，油酸鹽：0.5～3g，余量為水，pH為2.0～3.0。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑，其特征在于，每升發(fā)黑劑由以下原料制成鑰酸鈉1 3g,硫酸銅2 6g,硫酸鎳1 3g,絡(luò)合劑1 3g,成膜助劑4 8g,添加劑O.3 1. 5g，聚乙二醇O. 5 3g，油酸鹽0· 5 3g，余量為水，pH為2. O 3. O。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫發(fā)黑劑，其特征在于，所述的絡(luò)合劑為酒石酸鉀鈉、抗壞血酸、乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鉀鈉、磺基水楊酸中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫發(fā)黑劑，其特征在于，所述的成膜助劑為硫代硫酸銨、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、碳酸亞錳中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫發(fā)黑劑，其特征在于，所述的添加劑為氟硅酸鈉、偏硅酸鈉、氟硅酸鉀中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫發(fā)黑劑，其特征在于，所述的油酸鹽為十八烯酸鈉、氟碳樹脂、純丙乳液中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫發(fā)黑劑，其特征在于，所述的pH為2.O 3. O是用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的檸檬酸、乙二酸、醋酸中的一種或多種溶液調(diào)整。7.—種權(quán)利要求1所述的適用于鑄鐵件的常溫發(fā)黑劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 a、按照權(quán)利要求1所述的原料配比，先將鑰酸鈉...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：童學(xué)寶，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽未來表面技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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