Een van de oppervlakteafwerkingen die bij de bewerking wordt gebruikt, is een afwerking met zwarte oxide. Oppervlakteafwerkingen zijn belangrijk bij precisiebewerking omdat ze de levensduur en het uiterlijk van bewerkte onderdelen kunnen verlengen. Een probleem met veel afwerkingen is dat ze de neiging hebben om de afmetingen van de afgewerkte, precieze machineonderdelen te vergroten. Gezien de noodzaak van nauwkeurige metingen om goed te kunnen aansluiten, gaat dit ten koste van de functionaliteit van deze onderdelen.
Black-oxide finish, ook wel blackening of gun blueing genoemd, is een conversiecoating voor ferro materiaals (meestal staal) dat een laag vormt die corrosiebestendig is en het esthetische uiterlijk van het metaal verbetert.
De zwarte oxide-afwerking valt echter op in vergelijking met andere metalen oppervlakteafwerkingen. Dit komt door het vermogen om goede oppervlakte-afwerkingseigenschappen te geven aan bewerkte onderdelen met minimale afmetingsvergroting. Dit artikel bespreekt het coatingproces met zwarte oxide, verschillende soorten zwarte oxideafwerkingen, hun toepassingen en alles wat u moet weten over deze onderscheidende oppervlakteafwerking.
Wat is een zwarte oxidecoating?
Zwartoxideren is een chemisch omzettingsproces om het oppervlak van een onderdeel zwart te maken zonder een dikke coating aan te brengen. In tegenstelling tot galvaniseren of coaten, waarbij een dikkere laag op het basismateriaal wordt aangebracht, gebruikt een chemisch omzettingsproces een chemische oplossing om een reactie op het oppervlak van het onderdeel te forceren.
Hoewel zwart oxide het meest wordt toegepast op ferrometalen (metalen die ijzer bevatten), zijn er methoden voor het zwart oxideren van andere metalen, zoals koper en roestvrij staal, die specifiek zijn ontworpen om oppervlaktereacties te weerstaan. De afwerking is meestal zwart of donker blauwachtig zwart. Het kan glanzend of mat zijn, afhankelijk van de afwerking vóór het proces en de nabehandeling die na het zwarten wordt gebruikt.
Er zijn verschillende namen voor zwart oxide. Enkele namen voor soortgelijke zwarte oxideprocessen zijn zwart oxide, zwart worden, blauw worden, koud blauw worden en geweerblauw. Er zijn enkele kleine verschillen die we later zullen bespreken. Sommige bronnen combineren ten onrechte zwarte fosfaat- en zwarte oxideprocessen. Beide processen kunnen resulteren in een zwartgeblakerd oppervlak, maar zijn niet hetzelfde.
Wat is het proces voor het aanbrengen van Black Oxide Finish?
Er zijn vijf belangrijke stappen betrokken bij het proces van zwarte afwerking, en deze zijn:
Reiniging
Het metalen oppervlak wordt goed gereinigd om verontreinigingen zoals vet, olie, roest of vuil te verwijderen. Deze stap is essentieel om een goede hechting van de zwarte oxidecoating te garanderen.
spoelen
Na het reinigen wordt het metaal gespoeld om eventuele resterende reinigingsmiddelen en vuil te verwijderen. Spoelen helpt het oppervlak voor te bereiden op de volgende stappen in het proces.
Ontkalken/beitsen
In deze stap wordt het metaal behandeld met een ontkalkings- of beitsoplossing om eventuele aanslag, oxiden of andere onzuiverheden van het oppervlak te verwijderen. Het doel is om een schoon en reactief oppervlak te creëren voor het daaropvolgende zwartingsproces.
neutraliserende
Dit proces is alleen nodig als de afgewerkte onderdelen blinde gaten hebben of deel uitmaken van een samenstelling. Dit houdt in dat het onderdeel opnieuw wordt gewassen met een alkalische oplossing. Dit helpt bloedingen te voorkomen, die het oppervlak van het onderdeel kunnen beschadigen.
Ontplating
Deze voorwaardelijke fase is alleen aanwezig wanneer het afgewerkte onderdeel wordt bekleed met een ander materiaal (chroom, zink, cadmium, enz.). De machinist moet het onderdeel ontplaten omdat de zwarte oxide-pistoolafwerking op geplateerde onderdelen niet kan worden gehandhaafd.
Afwerking in zwart oxide
De machinist zal hier uiteindelijk de afwerking aanbrengen. De afgewerkte metalen onderdelen worden ondergedompeld in tanks met verschillende alkalische oplossingen, zoals natriumhydroxide en nitraten. Deze fase heeft drie temperaturen die het coatingmateriaal op het oppervlak van het onderdeel bepalen.
Het proces laat een magnetietlaag (Fe2O3) achter op het onderdeel, zowel bij hoge (141°C) als lage (90-120°C) temperaturen. Bij deze methode wordt echter een koper-seleniumlaag (Cu2Se) op het oppervlak van het onderdeel aangebracht op het werkingsniveau bij lage temperaturen.
Na-afwerking
Het afgewerkte onderdeel is nog steeds gevoelig voor corrosie zonder de nabewerking. Deze regel geldt echter niet voor oppervlakken van zwart oxide roestvrij staal of messing. Dit komt omdat deze metalen van nature corrosiewerend zijn. Bij andere metalen onderdelen is de nabewerking echter van cruciaal belang. