Црни оксид је процес наношења премаза хемијском конверзијом који се примењује на црне метале, нерђајући челик, легуре бакра и челичне материјале на бази цинка{0}}. За разлику од црне анодизације, црни оксид користи хемијску реакцију да формира црни заштитни филм (гвоздени оксид) на површини.
Овај заштитни филм је дебео између 0,5 и 2,5 микрометара. Његов утицај на оригиналне димензије делова је занемарљив; стога је постао најчешћи избор за површинску обраду високо{3}}прецизних компоненти као што су зупчаници, лежајеви и оптички инструменти.
Блацк Окиде ВС Руст
Многи људи могу погрешно веровати да су црни оксид и рђа слични. Иако су оба површински{1}}оксиди гвожђа, њихова хемијска структура и физичка својства су потпуно различите.
Црни оксид(Фе₃О₄-Магнетит) има густу и стабилну структуру, што му омогућава да се чврсто приања за металну подлогу и спречи даљу корозију кисеоника.
Руст(Фе₂О₃-Хематит) има лабаву, порозну и хигроскопну структуру, која не успева да формира ефикасан заштитни слој. Његово присуство убрзава корозију метала.
Објашњен процес црног оксида
Врсте црног оксида
Врући црни оксид: Радни предмет мора бити уроњен у раствор алкалне соли високе-концентрације на температурама до 140-145 степени (285-295 степени Ф). Ово производи робустан, отпоран на хабање црни оксид филм који испуњава војне спецификације (нпр. МИЛ-ДТЛ-13924).
Црни оксид средње{0}}температуре: Опсег температуре је 90-120 степени. У поређењу са врућим црним оксидом, смањује оштре захтеве и корозивне паре повезане са радом на високим температурама.
Хладни црни оксид: Ради на собној температури, његов хемијски принцип се разликује од врућег црног оксида и средње{0}}црног оксида. Он заправо наноси слој црног једињења селенида бакра на металну површину, а не филм за конверзију гвожђе оксида.
Процес (користећи врући црни оксид као пример)
Чишћење
Радни предмет се прво урања у јако алкални резервоар за чишћење како би се сапонификовало и уклонило површинско уље, течност за сечење и загађивачи.
Исперите
Радни предмет се пребацује у резервоар за чисту воду да би се испирули остаци средства за чишћење.
Кисело кисељење
Радни предмети са премазима од рђе, каменца или термичке обраде су потопљени у раствор хлороводоничне или сумпорне киселине да би се уклониле нечистоће, откривајући оригиналну металну подлогу.
Исперите поново
Раствор за кисељење се испире како би се спречила контаминација резервоара за оксидацију.
Оксидирајуће
Радни предмет, након другог испирања, урања се у кључајући раствор соли црног оксида на 15 до 30 минута да би се формирао уједначен, густи слој црног магнетита.
Финал Ринсе
Уклањање заосталих оксидних соли са површине радног предмета.
Заптивање/пост{0}}третман
Радни предмет је уроњен у заменско{0}}уље за заштиту од рђе, восак или лак за заптивање. Ови заптивачи испуњавају микропоре оксидног слоја, изолујући га од влаге и ваздуха.
Предности и мане црног оксида
| Карактеристике | Детаљан опис |
|---|---|
| Цоре Адвантагес | |
| Одлична димензиона стабилност | Оксидни филм је изузетно танак (0,5-2,5μм), једва мења оригиналне димензије и толеранције делова. |
| Умерена отпорност на корозију | Након правилног заптивања уљем, воском или лаком, може да обезбеди одличну унутрашњу заштиту од корозије, са тестом сланог спреја који достиже више од 96 сати. |
| Смањена рефлексија светлости | Црна мат површина може ефикасно да апсорбује светлост, смањујући одсјај и рефлексију, погодна за оптичке инструменте, војне производе и хируршке инструменте. |
| Енханцед Лубрицити | Порозна структура оксидног филма може да адсорбује и складишти мазива, формирајући "уљни филм" и ефикасно смањујући трење и хабање покретних делова. |
| Висока {0}економична ефикасност | У поређењу са процесима као што су галванизација или премазивање, црна оксидација има велике економске користи када се обрађују велике количине малих делова. |
| Нема утицаја на својства материјала | Температура процеса је релативно ниска и не мења основне физичке особине материјала као што су електрична проводљивост, магнетна својства или тврдоћа. |
| Ограничења и разматрања | |
| Ограничена отпорност на корозију | Отпорност на корозију зависи од заптивача након{0}}третмана. Ако је слој заптивача оштећен или исцрпљен, ефекат заштите ће значајно пасти и није погодан за оштре спољашње или морске средине. |
| Умерена отпорност на хабање | Оксидни филм је релативно танак. Иако је његова тврдоћа већа од тврдоће подлоге, лако се оштети под-трењем високог интензитета или гребањем тврдих предмета, чиме се излаже основни метал. |
