鋼鐵高溫發(fā)黑故障及其處理方法

時間：2019-06-24作者：溫州薏境清洗劑有限公司瀏覽：508

鋼鐵高溫發(fā)黑工藝以及常見問題處理方式




鋼鐵高溫氧化發(fā)黑工藝過程

除油→水洗→酸洗→溢流水洗→溢流水洗→高溫氧化發(fā)黑(發(fā)藍)→水洗

→皂液封閉(3～5％日用肥皂，溫度 80～90℃，5～lOmin)→清洗→熱風快速吸干

→浸油(機油、錠子油或變壓器油溫度 105～llO℃，5～lOmin)→揩去多余的油→

包裝。

采用配方 2 如適當提高操作方法，可進一步提高膜層質量，其步驟是：工件入槽發(fā)藍約 5min 左右，即取出迅速浸入回收清洗槽中使之冷卻(槽中含有一定量的堿，不能是清水)，繼續(xù)入槽發(fā)藍，隔 15min 重復浸洗一次，再入槽發(fā)藍至結束。故障現象 1

槽液沸騰溫度低。

原因分析：發(fā)藍操作一般是在沸騰溫度下進行的．溶液的沸騰溫度與溶液中各組分的濃度有密切關系，其中因**的含量較多，故它對沸騰溫度起著指導作用。下表為**含量與溶液沸騰溫度的關系。

**含量(g/l) 

含量與溫度的關系，可將看作**的量來計算。也就是說， 知道了**與含量之和，就可以從上表中估計出該溶液的沸點。根據這一原理，如果發(fā)生槽液沸騰溫度過低，則說明溶液組分濃度低。

處理方法：補充成分，或將溶液蒸濃； 故障現象 2

槽液沸騰溫度高。

原因分析：如上所述，槽液沸騰溫度過高時，說明溶液組分濃度高。

處理方法：停止加熱，待其降溫，然后加入溫熱的稀堿溶液，稀釋至所需濃度。必須注意，不能在高溫下直接加入冷水，否則由于兩者溫差過大，發(fā)生溶液飛濺傷人事故。

故障現象 3

發(fā)藍過程中不生成氧化膜或氧化膜生成速度遲緩。

原因分析：發(fā)藍過程中遇到不生成氧化膜或氧化膜生成速度慢，可從以下兩方面




去找原因：

(1) 含量低。

鋼鐵表面由堿性氧化工藝所獲得的這一藍黑色膜層，業(yè)已證實均為磁性氧化鐵

Fe3O4。只有氧化劑參與情況下，才會生成 Fe3O4。在堿性發(fā)藍溶液中， 主要起氧化劑的作用，所得到的氧化膜呈光澤性藍黑色，色澤美觀。

提高氧化劑含量生成氧化亞鐵鹽和氧化鐵鹽亦越多，Fe3O4 的生成速度隨之加快，所得膜層致密牢固。含量以 200～200g／l 左右較為滿意，當溶液中含量較少甚至沒有時，氧化膜生成速度遲緩或者不生成氧化膜。 處理方法：及時補充至規(guī)定濃度。

(2) 槽液溫度太低。

氧化過程的進行必須保持較高的溫度，否則氧化膜生成速度遲緩。處理方法：按故障現象 1。

故障現象 4

氧化膜表面生成紅色掛灰。

原因分析：氧化膜表面發(fā)生虹色掛灰的原因是多方面的：

(1) 氧化時溫度過高。

在氧化溶液中，Na2Fe2O2 和 Na2Fe2O4 相互作用在鋼鐵件表面生成 Fe3O4 的同時，Na2Fe2O4 易發(fā)生水解，轉變?yōu)楹趸F(氫氧化鐵)。

Fe2O3.mH2O 在高溫下容易脫去部分結晶水。含有較少結晶水的氧化鐵Fe2O3.(m-n)H2O，在濃堿中溶解度較小，容易在溶液液中或零件表面生成紅色的沉淀。

根據上述反應式可看出，產生虹色掛灰的主要原因是溫度過高，使氫氧化鐵失去部分結晶水所致。

氧化操作過程中，由于溶液處于沸騰狀況，水分不斷蒸發(fā)，NaOH 含量相應變濃， 溫度則逐漸上升，當**過 150℃時，就有發(fā)生紅色掛灰的危險。實際生產中，一般控制在 140～145℃之間，工件入槽時的溫度可在 135℃左右，氧化結束時不**過145℃為宜。

(2) 溶液中 Fe3+含量過多。

隨著氧化過程的進行，溶液中 Fe3+含量不斷積累，氧化速度隨之降低，生成氧氧化鐵的量逐漸增加。故鐵的含量也應控制，較多不能**過 2g/l。

處理方法：過多的鐵通常采用下法處理；稀釋溶液，使溶液沸點降至 120℃左右， 沸騰片刻后，靜止溶液，于是部分Na2Fe2O4 水解成 Fe(OH)3 沉淀而沉入槽底， 澄清和傾析槽液，除去 Fe(OH)3 沉淀物，然后加熱濃縮槽液，沸點達到工藝要求時，即可用于生產。

