一种适用于铸铁件的常温发黑剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种适用于铸铁件的常温发黑剂及其制备方法，其中每升发黑剂由以下原料制成：钼酸钠：1～3g，硫酸铜：2～6g，硫酸镍：1～3g，络合剂：1～3g，成膜助剂：4～8g，添加剂：0.3～1.5g，聚乙二醇0.5～3g，油酸盐：0.5～3g，余量为水，pH为2.0～3.0。本发明专利技术提供的适用于铸铁件的常温发黑剂是一种环保、无毒、适用性强且有优异防锈功能的常温发黑剂，不含强酸、强碱、磷、硒、亚硝酸盐等有害物质；能够在工件表面形成一层黑亮、均匀、牢度高、耐腐蚀性强的发黑膜层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属表面处理领域，尤其涉及一种适用适用于铸铁件的常温发黑剂及其制备方法。
技术介绍
钢铁的发黑处理(又称氧化处理)是一种表面处理技术。钢铁的氧化处理可使钢铁工件表面生成一层保护性的化合物(如氧化物)，氧化处理后的零件再进行浸油及其它填充处理，能进一步提高膜层的耐蚀性。目前，钢铁材料的常用的发黑方法有碱性化学氧化法，又称碱性发蓝(发黑)；酸性化学氧化法，又称常温发黑。其中碱性发黑最常用的是利用NaOH-NaNO2高温氧化体系生成四氧化三铁(Fe3O4)为主要成分的氧化膜，其膜层细腻、均匀、亮黑、牢度高，耐腐蚀性能好，但NaOH-NaNO2高温氧化体系工艺能耗高、耗时长、碱性腐蚀雾气严重、废渣和废液中含有致癌物-亚硝酸盐，而且实际生产中对钢材有选择性，特别是对铸铁、合金钢等难以上膜。而酸性发黑代表性的是Cu-Se常温发黑体系经过一系列化学反应最终生成黑色硒化铜(CuSe)键合在钢铁表面形成黑化膜，该工艺温度要求低、易操作，所得到膜层经封闭工艺处理后耐腐蚀性较好，但常温Cu-Se发黑体系所生成黑化膜疏松、附着力低，发黑过程中生成沉淀较多，其工作液中含有有毒物质硒元素，所产生的废液、废渣对人体和环境都有害。近年来许多研究者对发黑工艺 进行了大量的研究，但对铸铁件的发黑处理则很少见，虽然部分研究者取得了一些进展，但大多处理液中含磷、硒、亚硝酸盐等污染性物质或工序复杂、成本较高，而且在对铸铁件进行发黑后，为防止其表面生锈，还需要再浸入另一种溶剂中进行防锈处理，而不能同时达到发黑防锈的功能，增加了操作的复杂性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种无毒、环保、制备简易、所成膜层性能优越的常温发黑剂。本专利技术的另一目的在提供一种无毒、环保、制备简易、所成膜层性能优越的常温发黑剂的制备方法。—种适用于铸铁件的常温发黑剂，每升发黑剂由以下原料制成钥酸钠1 3g，硫酸铜2 6g，硫酸镍1 3g，络合剂1 3g，成膜助剂4 8g，添加剂0. 3 1. 5g，聚乙二醇O. 5 3g，油酸盐(λ 5 3g，余量为水，pH为2. O 3. O。进一步地，如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂，所述络合剂为酒石酸钾钠、抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钾钠、磺基水杨酸中的一种或多种。进一步地，如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂，所述的成膜助剂为硫代硫酸铵、硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸亚锰中的一种或多种。进一步地，如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂，所述的添加剂为氟硅酸钠、偏硅酸钠、氟硅酸钾中的一种或多种。进一步地，如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂，所述的油酸盐为十八烯酸钠、氟碳树脂、纯丙乳液中的一种或多种。进一步地，如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂，所述的pH为2. O 3. O是用质量分数为25%的柠檬酸、乙二酸、醋酸中的一种或多种溶液调整。一种如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂的制备方法，包括以下步骤a、按照如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂的原料配比，先将钥酸钠和硫酸铜加入部份水中搅拌使其完全溶解，再依次加入硫酸镍、络合剂、成膜助剂、添加剂并搅拌使其充分溶解，制得发黑剂A组份备用；b、再将聚乙二醇和油酸盐充分溶于部份水中，制得发黑剂B组份备用；C、将发黑剂A组份和发黑剂B组份混合搅拌均匀后再补入剩余的水，再用pH调整剂调节PH值为2. O 3. 0，即得适用于铸铁件的常温发黑剂。进一步地，如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂的制备方法，所述步骤(a)所用的部份水为整体用水的1/2。进一步地，如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂的制备方法，所述的步骤(b)所用的部份水为整体用水的1/3。进一步地，如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂的制备方法，所述的络合剂为酒石酸钾钠、抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钾钠、磺基水杨酸中的一种或多种，所述的成膜助剂为硫代硫酸铵、硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸亚锰中的一种或多种，所述的添加剂为氟硅酸钠、偏硅酸钠、氟硅酸钾中的一种或多种，所述的油酸盐为十八烯酸钠、氟碳树脂、纯丙乳液中的一种或多种，所述的PH调整剂为质量分数为25%的柠檬酸、乙二酸、醋酸中的一种或多种溶液调整。