钢铁高温和常温化学氧化机理有什么不同

2025-04-14 01:04:05
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回答1:

钢铁的化学氧化是指钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理,使其表面生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程,也称钢铁的“发蓝”或“发黑”。
根据处理温度的高低,钢铁的化学氧化可分为高温化学氧化和常温化学氧化。这两种方法所用的处理液成分不同, 膜的组成不同,成膜机理也不同。
钢铁氧化处理的反应机理:
钢铁浸入溶液后,在氧化剂和碱的作用下,表面 生成Fe3O4氧化膜,该过程包括以下三个阶段:
、钢铁表面在热碱溶液和氧化剂(亚硝酸钠等) 的作用下生成亚铁酸钠:3Fe+NaNO2+5NaOH =3Na2FeO2+H2O+NH3
2、亚铁酸钠进一步与溶液中的氧化剂反应生成铁 酸钠:6Na2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+ 7NaOH+NH3
3、铁酸钠(Na2Fe2O4)与亚铁酸钠(Na2FeO2) 相互作用生成磁性氧化铁: Na2Fe2O4+Na2FeO2+2H2O= Fe3O4+4NaOH
a. 钢铁高温化学氧化
高温化学氧化是传统的发黑方法,采用 含有亚硝酸钠的浓碱性处理液,在140℃左 右的温度下处理15min~90min。高温化学 氧化得到的是以磁性氧化铁(Fe3O4)为主 的氧化膜,膜厚一般只有0.5um-1.5um, 最厚可达2.5um。 氧化膜具有较好的吸附性。将氧化膜浸油或作其他后处理,其耐蚀性能可大大提高。 由于氧化膜很薄,对零件的尺寸和精度 几乎没有影响,因此在精密仪器、光学仪器、武器及机器制造业中得到广泛应用。 经过发黑处理的各种零件。
b. 钢铁常温化学氧化
钢铁常温化学氧化一般称为钢铁常温发黑, 这是80年代以来迅速发展的新技术。
与高温发黑相比,常温发黑具有节能、高效、操作简便、成本较低、环境污染小等优点。常温发黑得到的表面膜主要成分是CuSe, 其功能与Fe3O4膜相似。
钢铁氧化处理的影响因素:适当控制Fe3O4的生成速度是钢铁化学氧化的关键 Fe3O4在各种饱和浓度下都有自己的临界晶核尺 寸。Fe3O4的过饱和度愈大.临界晶核尺寸愈小,能 长大的晶核数目愈多,晶核长大成晶粒并很快彼此相遇,从而形成的氧化膜比较细致,但厚度比较薄。 反之, Fe3O4的过饱和度愈小,则临界晶核尺寸愈大,单位面积上晶粒数目愈少,氧化膜结晶粗 大,但膜比较厚。