黄铜氧化发黑工艺的改进谢洪波,张来祥(青岛综合中专学校电镀教研室,山东青岛266101)摘要:阐述了黄铜氧化发黑的原理,介绍了发黑液的配制。在酸洗及活化液中加入添加剂改进前处理工序,讨论了前处理、活化及氧化发黑工序中影响发黑膜质量的各因素,并提出了工艺维护措施。关键词:黄铜;氧化发黑:TG177文献标识码:AModificationoftheoxidativeblackeningofbrassXIEHong-bo,ZHANGLai-xiangAbstract:Thefundamentalofblackeningofbrassbyoxidationwasdescribed.Preparationofblackeningsolu2tionswasintroduced.Pretreatmentprocesswasmodifiedbytheadditionoforganicadditivesinpicklingandac2tivatingsolutions.Factorsaffectingpropertiesoftheblackenedfilmwerediscussed,andmaintenanceoftheprocesswaspresented.Keywords:brass;oxidativeblackening进行了仔细的研究,进而发现,虽然铜—氨处理法是一个老工艺,但迄今为止,尚有一些不为人们注意的规律,特别是在前处理方面。因此,现将本人在生产中得出的经验及体会简述如下,以供同行参考。1前言黄铜(铜锌合金)在工业生产及日常生活中大量使用。由于装饰及防护的要求,黄铜制品需进行氧化发黑处理。目前使用最多的处理工艺是碱式碳酸铜—氨水溶液处理法。这种工艺只适合于黄铜,处理后可获得结晶细致、蓝黑色的消光表面处理层,具有工艺配方简单、操作方便、省电、省时、成本低和耐蚀性好等特点,长期以来、该工艺广泛用于光学仪器等方面笔者应黄铜氧化发黑生产厂家的要求,针对生产中经常出2氧化发黑工艺配方及原理211工艺配方及溶液配制氧化发黑工艺最常用配方如下:碱式碳酸铜氨水(φ=25%)水温度时间140～180g/L400～600mL/L1～115L室温黑度合适为止收稿日期:2001-01-02可采用碱式碳酸铜直接配制或使用硫·36·Jun.2001ElectroplatingFinishingVol.20No.3酸铜、碳酸钠制做。前者所用材料可直接采购,但多数情况下由于存放时间久导致溶解性变差,配制时应适当增加用量。使用硫酸铜及碳酸钠配制溶液,无论从效果还是成本方面考虑均较为合适。配制方法为:①用二份(质量)预先溶解的硫酸铜(CuSO4·5H2O)与一份(质量)的纯碱(无水碳酸钠)进行反应,将生成的沉淀清洗数遍,除净硫酸根;②用热水将碱式碳酸铜调成糊状后再加入氨水。搅拌溶解,溶液老化24h后即可使用。212工艺原理21211黄铜中锌、铜的溶解金属的溶解需要氧化剂。发黑溶液中的氧化剂是微量的氢离子。虽然碱性溶液中氢离子浓度较低,但由于铜、锌离子和氨形成了稳定的配合物,极大地降低了铜、锌量避免副反应发生。3前处理工艺的影响及改进311前处理工艺的影响黄铜制品进行氧化发黑处理前,首先要求制品表面清洁、成份均匀。另外,酸洗处理后铜、锌比例要合适,特别是锌含量不能降低,否则不但影响膜层黑度,且易出现膜层发花现象。因此,除油及酸洗前处理是相当重要的。除油可使用一般的脱脂方法,但酸洗工艺影响则较大。与钢铁制品不同,盐酸等一般非氧化性酸只能去除黄铜表面的铜锈及氧化膜,不能对黄铜基体产生溶解。使用非氧化性酸酸洗处理后零件表面往往发红,铜含量升高,均匀性较差。因此,必须使用铬酸、硝酸等氧化性溶液,将氧化膜及状态较差的表层黄铜全部溶解,得到均匀一致的表面。常用的方法有如下几种:①铬酸溶液处理。以铬酐为主,加有少量硫酸。这种方法使用最为广泛,效果较好,但污染严重。由于铬酸溶液会在黄铜基体上形成一层钝化膜,在氧化发黑时不能上Zn+2H2O+4NH3→Zn(NH3)2++2OH-+H↑42Cu+2H2O+4NH3→Cu(NH4)2++2OH-+H↑42色,因此使用稀硫酸进行活化处理。②硝酸类溶液处理。溶液一般由硫酸Cu+H2O+4NH3→Cu(NH3)++OH-+1/2H↑4221212铜氧化物的水解及脱水:由于铜及锌的溶解消耗了氢离子,黄铜界面的pH局部升高,生成铜的氢氧化物,附着在零件表面,形成氧化膜。反应如下:和硝酸组成,添加表面活性剂等成份可有效提高基体亮度及均匀性。这种工艺近几年研究较多,并已达到了低硝酸浓度、低污染、高亮度的水平,对于减少环境污染,提高产品质量具有较大的社会意义及经济效益。因而已得到推广应用。③稀硫酸-双氧水溶液处理。该工艺污染最轻,但溶液稳定性差,自然分解速度快。因此,限制了其使用推广。④机械...