[发明专利]钢铁常温快速节能发黑剂

说明书

本发明属黑色金属表面化学处理的一种技术。

目前国内外黑色金属表面发黑是使用传统的碱性高温发黑，用亚硝酸盐的加热体系，耗能高、周期长、污染大、严重影响工人身体健康。

本发明的目的是用磷酸盐及氧化铜相结合，而以氧化铜为主体的无定形结晶体膜层来取代传统的亚硝酸盐加热体糸，以达到节能、高效、不污染、降低成本。

本发明是采用以磷酸盐及氧化铜相结合而以氧化铜为主体的无定形晶体膜层，其成膜反应为：

1、溶液中含有一代磷酸盐（即磷酸、二氢盐）Me（H₂PO₄）当钢铁浸入溶液中，金属基体形成微电池，则：

2、由于溶液中加入了铜盐和强氧化剂，溶液中的Cu²⁺被还原成金属铜：

金属铜与氧化剂反应：

同时由于固液界面微电池反应结果使界面离子浓度和PH值发生变化，破坏了溶液原有平衡而发生水解反应，水解反应在阴极区进行：

由于氧化还原作用溶液中的Fe²⁺又被不断氧化成Fe³⁺而作为不溶性磷酸铁沉淀除去，这样就大大缩短了成膜时间。

因此，本发明的成膜过程是磷酸盐和氧化铜沉膜相结合的过程。本膜层是以氧化铜为主体的无定形晶体膜层。

本发明的优点是膜层牢固，附着力强，发黑时间短、工艺简单、成本低、不用电、污染小、溶液稳定、沉淀少、色泽适宜。

本发明的实施例：

（1）配方成分选择

1.主盐：铜盐、亚铁盐、磷酸盐

2.氧化剂：硝酸盐、亚硝酸盐、硒盐

3.络合剂：氟化物、柠檬酸盐、磺基水扬酸盐

4.表面活性剂：十二烷基硫酸钠，OP乳化剂

（2）配方：

铜盐（硫酸铜）  4～8g/l

硒盐（氧化剂）  4～8g/l

磷酸盐  7～15g/l

硝酸盐  2～4g/l

柠檬酸盐（络合剂）  2～4g/l

SB合成酸盐（稳定剂）  20ml/l

（3）工艺指标：

PH  2.2～2.5

总酸度  12～16点

游离酸度  4～6点

温度  室温

时间  3～5分钟（浸泡）

（4）配制工艺：

1.先将硒盐用1/3水溶解;

2.将磷酸盐用水溶解后倒入溶液中，继续搅拌溶解混合均匀;

3.称取铜盐用温热水溶解后加入所需要的柠檬酸盐搅拌溶解;

4.将第3已溶解的铜盐溶液倒入第1溶液中;

5.加入硝酸盐

6.最后加入所需要的SB合成酸盐搅拌均匀即可;

（5）结果：

1、硫酸铜（3%）点滴试验，15～20℃条件下将发黑零件表面进行硫酸铜点滴试验，在1分钟内未出现变色、铜斑、锈点。按机电部标准WJ535-82规定，要求32秒即可。

2.3%氯化钠溶液试验，在15°～20℃条件下，将发黑零件浸泡3小时，无接触铜斑点和锈点。