全景工廠
行業(yè)案例
CASE
行業(yè)/分類：其他手板模型加工
加工方式: 鈑金 使用材料: 鋁合金
最小精度: 0.1mm 生產(chǎn)周期: 2~7天
產(chǎn)品尺寸: 15cm*10cm*9cm
后處理: 黑色氧化
案例介紹
鈑金加工手板的黑色氧化處理通常指通過化學(xué)或電化學(xué)方法在金屬表面形成黑色氧化膜，以提升美觀度、耐腐蝕性和耐磨性。以下是常見的黑色氧化處理過程及相關(guān)要點：
一、前處理（表面準(zhǔn)備）
1. 除油脫脂
目的：去除鈑金表面的油污、潤滑劑、指紋等，確保氧化膜與基材結(jié)合牢固。
方法：
化學(xué)除油：使用堿性溶液（如氫氧化鈉、碳酸鈉）或有機溶劑（如丙酮、乙醇）浸泡或超聲波清洗。
電化學(xué)除油：將工件作為陽極或陰極，在堿性溶液中通電，通過電解反應(yīng)去除油脂。
2. 除銹與酸洗
目的：清除表面銹跡、氧化皮或加工殘留的雜質(zhì)。
方法：
酸洗：用稀硫酸、鹽酸或?qū)Ｓ贸P劑浸泡，反應(yīng)后用清水徹底沖洗，避免酸液殘留。
機械除銹：對于厚銹層，可先用砂紙、拋丸或噴砂處理。
3. 中和與活化
中和：用弱酸性或堿性溶液（如 5% 碳酸鈉溶液）中和殘留酸液，防止后續(xù)處理液污染。
活化：部分工藝需用稀酸（如 1%~3% 硫酸）輕微蝕刻表面，形成微觀粗糙結(jié)構(gòu)，增強氧化膜附著力。
二、黑色氧化處理工藝
根據(jù)金屬材質(zhì)不同，常用的黑色氧化工藝包括：
1. 鋼鐵件（鐵、鋼）的發(fā)黑處理
高溫堿性發(fā)黑（傳統(tǒng)工藝）
溶液成分：氫氧化鈉（NaOH）、亞硝酸鈉（NaNO?）、硝酸鈉（NaNO?）的混合水溶液。
操作條件：
溫度：135~155℃（需維持沸騰狀態(tài)）。
時間：10~30 分鐘（根據(jù)工件厚度和表面狀態(tài)調(diào)整）。
反應(yīng)原理： 通過高溫下的氧化反應(yīng)，在鋼鐵表面生成致密的 四氧化三鐵（Fe?O?）黑色膜層，反應(yīng)式如下：\(3Fe + NaNO? + 5NaOH \rightarrow 3Na?FeO? + H?O + NH?↑\)\(6Na?FeO? + NaNO? + 5H?O \rightarrow 3Na?Fe?O? + NH?↑ + 7NaOH\)\(Na?FeO? + Na?Fe?O? + 2H?O \rightarrow Fe?O?↓ + 4NaOH\)
特點：膜層厚（1~3μm），耐腐蝕性較好，但能耗較高，需注意廢水處理（含亞硝酸鈉，有毒）。
常溫發(fā)黑（無鉻環(huán)保工藝）
溶液成分：以銅鹽（如硫酸銅）、硒化合物、有機胺等為主，不含亞硝酸鈉和鉻酸鹽。
操作條件：
溫度：室溫（15~35℃）。
時間：3~10 分鐘。
反應(yīng)原理： 通過置換反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)，在鋼鐵表面沉積一層含銅、鐵、硒的復(fù)合黑色膜。
特點：環(huán)保、能耗低、速度快，但膜層較?。?.5~1μm），耐腐蝕性略低于高溫發(fā)黑，適合裝飾性需求。
2. 鋁合金的黑色陽極氧化
目的：在鋁合金表面通過電解形成多孔的 氧化鋁（Al?O?）膜層，并吸附黑色染料實現(xiàn)著色。
工藝步驟：
陽極氧化：
電解液：硫酸（15%~20%）溶液。
操作條件：電壓 12~20V，溫度 15~25℃，時間 20~40 分鐘。
原理：鋁作為陽極，電解后表面生成多孔氧化膜。
染色：
染料：酸性黑染料（如酸性媒介黑 ATT）或有機染料，溶液 pH 值 4~6，溫度 40~60℃，時間 5~15 分鐘。
封孔：
熱水封孔：95~100℃去離子水浸泡 10~20 分鐘，使氧化膜微孔閉合，固定染料并提高耐腐蝕性。
鎳鹽封孔：常溫下用含鎳離子的溶液處理，形成氫氧化鎳沉積封閉微孔。
三、后處理（提升性能）
1. 清洗與干燥
氧化處理后用流動清水徹底沖洗，避免殘留藥液腐蝕膜層，然后烘干（溫度 60~80℃）或自然晾干。
2. 封閉處理（鋼鐵件發(fā)黑后）
浸油：浸入錠子油、防銹油或水溶性封閉劑中，填充膜層微孔，增強防銹能力。
涂漆：對于高腐蝕環(huán)境，可噴涂清漆或環(huán)氧樹脂漆，進(jìn)一步保護(hù)表面。
3. 檢驗
外觀檢查：表面應(yīng)均勻發(fā)黑，無花斑、銹跡或未覆蓋區(qū)域。
耐蝕性測試：通過鹽霧試驗（如 24 小時中性鹽霧）評估膜層抗腐蝕能力。
附著力測試：用膠帶粘貼后撕離，檢查膜層是否脫落。
四、注意事項
環(huán)保要求：
傳統(tǒng)發(fā)黑工藝產(chǎn)生的含氰、含鉻廢水需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放，建議優(yōu)先采用無鉻環(huán)保工藝（如常溫發(fā)黑、鋁合金無鉻陽極氧化）。
工藝參數(shù)控制：
溶液濃度、溫度、時間需嚴(yán)格控制，否則可能導(dǎo)致膜層顏色不均或附著力差（如鋁合金氧化電壓過高會導(dǎo)致膜層溶解）。
材質(zhì)適應(yīng)性：
不同金屬（如鐵、鋁、銅合金）需選擇對應(yīng)的氧化工藝，例如銅合金常用鉻酸鹽或硫化物發(fā)黑。
五、應(yīng)用場景
裝飾領(lǐng)域：電子產(chǎn)品外殼（如手機中框）、家具五金件的黑色外觀處理。
工業(yè)領(lǐng)域：機械零件、汽車配件的耐蝕耐磨處理（如齒輪、螺栓）。
航空航天：鋁合金結(jié)構(gòu)件的輕量化與耐候性提升。
通過以上流程，可在鈑金手板表面形成均勻、牢固的黑色氧化膜，兼顧美觀與性能需求。實際操作中需根據(jù)材質(zhì)、成本和環(huán)保要求選擇合適的工藝。
