138奧氏體不銹鋼螺絲表面發黑處理技術
奧氏體不銹鋼螺絲表面發黑處理新技術
一種奧氏體不銹鋼螺絲發黑處理的新技術—液體氮化加化學氧化。經該技術處理后，奧氏體不銹鋼螺絲表面形成一層厚度為十幾微米的耐磨防腐層。這一膜層不但具有高硬度和優良的耐磨性能，而且具有******的耐腐蝕性能，外觀亮黑、色澤均勻、美觀，且處理成本低。該技術還廣泛適用于各類需要耐磨、防腐的零部件，對鋼種無特殊要求。
關鍵詞：表面處理；液體氮化；耐磨防腐；酸洗鈍化；
奧氏體不銹鋼螺絲由于具有無磁性及******的耐腐蝕特性，因此廣泛應用于化工、食品加工、電器、紡織、礦山、石油、海洋工業以及人們的日常生活中。但奧氏體不銹鋼通常硬度較低（ＨＶ２００～２５０），耐磨性較差，在許多情況下已很難滿足使用要求。以電視機行業為例，要求不銹鋼螺絲具有一定的硬度及耐磨性；同時為了美觀，要求表面具有亮黑色。因此須***進行表面強化和發黑處理。滲氮是***常用的表面強化技術，但在通常的滲氮過程中，易引起滲層中奧氏體的貧鉻，大大降低其耐腐蝕性能；現代表面改性技術如ＰＶＤ、ＣＶＤ及電鍍、化學鍍等，由于鍍層與基體結合力差等問題，往往不適用于不銹鋼；文獻介紹，奧氏體不銹鋼采用ＰＳＴ表面處理技術，具有較高的表面硬度（＞ＨＶ６００），同時又具有******的耐腐蝕性能，但與常規氮化相比，其成本較高，且未見有大批量生產的報道。
本技術在液體軟氮化基礎上，用化學法對不銹鋼螺絲進行表面發黑處理。
１ 發黑處理技術的主要特點
奧氏體不銹鋼螺絲經發黑處理后，能大大提高螺絲的表面硬度和耐磨性，并具有******的耐腐蝕性能，表面黑色膜層色澤均勻、美觀。主要具有以下工藝及性能特點：
（１）在液體軟氮化基礎上進行氧化發黑處理；
（２）膜層厚度可根據使用要求進行調整；
（３）廣泛適用于需要耐磨、防腐的各類零部件，對鋼種無特殊要求；
（４）工藝簡單，可在常規內、外熱式鹽浴爐中進行；
（５）產品質量穩定，生產成本低，（低于常規氣體軟氮化）效率高；
（６）膜層具有較高的表面硬度、耐磨性以及平緩過渡的硬度梯度；
（７）膜層與基體屬冶金結合，具有較高的結合強度；
（８）膜層具有******的耐堿性及一定的耐酸性能；
（９）膜層對零件尺寸無變化及變形，不改變零件心部的組織和性能。
２ 膜層的組織特性
奧氏體不銹鋼螺絲經發黑處理后的典型組織，從金相試樣可以看出，***外層為黑色氧化層，內層為氮化層，白色區域為基體，總層深為２７．８μｍ。膜層的硬度與耐磨性是由氮化層來決定的。由于氮化層具有一定的疏松和空洞，加上氮化后引起基體貧鉻，從而降低其耐蝕性。氮化后再進行氧化處理，由于氧化處理使氮化層表面形成了具有抗鹽堿腐蝕的ＦｅＯ黑色膜層，并且這種氧化物膜層填充了氮化后的疏松和空洞，同時造成氧的表面富集，從而大大提高了表面的耐腐蝕性能。
３ 膜層的性能特征
３．１ 外觀特征
奧氏體不銹鋼螺絲經發黑處理后的外觀特征如圖２所示，可以看出，表面為均勻的黑色膜層。為了考察膜層的均勻性，進行了批量生產，每爐裝爐量１５０ｋｇ，連續生產６爐，結果表明，每個螺絲內部，螺絲與螺絲之間無雜色，具有很好的均勻性。
３．２ 表面硬度
奧氏體不銹鋼螺絲經發黑處理后的表面硬度如表１所示（壓入負荷５０ｇ）（略），其硬度梯度曲線如圖３（略）所示。
表１ 奧氏體不銹鋼螺絲經發黑處理后的表面硬度
序號對邊尺寸
硬度在滲層內沿層深逐漸降低，這與氮原子在滲層中的濃度梯度分布相互對應。
３．３ 耐蝕性
奧氏體不銹鋼螺絲經氮化發黑處理后，進行了中性鹽霧試驗，試驗在西德產中性鹽霧試驗機上進行，試驗規范參照ＩＳＯ３７６８－１９７６，采用間歇噴霧法，連續噴霧１２ｈ后停止噴霧、停止加熱，在封閉狀態下保持１２ｈ。２４ｈ為一周期，共進行了五個周期。結果表明：經五個周期試驗后，螺絲表面完好，無腐蝕現象。
４ 結束語
各類零部件經不銹鋼發黑處理后鈍化，具有較高的硬度、耐磨性、******的耐堿、耐酸性能，且色澤均勻、美觀。已在寧波等地緊固件行業投入批量生產，取得了******效果；此外，在塑料模具、壓鑄模、液壓零件、礦用閥體等部件上得到成功應用。因此具有較廣的市場前景和******的經濟、社會效益