金屬材料發(fā)黑工藝

1、金屬材料表面和熱處理工藝鋼制件的表面發(fā)黑處理，也有被稱之為發(fā)藍(lán)的。發(fā)黑處理現(xiàn)在常用的方法有傳統(tǒng)的堿性加溫發(fā)黑和出現(xiàn)較晚的常溫發(fā)黑兩種。但常溫發(fā)黑工藝對(duì)于低碳鋼的效果不太好。A31岡用堿性發(fā)黑好一些。堿性發(fā)黑細(xì)分出來(lái)，又有一次發(fā)黑和兩次發(fā)黑的區(qū)別。發(fā)黑液的主要成分是氫氧化鈉和亞硝酸鈉。發(fā)黑時(shí)所需溫度的寬容度較大，大概在135攝氏度到155攝氏度之間都可以得到不錯(cuò)的表面，只是所需時(shí)間有些長(zhǎng)短而已。實(shí)際操作中，需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量，以及發(fā)黑后的鈍化浸油。發(fā)黑質(zhì)量的好壞往往因這些工序而變化。金屬“發(fā)藍(lán)”藥液采用堿性氧化法或酸性氧化法：使金屬表面形成一層氧化膜，以防止金屬表面被腐蝕，此

2、處理過(guò)程稱為“發(fā)藍(lán)”黑色金屬表面經(jīng)“發(fā)藍(lán)”處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內(nèi)層為氧化亞鐵。一、堿性氧化法“發(fā)藍(lán)”藥液1 .配方：硝酸鈉50100克氫氧化鈉600700克亞硝酸鈉100200克水1000克2 .制法：按配方計(jì)量后，在攪拌條件下，依次把各藥劑加入其中，溶解，混合均勻即可。3 .說(shuō)明：(1)金屬表面務(wù)必洗凈和干燥以后，才能進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理。(2)金屬器件進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理?xiàng)l件與金屬中的含碳量有關(guān)，“發(fā)藍(lán)”藥液溫度及金屬器件在其中的處理時(shí)間可參考下表。金屬中含碳量%工作溫度(C)處理時(shí)間(分)開始終止>0.7135-13714310-300.50.7135-140-1

3、5030-50<0,4142-145153-15540-60合金車岡142-145153-15560-90(3)每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸鈉、亞硝酸鈉和氫氧化鈉的含量，以便及時(shí)補(bǔ)充有關(guān)成分。一般使用半年后就應(yīng)更換全部溶液。(4)金屬“發(fā)藍(lán)”處理后，最好用熱肥皂水漂洗數(shù)分鐘，再用冷水沖洗。然后，又用熱水沖洗，吹干。二、酸性氧化法“發(fā)藍(lán)”藥液1.配方：磷酸310克硝酸鈣80100克過(guò)氧化鈕1015克水1000克2,制法：按配方計(jì)量后，在不斷攪拌條件下，依次把磷酸、過(guò)氧化鈕和硝酸鈣加入其中，溶解，混合均勻即可。3 .說(shuō)明：(1)金屬器件先經(jīng)洗凈和干燥后才能進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理。(2)此法所得

4、保護(hù)膜呈黑色，其主要成分是由磷酸鈣和鐵的氧化物所組成，其耐腐能力和機(jī)械強(qiáng)度均超過(guò)堿性氧化法所得的保護(hù)膜。4 .“發(fā)藍(lán)”工作溫度為100C,處理時(shí)間為4045分鐘。在處理碳素鋼時(shí)，藥液中磷酸含量控制在35克/升；處理合金鋼或鑄鋼時(shí)，磷酸含量控制在510克/升。應(yīng)注意定期分析藥液磷酸的含量。5 .“發(fā)藍(lán)”處理后金屬器件的清洗方法同上。金屬材料工藝性能名詞簡(jiǎn)介1、鑄造性(可鑄性)：指金屬材料能用鑄造的方法獲得合格鑄件的性能。鑄造性主要包括流動(dòng)性，收縮性和偏析。流動(dòng)性是指液態(tài)金屬充滿鑄模的能力，收縮性是指鑄件凝固時(shí)，體積收縮的程度，偏析是指金屬在冷卻凝固過(guò)程中，因結(jié)晶先后差異而造成金屬內(nèi)部化學(xué)成分和組

5、織的不均勻性。2、可鍛性：指金屬材料在壓力加工時(shí)，能改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能。它包括在熱態(tài)或冷態(tài)下能夠進(jìn)行錘鍛，軋制，拉伸，擠壓等加工?？慑懶缘暮脡闹饕c金屬材料的化學(xué)成分有關(guān)。3、切削加工性(可切削性，機(jī)械加工性)：指金屬材料被刀具切削加工后而成為合格工件的難易程度。切削加工性好壞常用加工后工件的表面粗糙度，允許的切削速度以及刀具的磨損程度來(lái)衡量。它與金屬材料的化學(xué)成分，力學(xué)性能，導(dǎo)熱性及加工硬化程度等諸多因素有關(guān)。通常是用硬度和韌性作切削加工性好壞的大致判斷。一般講，金屬材料的硬度愈高愈難切削，硬度雖不高，但韌性大，切削也較困難。4、焊接性(可焊性)：指金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性能。主要

