ステンレス鋼の黒色化処理でよく用いられる方法、処理効果、工程手順

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この投稿は、2015年12月17日16時01分にcy1125915によって最終的に編集されました。工業生産において、表面処理には2種類あり、1つは物理的な処理方法で、もう1つは化学的な処理方法です。ステンレス鋼の表面を黒くするのは、化学処理においてよく用いられる工程です。原理：化学処理方法により、金属表面に酸化膜を生成し、この酸化膜によって表面処理の目的を達成する。この表面処理工程では、対応する装置の作用により金属表面に、金属と外部環境との直接接触を遮断する酸化膜が形成されるという原理を利用している。簡単に言えば、表面黒化処理とは、金属表面に生じる酸化膜を利用して、所定の表面処理目的を達成するための化学的な表面処理方法のことです。 1　一般的な方法　第一種：酸性着色法　(1)溶融重クロム酸塩法。ステンレス製品を重クロム酸ナトリウムの融解塩液に浸し、20〜30分間十分にかき混ぜることで黒色の酸化膜を形成する。取り出して冷ましてから水洗いすればよい。溶融塩の温度は450～550℃で、この温度以下では十分な酸化が起こらず、黒色効果が得られない。 (2)クロム酸塩による黒色化化学酸化法。この膜層の色の変化過程は淡い色から濃い色へと進み、淡い青色から濃い青色（または真っ黒）へ変化する際の時間間隔はわずか0.5～1分であり、この最適なタイミングを逃すと再び淡い茶色に戻ってしまい、除去してから再度着色しなければならない。硬化処理により耐摩耗性が向上する。色位置決め装置を併用することで、均一な黒色酸化膜が得られる。操作には厳格な要件がある。この方法はインコ法とも呼ばれ、数十年の歴史があり、イギリス人によって発明されました。工程が改良された後、広く応用され、顕著な効果を上げている。現在、我が国は先進国と比べて、主な差は着色された電子監視装置です。海外ではこのような装置が工業生産に利用されており、再現性のある色を得ることができるが、国内ではまだ使用例の報告がない。したがって、着色用の電子監視装置の開発が急務である。 2. 硫化法では美しい黒色の膜が得られ、酸化する前に王水で酸洗いする必要がある。3. アルカリ酸化法は、水酸化ナトリウムを用いて調製した溶液で酸化させ、酸化時間は10～15分であり、生成される黒色の酸化膜は耐摩耗性に優れ、硬化処理は不要である。塩水噴霧時間は一般的に600～800時間です。ステンレスの耐錆性という優れた特性を維持できます。 第二種類：電解酸化法　溶液の調製：（重クロム酸カリウム20～40g/L、硫酸マンガン10～40g/L、ホウ酸10～20g/L、pH3～4）。着色した膜を25℃の10％塩酸溶液中に5分間浸漬させたところ、膜層に色の変化や剥離現象が見られなかったことから、この膜層の耐食性は良好であると言える。電解法により1Crl7フェライト系ステンレス鋼を黒色化し、黒色化の速度は速い。その後硬化処理を施すことで、色調が均一で弾力性のある黒色の酸化膜が得られ、一定の硬度も持つ。特徴としては、工程が簡単で黒化速度が速く、着色効果も良好であり、耐腐食性も優れていることから、あらゆる種類のステンレス鋼の表面黒化処理に適しており、非常に実用価値がある。 第3類：QPQ熱処理法。専用の装置で行われ、膜層がしっかりしており耐摩耗性に優れている；しかし、ステンレス鋼、特にオーステナイト系ステンレス鋼は、QPQ処理を施しても、処理しなかった場合のような優れた耐食性は得られない。 その原因は、オーステナイト系ステンレス鋼の表面にあるクロム含有量が損なわれたことにあります。QPQの前工程である窒化処理の際に炭素と窒素が浸透してしまい、表面組織が破壊されるからです。錆びやすく、塩水噴霧試験ではわずか数時間で錆びてしまう。この欠点があるため、実用性は低い。2　処理効果　色：ステンレスの黒化処理後の色は、光沢のある黒またはマットな黒になる。表面に傷はなく、色も均一です。 膜層の厚さ：1.5～2.5マイクロメートルで、製品の精度には影響しません。1.5～2.5を上回るか下回ると製品のサイズに大きな影響を与え、不良品となります。 耐腐食効果。2点を抽出して中性塩水噴霧試験を行う。塩水噴霧試験では600～800時間耐えられる方が良く、600時間に達しない場合は不良となる。表面は清潔で整っており、黒ずみや煤がなく、コーティング層もしっかりしていること。 3工程 ステップ 清掃；製品の表面を清潔に保つ。 脱脂：ワークは脱脂液に完全に浸す必要がある；脱脂液の濃度はpH値12～14、処理時間は10～30分で、3～5分ごとに数回上下に振る。薬液の濃度がpH12未満になったら脱脂粉を補充する； 水洗； 酸洗い：酸洗い液の濃度pH値2～4、処理時間5～10分； 水洗； 黒変：プール液の濃度pH値2.5～3.5、処理時間10～12分； 水洗； 乾かしてから油を塗る。