发黑处理常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。 碱性发黑细分出来，又有一次发黑和两次发黑的区别。发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。发黑时所需温度的温度较大，大概在135-155℃之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短而已。

配方一：

硫酸铜      4～8 g/L

二氧化硒     4～8 g/L

磷酸盐      7～15 g/L

硝酸盐      2～4 g/L

柠檬酸盐     2～4 g/L

稳定剂      20 ml/L

pH        2.0～2.5

时间       3～5 min

配方二(武汉水运工程学院提供)：

硫酸铜      1～3 g/L

亚硒酸      2～3 g/L

磷酸       2～4 g/L

有机酸      1.0～1.5 g/L

十二烷基硫酸钠  0.1～0.3 g/L

复合添加剂    10～15 g/L

pH        2～3

时间       2～6 min

配方三(贵州航空发动机公司提供)：

硫酸铜      3～7 g/L

硫酸镍      2～3 g/L

乙二胺四乙酸二钠 4～5 g/L

亚硒酸      4～5 g/L

磷酸盐      2.0～3.0 g/L

pH值       2.0～3.0

时间       30～60 s

配方四(大庆石油学院提供)：

硫酸铜      2.0～2.5 g/L

硝酸       1.0～2.0 ml/L

二氧化硒     2.5～3.0 g/L

磷酸       1.0～1.5 ml/L

对苯二酚     0.8～1.2 g/L

发黑促进剂    1.5～2.0 g/L

乙二胺四乙酸二钠 0.5～0.8 g/L

OP-10乳化剂    适量

配方五(南方轻工研究所提供)：

硝酸铜      4～6 g/L

亚硒酸      5～10 g/L

磷酸       5～10 ml/L

氯化钠      1～2 g/L

pH        1.1～1.2

配方六(河南中原机械厂提供)：

硫酸铜      2～4 g/L

二氧化硒     4 g/L

磷酸       10～15 g/L

氯化镍      10～15 g/L

酒石酸钾钠    2 g/L

柠檬酸钾     2 g/L

时间       3～6 min

配方七(杭州大学化学系提供)：

硫酸铜(CuSO4.5H2O）    3 g/L

磷酸缓冲液(H3PO4.KH2PO4） 4 g/L

亚硒酸(H2SeO3）      1 g/L

添加剂           3 g/L

时间            1～3 min

配方八：

硫酸铜     4 g/L

硫酸镍     1 g/L

亚硒酸     4 g/L

磷酸二氢锌   2 g/L

硼酸      4 g/L

DPE-Ⅲ     1～2 ml/L

pH       2.5～3.5

时间      10～60 s

配方九：

硫酸铜     3～5 g/L

亚硒酸     3～5 g/L

磷酸二氢锌   4～5 g/L

柠檬酸     2～3 g/L

硝酸钾     1 g/L

添加剂     20 ml/L

配方十：

硫酸铜     4～5 g/L

二氧化硒    4～5 g/L

硫酸镍     3～4 g/L

氧化锌     2～3 g/L

磷酸      10～15 g/L

TX-10乳化剂   10 g/L

稳定剂     5～10 g/L

时间      3～8 min

配方十一：

硫酸铜     4～6 g/L

二氧化硒    1.5～3 g/L

硫酸镍     0.5～2 g/L

柠檬酸钾    2 g/L

对苯二酚    1～1.5 g/L

时间      1～5 min

配方十二：

硫酸铜     2 g/L

亚硒酸     4 g/L

钼酸钠     2 g/L

硫代硫酸钠   1 g/L

硫酸镍     4 g/L

pH       1.5～2.5

时间      5～8 min

配方十三：

二氧化硒    5 g/L

硫酸铜     4 g/L

硫酸镍     4 g/L

硝酸锌     10 g/L

磷酸      10 g/L

TX-10乳化剂   5 g/L

络合剂     10 ml/L

时间      2～5 min

常温发黑工艺简介

钢铁常温发黑工艺流程主要包括前处理、发黑和后处理3个部分，其工艺流程为：

化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→冷水洗→发黑(可2次发黑)→水洗→水洗→中和→水洗→浸油封闭。