6、是指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。它包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是結(jié)合性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬焊接接頭對(duì)使用要求的適用性。5、熱處理(1)退火：指金屬材料加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保持一定的時(shí)間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。常見的退火工藝有：再結(jié)晶退火，去應(yīng)力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降低金屬材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或壓力加工，減少殘余應(yīng)力，提高組織和成分的均勻化，或?yàn)楹蟮罒崽幚碜骱媒M織準(zhǔn)備等。(2)正火：指將鋼材或鋼件加熱到Ac3或Acm(鋼的上臨界點(diǎn)溫度)以上305

7、0C,保持適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝。正火的目的：主要是提高低碳鋼的力學(xué)性能，改善切削加工性，細(xì)化晶粒，消除組織缺陷，為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等。(3)淬火：指將鋼件加熱到Ac3或Ac1(鋼的下臨界點(diǎn)溫度)以上某一溫度，保持一定的時(shí)間，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，獲得馬氏體(或貝氏體)組織的熱處理工藝。常見的淬火工藝有鹽浴淬火，馬氏體分級(jí)淬火，貝氏體等溫淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：便鋼件獲得所需的馬氏體組織、提高工件的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等。(4)回火：指鋼件經(jīng)淬硬后，再加熱到Ac1以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。常見的

8、回火工藝有：低溫回火，中溫回火，高溫回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除鋼件在淬火時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力，使鋼件具有高的硬度和耐磨性外、并具有所需要的塑性和韌性等。(5)調(diào)質(zhì)：指將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及回火的復(fù)合熱處理工藝。使用于調(diào)質(zhì)處理的鋼稱調(diào)質(zhì)鋼。它一般是指中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。(6)化學(xué)熱處理：指金屬或合金工件置于一定溫度的活性介質(zhì)中保溫，使一種或幾種元素滲入它的表層，以改變其化學(xué)成分，組織和性能的熱處理工藝。常見的化學(xué)熱處理工藝有：滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲鋁、滲硼等。化學(xué)熱處理的目的：主一要是提高鋼件表面的硬度、耐磨性、抗蝕性、抗疲勞強(qiáng)度和抗氧化性等。(7)固溶處理：指將合金加熱到高溫

9、單相區(qū)恒溫保持，使過(guò)剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝。固溶處理的目的：主要是改善鋼和合金的塑性和韌性，為沉淀硬化處理作好準(zhǔn)備等。(8)沉淀硬化(析出強(qiáng)化)：指金屬在過(guò)飽和固溶體中溶質(zhì)原子偏聚區(qū)和(或)由之脫溶出微粒彌散分布于基體中而導(dǎo)致硬化的一種熱處理工藝。如奧氏體沉淀不銹鋼在固溶處理后或經(jīng)冷加工后，在400500°或700800°進(jìn)行沉淀硬化處理，可獲得很高的強(qiáng)度。(9)時(shí)效處理：指合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造后，在較高的溫度放置或室溫保持，其性能，形狀，尺寸隨時(shí)間而變化的熱處理工藝。若采用將工件加熱到較高溫度，并較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行

10、時(shí)效處理的時(shí)效處理工藝，稱為人工時(shí)效處理，若將工件放置在室溫或自然條件下長(zhǎng)時(shí)間存放而發(fā)生的時(shí)效現(xiàn)象，稱為自然時(shí)效處理。時(shí)效處理的目的：消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機(jī)械性能等。(10)淬透性：指在規(guī)定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性。鋼材淬透性好與差，常用淬硬層深度來(lái)表示。淬硬層深度越大，則鋼的淬透性越好。鋼的淬透性主要取決于它的化學(xué)成分，特別是含增大淬透性的合金元素及晶粒度，加熱溫度和保溫時(shí)間等因素有關(guān)。淬透性好的鋼材，可使鋼件整個(gè)截面獲得均勻一致的力學(xué)性能以及可選用鋼件淬火應(yīng)力小的淬火劑，以減少變形和開裂。(11)臨界直徑(臨界淬透直徑)：臨界直徑是指鋼材在某種介質(zhì)中淬冷后，心部得到全部馬氏體或50%馬氏體組織時(shí)的最大直徑，一些鋼的臨界直徑一般可以通過(guò)油中或水中的淬透性試驗(yàn)來(lái)獲得。(12)二次硬化：某些鐵碳合金(如高速鋼)須經(jīng)多次回火后，才進(jìn)一步提高其硬度。這種硬化現(xiàn)象，稱為二次硬化，它是由于特殊碳化物析出和(或)由于參與奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體所致。(13)回火脆性：指淬火鋼在某些溫度區(qū)間回火或從回火溫度緩慢冷卻通過(guò)該溫度區(qū)間的脆化現(xiàn)象?；鼗鸫嘈钥煞譃榈谝活惢鼗鸫嘈院偷诙惢鼗鸫嘈?。第一類回火脆性又稱不可逆回火脆性，主要發(fā)生在回火