有些工業(yè)用**固體呈紅棕色，含有大量的鐵雜質，發(fā)藍膜因此而質量低劣。此點應引起注意。盡管發(fā)藍工藝比較簡單，但仍然要求嚴格的工藝條件。為了保證發(fā)藍件的質量，不應使用這種含鐵量較多的**，大多數文獻中都介紹新配槽液要求加入少量鐵，使之含鐵量控制在 0.5～2g/l。事實上，即使目前質量較好的工業(yè)用**，亦含有一定的鐵，且發(fā)藍槽一般均由鐵制，所以新液中可不必另加鐵進去。

(3) 氧化劑過多。

產生這一種情況的可能性比較少，因為氧化劑易分解，大多數情況是少而不是過多，但過多的氧化劑亦可造成危害：它可使沸騰溫度提高，溶液中 Fe3+含量增多，導致紅色掛灰的發(fā)生。




故障現象 5

氧化膜表面發(fā)花，或局部無膜層。

原因分析：氧化膜表面發(fā)花或局部無膜的原因有以下兩方面：

(1) 前處理不好

當除油和酸洗等前處理工作做得不好時，往往會發(fā)生這一現象。鋼鐵氧化與電鍍工藝一樣，必須使金屬表面的油污和銹蝕完全去盡，否則將阻礙溶液與金屬表面的良好接觸，使氧化反應不能正常進行，導致氧化膜發(fā)花。故遇到此種情況時， 首先應檢查一下零件前處理是否潔凈。

(2) 氧化時間短或零件相互擠壓。

氧化時間過短或零件之間相互擠壓重疊，翻動不夠，使工件與槽液接觸不好，往往會出現氧化膜發(fā)花現象，所以氧化時間不應少于 1 小時，并經常翻動，特別是薄片零件，要與其它形狀的零件混雜一起進行氧化，或把零件一個個的扎起來氧化。

故障現象 6

氧化膜表面有白色斑漬。

原因分析：由于氧化膜：本身呈黑色，如表面有白色斑漬時，特別顯眼，造成白色斑漬的原因是：

(1) 工件未清洗干凈。

發(fā)藍完畢后，如果末清洗干凈，附著于表面的堿或鹽類于結之后即產生白色斑漬， 它不但影響外觀，而且產品較易銹蝕，故出槽后，一定要反復沖洗干凈。

(2) 皂化(封閉)溶液不潔凈。

為提高發(fā)藍膜的防護能力，發(fā)藍完畢后，需在 80～90℃下，以 3～5％的家用肥皂液中浸漬 5～lOmim，其目的是：①使生成硬脂酸鐵填滿氧化膜空隙，同時在表面生成一層封閉的硬脂酸鹽薄膜，故亦稱封閉處理；②提高金屬表面的潤油性，使浸油時易為油所浸潤。配制肥皂液時：一定要用軟水或蒸餾水；因硬水中含有較多的鈣鎂等金屬離子，易與肥皂生成不溶于水的硬脂酸鹽沉淀，附著在工件表面而不易洗去，干后呈現白色斑漬。

處理方法：當皂化液出現棉絮狀或混濁物時，應重新更換溶液。故障現象 7

氧化膜無光發(fā)木。

原因分析：氧化膜無光發(fā)木主要是金屬本身表面光潔度不高以及與選用的氧化劑有關。如果采用硝酸鈉為氧化劑的話，膜層就無光澤。故氧化工藝配方大多采用為氧化劑。為了提高表面的光潔度，建議采用下述化學拋光工藝(適用于低碳鋼制品)：

 

故障現象 8

氧化膜抗蝕性能差，易銹蝕。

原因分析：引起氧化膜抗蝕性能較差的原因很多，大致有以下五個方面：

(1) 工件表面的光潔度差。

一般說金屬表面的光潔度越高，越不易銹蝕，故發(fā)藍件如允許的話，希望表面光潔度盡可能高一點，亦可用上述故障 7 的方法進行化學拋光。

(2) 選擇的氧化液配方不好。

氧化液的配方很多，不少配方只是使表面變黑而已，抗蝕性能較差，本文介紹的兩個配方是目前抗蝕性能較好的工藝，而配方 2 較**配方 1。




(3) 氧化時間短。

實驗證明，當其它工藝條件均正常時，發(fā)藍時間 20～30min 與 60min 有明顯的差別，20～30min 大都比 60min 抗蝕性能差,而且前者波動性很大。為了保證發(fā)藍件質量，發(fā)藍時間較好控制在 1h 左右，但**過 1h 以上，其抗蝕能力不再由明顯的提高。

(4) 氧化劑含量低。

氧化劑含量低時，膜層生成速度遲緩，雖然發(fā)藍時間已到，但膜層較薄。實驗證明，含 80g/l 和 220g/l，分別從兩種發(fā)藍槽中制取的發(fā)藍試片，用點試法比較，80g/l 遠遠差于 220g/l，可見氧化劑含量對膜層的抗蝕性能有明顯的影響。

(5) 未封閉和浸油。

堿性發(fā)藍所獲得的氧化膜層厚度較薄，且又多孔，防護性能很差，必須輔以皂液封閉與浸油處理，并且要求在有油保護條件下使用，如果其它工藝條件均按規(guī)范要求操作，而出槽后未立即用皂液封閉，則工件在清洗干燥過程中迅速出現銹蝕， 故封閉和及油工序**不能馬虎省略。


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