| Селективност материјала | Углавном је погодан за угљенични челик и ниско{0}}легирани челик. Иако постоје посебне формулације за нерђајући челик, бакар и друге материјале, његова примена није толико распрострањена као код челика. |
Црни оксид против других површинских третмана
| Карактеристике | Блацк Окиде | Зинц Платинг | Повдер Цоатинг | Анодизирање |
|---|---|---|---|---|
| Применљиви материјали | Челик, нерђајући челик, бакар | Челик | Вариоус Металс | Алуминијум, титанијум и други-неметали |
| Димензионална промена | Минимално (скоро нула) | Значајно повећање (5-25 мм) | Веома велика (25-150 мм) | Значајно повећање (5-50 мм) |
| Отпорност на корозију | Умерено (зависи од заптивача) | Одлично (заштита од жртвене аноде) | Одлично (физичка баријера) | Одлично |
| Отпорност на хабање | Умерено | Лоше (превлака цинка је релативно мека) | Одлично | Веома одлично |
| Изглед | Профессионал Блацк | Сребрна{0}}Бела, обојена пасивација | Богате опције боја | Богате опције боја |
| Применљиви сценарији | Прецизни делови толеранције, оптички, алати | На отвореном, причвршћивачи у тешким условима | Делови за изглед, прилике које захтевају високу отпорност на хабање | Декорација и заштита производа од алуминијума |
Области примене
На крају чланка
Црни оксид је процес површинске обраде који формира заштитни филм од магнетита (Фе3О4) на површини челика. Ова метода одржава тачност димензија делова, а истовремено производи естетски угодну "зацрњену" површину. Још једна предност је што је јефтинија од других третмана и пружа одређени степен отпорности на корозију. Међутим, треба напоменути да ће неки материјали након третмана постати црвени или сиви уместо црни. Штавише, премаз за{6}}превенцију рђе ће се покварити када се истроши.
ФАК
П: Које су предности и недостаци зацрњења на високој{0}температури и тамњења на собној{1}}температури?
О: Технологија тамњења на високим{0}}температурама је зрела и процес је стабилан. Има посебне предности за одређене материјале. Због дуже историје развоја, произвођаче је генерално лакше пронаћи. Недостатак је што захтева високо{4}}грејање. Зацрњење на собној{6}}температури је новија технологија затамњивања која се брзо развија. Погодан је и брз, али његов ефекат зацрњивања на ниско{8}}угљеничном челику није добар. Уопштено, користи се{10}технологија тамњења на високим температурама. Компаније са ресурсима могу да припреме сопствено решење{12}за затамњивање собне температуре.
П: Зашто поцрнели делови почињу да развијају мрље од рђе након одређеног временског периода?
О: Могући разлози су следећи:
1. Тешки услови употребе доводе до оштећења и корозије оксидног филма;
2. Процесом зацрњивања није руковано правилно, заптивање није обављено или је ефекат заптивања био лош.
П: Зашто поцрнели делови развијају бели мраз на својој површини након дужег складиштења у складишту?
О: Главни разлог је тај што поцрнели делови нису правилно очишћени. Прво, на површини постоји остатак хемијског раствора (у том случају је потребно прање топлом водом након поцрњења); друго, концентрација натријум хидроксида је превисока (натријум хидроксид се тешко испире). Треће, дизајн формуле је ненаучан (на пример, раствор формуле је тешко испрати водом).
П: Како спречити да поцрнели делови зарђају?
О: Ово углавном захтева побољшање процеса. Овоме се може приступити са два аспекта: темељно чишћење; и додавање процеса заптивања након поцрњења како би се попуниле микропоре у слоју оксидног филма, спречавајући продирање влаге и корозивних медија. Специфични захтеви се могу разговарати са произвођачем зацрњења; то је само питање цене.
П: Да ли ће зацрњење утицати на прецизност? Да ли ће{0}}зацрњење на високим температурама утицати на димензије делова?
О: Површински оксидни слој поцрнелих делова се генерално мери у микрометрима, са променом величине од неколико хиљадитих делова, тако да је утицај у основи минималан (осим ако су ваши захтеви за прецизност веома високи).
Главни фактори који утичу на димензије су:
① Време кисељења;
② Високо{0}}деформација напона при високим температурама;
③ Облик материјала;
Због тога, за високо{0}}прецизне делове или делове направљене од малих, равних материјала, препоручљиво је да прво направите узорак или промените секвенцу процеса да бисте избегли непотребне губитке.
П: Који материјали се могу поцрнити?
О: Уобичајени материјали као што су бакар, гвожђе, алуминијум и нерђајући челик могу се поцрнити.
Да ли ће поцрњели делови проводити струју?
Оксидни филм настао црљењем није-проводљив, тако да зацрњење има одређени изолациони ефекат.