除油

除油是关键，如果工件上油未除净，就会直接影响黑化的质量，出现花斑或发黑膜结合力差，甚至不能上色。在此推荐一个除油配方。

氢氧化钠      80～100g/L

磷酸三钠      50～60g/L

洗衣粉       3～5g/L

温度        80℃以上

时间        1～10min

对于油污比较严重的工件：可以先用有机溶剂清洗后再化学除油，还可再增加一道电化学除油工序。

化学除油后必须先用热水洗。

酸洗

对于锈蚀不太严重的工件，可采用常规的盐酸液除锈、再水洗，对于锈层和氧化皮较厚的工件，推荐采用以下配方：

盐酸        300～350g/L

硫酸        150～200g/L

OP-10乳化剂     3～5g/L

十二烷基硫酸钠   0.02～0．05 g/L

时间        至锈除尽为止

酸洗应注意防止工件过腐蚀，可向酸洗液中加入硫脲等缓蚀剂。

发黑

将经过前处理的工件直接浸入发黑液中，当工件完全发黑时，即可取出。必须注意：时间不能过长，否则，发黑膜疏松，结合力差。为了获得最佳发黑效果，可将工件抖动数次，以便着色均匀。

发黑时间可根据实际情况进行适当调整。例如：随着发黑量的增多，发黑剂有效成分不断消耗，发黑速度逐渐变慢，需适当延长发黑时间。另外，冬季发黑时间应长一些，夏季发黑时间应短一些。

工件从发黑液中取出后，应空留几分钟，以继续成膜反应，增加结合力。因成膜反应缓慢，随发黑件存放时间延长，其外观会更黑，耐蚀性和结合力也会越来越好。

工件取出后若发现局部着色不均匀，可漂洗后放回发黑液中继续着色，直到满意为止。

为得到效果最佳的常温发黑膜，可采用2次发黑工艺，即工件先后在两个发黑槽中发黑，两个发黑槽液成分一致、浓度不同。一般第2槽浓度较低，约为第1槽浓度的1/4左右，其它操作条件一致。应注意：工件经第一次发黑后，应充分水洗再进行第Ⅱ次发黑。

中和

中和处理是用3%～5％碳酸钠溶液刷洗或浸渍1 min，其目的是为了中和发黑液残液，并填充膜层孔隙，否则残留的酸性发黑液将降低膜层耐蚀性。

封闭处理

工件发黑后常用防锈油进行封闭处理，可采用以下3种方式：

①工件经中和水洗后，再热水洗，甩干，彻底干燥后，浸热防锈油(80～90℃)进行封闭处理，时间约2 min。

②工件经热水清洗、甩干后直接浸入脱水防锈油中进行封闭处理，时间在3～5 min，取出后自然晾干。

③工件发黑后先在80～90℃的1%肥皂溶液中填充处理，取出干燥后可以直接浸普通机油或防锈油。

工艺参数的影响

发黑液浓度的影响

常温发黑剂浓度过高时，成膜速度过快，膜层较疏松，结合力不好；浓度过低，发黑速度慢。然而，不同材料由于表面活性不同溶液含量也应不同。

pH值的影响

pH值是影响发黑效果的一个最重要的参数。若pH值过高，成膜速度慢，甚至不能发黑成膜，pH值过低，则反应速度过快，结合力不好，而且随pH值的进一步降低会溶解生成的膜层。pH一般制在1.5～2.5之间，必要时可用硝酸或氨水调整。

温度的影响

温度低于10℃时，反应速度较慢，黑度和均匀性差，此时应延长反应时间。当温度大于40℃时，反应速度过快，结合力差，温度一般控制在15～35℃。

时间的影响

黑化时间需根据基体成分和温度而定，一般在3～10 min。若时间过短，则膜成长不完全，膜层过薄，有花斑；若发黑时间过长，则表面会过多地为黑色氧化物，多余部分疏松，结合力不好。