本专利技术提供的适用于铸铁件的常温发黑剂是一种环保、无毒、适用性强且有优异防锈功能的常温发黑剂，不含强酸、强碱、磷、硒、亚硝酸盐等有害物质；能够在工件表面形成一层黑亮、均匀、牢度高、耐腐蚀性强的发黑膜层。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的实施例，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种适用于铸铁件的常温发黑剂，每升发黑剂由以下原料制成钥酸钠1 3g,硫酸铜2 6g,硫酸镍1 3g,络合剂1 3g,成膜助剂4 8g,添加剂O.3 1. 5g，聚乙二醇O. 5 3g，油酸盐0· 5 3g，余量为水，pH为2. O 3. O。根据本专利技术提供的适用于铸铁件的常温发黑剂，在优选情况下，所述的络合剂为酒石酸钾钠、所述的成膜助剂为硫代硫酸铵、所述的添加剂为氟硅酸钠、所述的油酸盐为十八烯酸钠、所述的pH为2. O 3. O是用质量分数为25%的柠檬酸溶液调整。 本专利技术所述络合剂主要起稳定溶液，减少沉渣、可控制反应速度和调节酸度的作用，因络合剂能络合铜离子，一方面能防止形成氢氧化铜沉淀，另一方面可调节反应速度， 如络合剂为有机酸，可降低PH值，此外，本专利技术所述络合剂还可以为其它具有能够能络合铜离子的物质，如抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钾钠、磺基水杨酸等。一种如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂的制备方法，包括以下步骤a、按照如上所述适用于铸铁件的常温发黑剂的原料配比，先将钥酸钠和硫酸铜加入部份水中搅拌使其完全溶解，再依次加入硫酸镍、络合剂、成膜助剂、添加剂并搅拌使其充分溶解，制得发黑剂A组份备用；b、再将聚乙二醇和油酸盐充分溶于部份水中，制得发黑剂B组份备用；C、将发黑剂A组份和发黑剂B组份混合搅拌均匀后再补入剩余的水，再用pH调整剂调节PH值为2. O 3. 0，即得适用于铸铁件的常温发黑剂。根据本专利技术提供的适用于铸铁件的常温发黑剂的制备方法，在优选情况下，所述步骤(a)所用的部份水为整体用水的1/2，所述的步骤(b)所用的部份水为整体用水的 1/3。所述的络合剂为酒石酸钾钠，所述的成膜助剂为硫代硫酸铵，所述的添加剂为氟硅酸钠，所述的油酸盐为十八烯酸钠，所述的PH调整剂为质量分数为25%的柠檬酸溶液调整。本专利技术所述成膜助剂作用在于使发黑剂中存在比铁电位更负的强还原剂，它能够在钢铁表面的催化下，与钥酸盐发生氧化还原反应，加速钥酸盐的还原分解得到活性氧，进而生成黑色CuO，因此，本专利技术所述成膜助剂还可以为其它能够与钥酸盐发生氧化还原反应进而生成黑色CuO的物质，如硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸亚锰等。本专利技术所述添加剂作用是在停止成膜反应的同时，使工件表面膜层随之固化，以达到膜层不落浮灰、结合牢固。因此，本专利技术所述添加剂还可以为其它具有能够停止成膜反应、并使工件表面膜层随之固化，以达到膜层不落浮灰、结合牢固的物质，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于铸铁件的常温发黑剂，其特征在于，每升发黑剂由以下原料制成：钼酸钠：1～3g，硫酸铜：2～6g，硫酸镍：1～3g，络合剂：1～3g，成膜助剂：4～8g，添加剂：0.3～1.5g，聚乙二醇0.5～3g，油酸盐：0.5～3g，余量为水，pH为2.0～3.0。

【技术特征摘要】
1.一种适用于铸铁件的常温发黑剂，其特征在于，每升发黑剂由以下原料制成钥酸钠1 3g,硫酸铜2 6g,硫酸镍1 3g,络合剂1 3g,成膜助剂4 8g,添加剂O.3 1. 5g，聚乙二醇O. 5 3g，油酸盐0· 5 3g，余量为水，pH为2. O 3. O。2.根据权利要求1所述的常温发黑剂，其特征在于，所述的络合剂为酒石酸钾钠、抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钾钠、磺基水杨酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的常温发黑剂，其特征在于，所述的成膜助剂为硫代硫酸铵、硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸亚锰中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的常温发黑剂，其特征在于，所述的添加剂为氟硅酸钠、偏硅酸钠、氟硅酸钾中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的常温发黑剂，其特征在于，所述的油酸盐为十八烯酸钠、氟碳树脂、纯丙乳液中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的常温发黑剂，其特征在于，所述的pH为2.O 3. O是用质量分数为25%的柠檬酸、乙二酸、醋酸中的一种或多种溶液调整。7.—种权利要求1所述的适用于铸铁件的常温发黑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤 a、按照权利要求1所述的原料配比，先将钥酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：童学宝，
申请(专利权)人：安徽未来表面技术有限公司，
类型：发明
国别省市：