钢件氧化工艺生产实践浅谈

陈 进

（成都华川电装有限责任公司，四川 成都 610106）

钢件氧化工艺生产实践浅谈

陈 进

（成都华川电装有限责任公司，四川 成都 610106）

0 前言

钢件氧化又称发蓝。发蓝工艺因具有设备简单、投资少、成本低、见效快等优点，已经在机械制造、仪器仪表、精密零件、汽车等行业中得到广泛的应用。

1 原理

钢件在烧碱（NaOH）和氧化剂（NaNO2）溶液中加热，其表面受到弱腐蚀作用，生成致密的Fe3O4氧化膜，即磁性氧化铁。氧化膜的色泽取决于零件表面的状态、材料成分及氧化处理时的操作条件，一般呈蓝黑色或深黑色，含硅量较高的钢件的氧化膜呈灰褐色和黑褐色。这种氧化膜同空气中自然形成的氧化膜相比，膜层更均匀而紧密，厚度为0.6～1.5μm，对零件尺寸和精度无显著影响。钢件经氧化处理后，虽然耐蚀性提高，但其防护性能仍较差，需要浸肥皂液、浸油或经重铬酸钾处理后，才能提高氧化膜的耐蚀性和润滑性。

2 工艺

2.1 工艺流程

化学除油—→热水洗—→流动水洗—→盐酸洗—→流动水洗—→流动水洗—→碱性氧化—→流动水洗—→流动水洗—→热水洗—→压缩空气吹干—→浸油（或皂化、钝化）—→烘干

2.2 氧化配方及工艺条件

氢氧化钠550～650g/L，亚硝酸钠150～200 g/L，135～145℃，15～60min。其中，氢氧化钠与亚硝酸钠的最佳质量比为（3.0～3.2）∶1.0。

2.3 工艺规范中各因素的影响

（1）氢氧化钠

溶液中氢氧化钠的质量浓度与氧化速率密切相关。氢氧化钠的质量浓度高，可加快氧化速率，膜厚也略有增加。但过高时，氧化膜容易出现红色挂灰、疏松、多孔等弊病。太低时，氧化膜不仅薄，防护性能也差。最佳的质量浓度范围为550～650g/L。实际操作时，仍应根据零件的化学成分选择最合适的质量浓度。对于高碳钢，氢氧化钠的质量浓度稍低；对于低碳钢，则应采用较高的质量浓度。

（2）亚硝酸钠

亚硝酸钠是溶液中的氧化剂。提高亚硝酸钠的质量浓度，可以使溶液中亚铁酸钠和铁酸钠增多，氧化速率加快，形成的氧化膜致密、牢固。亚硝酸钠的质量浓度过低时，氧化膜疏松，严重时氧化膜呈现暗绿色。亚硝酸钠的最佳质量浓度范围为150～200 g/L。

（3）铁离子

新配溶液中因缺乏铁，使得氧化膜十分疏松，与基体的结合力也较差。氧化溶液中必须要含有少量的铁离子，才能在工件表面形成致密且结合牢固的氧化膜。但当铁离子的质量浓度过高时，成膜速率下降，并且会有红色挂灰出现。一般铁离子的质量浓度应控制在0.5～2.0g/L范围内。

（4）氧化温度、时间

氧化温度、时间与零件材质有关。零件含碳量对氧化过程影响较大。一般含碳量高的钢容易氧化，因而所采用的温度较低，时间也较短；含碳量低时不易被氧化，所用温度必须高些，氧化时间也要延长；中碳钢所需温度和时间介于两者之间。

3 典型故障处理

表1为典型故障的原因及其解决方法。

4 结束语

在碱性高温氧化中，氢氧化钠能保证氧化在较高的温度下进行；亚硝酸钠是氧化介质，与氢氧化钠共同完成氧化过程。两者比例协调，在合适的温度条件下可得到优良致密的Fe3O4膜层，质量稳定，操作简单，生产效率高。

TG 174

B

1000-4742（2014）04-0055-02

表1 典型故障的原因及其解决方法

2014-05-06