Häufige Verfahren zur Schwarzfärbung von Edelstahl, Behandlungsergebnisse, Verarbeitungsschritte

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Dieser Beitrag wurde zuletzt von cy1125915 am 17.12.2015 um 16:01 bearbeitet. In der industriellen Fertigung gibt es zwei Arten der Oberflächenbehandlung: eine physikalische Behandlungsmethode und eine chemische Behandlungsmethode. Das Verfärben der Edelstahloberfläche in Schwarz gehört zu einem gängigen Verfahren in der chemischen Behandlung. Prinzip: Durch chemische Behandlungsmethoden entsteht auf der Metalloberfläche eine Oxidschicht, mit der das Ziel der Oberflächenbehandlung erreicht wird. Bei dieser Oberflächenbehandlungsmethode wird das Prinzip genutzt, dass die Metalloberfläche unter dem Einfluss spezieller Geräte mit einer Oxidschicht überzogen wird. Diese Schicht verhindert den direkten Kontakt zwischen dem Metall und der Umwelt. Einfach ausgedrückt bezeichnet die Verfahren zur Schwarzfärbung der Oberfläche eine Art chemische Oberflächenbehandlung, bei der die durch Oxidation auf der Metalloberfläche entstehende Schicht genutzt wird, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. 1. Häufig verwendete Methoden – Kategorie 1: Säurebefarbnungsmethoden (1) Methode mit geschmolzenem Chromat. Die Edelstahlteile werden in eine flüssige Lösung aus Natriumchromat getaucht und 20–30 Minuten lang gründlich umgerührt, um eine schwarze Oxidschicht zu bilden. Nach dem Abkühlen herausnehmen und abspülen. Die Temperatur des geschmolzenen Salzes liegt bei 450–550 °C. Unterhalb dieser Temperatur ist eine ausreichende Oxidation nicht möglich, wodurch das gewünschte schwarze Erscheinungsbild nicht erreicht wird. (2) Chromat-basierte chemische Oxidation zur Farbänderung. Bei dieser Methode ändert sich die Farbe der Schicht von hell zu dunkel. Wenn sie von hellblau zu dunkelblau (oder schwarz) wechselt, beträgt der Zeitraum zwischen diesen Zuständen nur 0,5–1 Minute. Verpasst man diesen optimalen Zeitpunkt, kehrt die Farbe wieder ins Hellbraune zurück – in diesem Fall muss die Schicht entfernt und neu gefärbt werden. Durch Aushärtung kann die Abnutzungsbeständigkeit verbessert werden. In Kombination mit einem Farbortungssystem kann eine gleichmäßige schwarze Oxidschicht erzielt werden. Die Bedienung erfordert Präzision. Diese Methode wird auch Inco-Methode genannt. Sie existiert bereits seit mehreren Jahrzehnten und wurde von den Briten entwickelt. Nach der Verbesserung des Verfahrens wird es nun weit verbreitet eingesetzt und bringt erhebliche Vorteile. Derzeit besteht der Hauptunterschied zwischen unserem Land und den fortschrittlichsten Ländern in den farbigen Elektroniküberwachungssystemen. Im Ausland wird dieses Gerät bereits in der Industrieproduktion eingesetzt, um wiederholbare Farben zu erzielen. In unserem Land gibt es bislang keine Berichte über den Einsatz dieses Geräts. Deshalb ist die Entwicklung von elektronischen Überwachungsgeräten für die Färbung dringend notwendig. 2. Mit der Schwefelierungsmethode kann eine attraktive schwarze Schicht erzeugt werden. Vor der Oxidation muss die Oberfläche mit Konzentriertsäure behandelt werden.
