1.钢铁发蓝的实质和应用

钢铁发蓝的实质是钢铁的化学氧化过程，也称发黑。它是指将钢铁浸在含有氧化剂的溶液中，经过一定时间后，在其表面生成一层均匀的、以Fe₃O₄为主要成分的氧化膜的过程。发蓝后的钢铁表面氧化膜的色泽取决于工件表面的状态、材料成分以及发蓝处理时的操作条件，一般为蓝黑到黑色。碳质量分数较高的钢铁氧化膜呈灰褐色或黑褐色。发蓝处理后膜层厚度可达到0.5～1.5μm，氧化膜层对零件的尺寸和精度无显著影响。

钢铁发蓝处理广泛用于机械零件、精密仪表、气缸、弹簧、武器和日用品的一般防护和装饰，该工艺具有成本低廉、效率较高、不影响工件尺寸和精度、无氢脆等特点，但在使用中应定期擦油。图6-4所示黑色部位是经过发蓝处理的数控机床刀柄。

2.钢铁的发蓝工艺

钢铁的发蓝工艺和温度有关，根据处理温度的高低，钢铁的发蓝法可分为高温化学氧化法和常温化学氧化法。这两种方法所选用的处理液成分不同，形成膜的成分不同，成膜机理也不同。

图6-4 经过发蓝处理的数控机床刀柄

（1）钢铁高温化学氧化处理

1）高温化学氧化处理的原理。高温化学氧化又称碱性化学氧化，是传统的发蓝方法。一般配方为在强碱氢氧化钠溶液里添加硝酸钠和亚硝酸钠氧化剂，在135～145℃的温度下处理60～90min，生成以Fe₃O₄为主要成分的氧化膜。膜厚一般在2μm左右，氧化膜经肥皂液洗、水洗、干燥、浸油后其耐蚀性较基体有较大幅度提高，同时也美化了外观。

2）高温化学氧化处理生产工艺。钢铁高温化学氧化的生产工艺流程如下：(www.daowen.com)

有机溶剂脱脂→化学脱脂→热水洗→流动水洗→酸洗（盐酸）→流动冷水洗→化学氧化→回收槽浸洗→流动冷水洗→后处理→干燥→检验→浸油。钢铁高温氧化工艺见表6-2。

表6-2 钢铁高温氧化工艺

钢铁高温氧化时，由于工艺温度高，使用的强酸、强碱挥发导致生产现场条件较差，对环境污染很大。

（2）钢铁常温发蓝处理 钢铁常温化学氧化又称酸性化学氧化，也称常温发蓝处理，与高温发蓝处理工艺相比，这种新工艺具有节能环保、高效（氧化速度快，通常2～4min）、低成本、操作简单等优点，同时所得的膜层耐蚀性能和均匀性均良好。其缺点是槽液不稳定，寿命短等，故要随用随配，但氧化膜层附着力稍差些。

钢铁常温发蓝处理可得到黑色或蓝黑色氧化膜，其主要成分是硒化铜（CuSe），功能与Fe₃O₄相似，其工艺流程也与高温发蓝处理基本相同。目前，常温发蓝溶液主要成分是硫酸铜（CuSO₄）、二氧化硒，还含有各种催化剂、缓冲剂、络合剂和辅助材料。钢铁常温氧化工艺见表6-3。

表6-3 钢铁常温氧化工艺