3. Die alkalische Oxidationsmethode beinhaltet die Verwendung einer Lösung aus Natriumhydroxid und Sauerstoff. Die Oxidationsdauer beträgt 10–15 Minuten. Die entstehende schwarze Oxidschicht weist eine gute Abnutzungsbeständigkeit auf; es ist keine weitere Behandlung zur Festigung notwendig. Die Salznebel-Zeit beträgt in der Regel 600–800 Stunden. Kann die hervorragende Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl aufrechterhalten. Zweite Kategorie: Elektrolytische Oxidationsmethode. Herstellung der Lösung: 20–40 g/L Methylchromat, 10–40 g/L Mangansulfat, 10–20 g/L Borax/PH3–4. Die gefärbte Schicht wird in einer 10%igen HCl-Lösung bei 25 °C für 5 Minuten eingeweicht. Wenn es keine Veränderung der Farbe sowie kein Abblättern der Schicht gibt, deutet das auf eine gute Korrosionsbeständigkeit der Schicht hin. Durch Elektrolyse wird das 1Crl7-Ferrit-Stahlmaterial schwarz gefärbt – die Verfärbung erfolgt dabei schnell. Nach der Härtung entsteht eine schwarze Oxidschicht mit gleichmäßiger Farbe, Elastizität sowie einer gewissen Härte. Es zeichnet sich durch einen einfachen Herstellungsprozess, eine schnelle Verfärbung sowie eine gute Farbeffektivität aus. Zudem weist es eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Dadurch eignet es sich hervorragend zur Verfärbung der Oberflächen verschiedener Edelstähle – somit ist es von großem Nutzen. Kategorie drei: QPQ-Härtebehandlung. Sie wird in speziellen Geräten durchgeführt; die entstehende Schicht ist fest und widerstandsfähig gegen Abnutzung ； Doch aufgrund des Edelstahls, insbesondere des Austenit-Edelstahls, behält er nach der QPQ-Behandlung nicht die gleiche Korrosionsbeständigkeit wie vor der Behandlung. Der Grund liegt darin, dass der Chromgehalt an der Oberfläche des Austenitstahls beeinträchtigt wurde. Denn im Vorgang vor dem QPQ-Verfahren, also bei der Nitrierung, dringen Kohlenstoff- und Stickstoffanteile ein, wodurch die Oberflächenstruktur beschädigt wird. Es rostet leicht – bereits nach ein paar Stunden in Salznebel entsteht Rost. Aufgrund dieser Schwäche ist seine Praktikabilität begrenzt. 2. Behandlungseffekt: Farbe: Die beschichtete Edelstahloberfläche hat eine schwarze, glänzende oder matte Farbe. Die Oberfläche weist keine Beschädigungen auf, die Farbe ist gleichmäßig. Dicke der Schicht: 1,5–2,5 Mikrometer. Dies beeinflusst die Präzision des Produkts nicht. Eine Dicke, die über oder unter 1,5–2,5 liegt, hat einen erheblichen Einfluss auf die Abmessungen des Produkts – in solchen Fällen handelt es sich um Mangelware. Korrosionsbeständigkeit. Zwei Stücke werden für den Neutralsalznebeltest ausgewählt. Es ist gut, wenn der Neutralsalznebeltest über eine Dauer von 600–800 Stunden bestanden wird; falls dies nicht der Fall ist, ist die Qualität schlecht. Die Oberfläche sollte sauber und ordentlich sein, ohne schwarze oder graue Flecken – außerdem muss die Schicht fest haften. 3 Prozessschritte: Reinigung ； Halten Sie die Oberfläche des Produkts sauber und ordentlich. Entfettung: Die Werkstücke müssen vollständig in die Entfettungsflüssigkeit getaucht werden ； Konzentration des Entfettungsmittels: pH-Wert 12–14. Behandlungszeit: 10–30 Minuten. Alle 3–5 Minuten sollte das Mittel mehrmals geschüttelt werden. Wenn die Konzentration des Mittels unter pH 12 fällt, muss Entfettungspulver nachgefügt werden ； Waschen mit Wasser ； Säurebehandlung: Konzentration der Säurelösung, pH-Wert 2–4, Behandlungszeit 5–10 Minuten ； Waschen mit Wasser ； Verdunkelung: Konzentration der Badlösung, pH-Wert 2,5–3,5, Behandlungszeit 10–12 Minuten ； Waschen mit Wasser ； Trocknen, einölen.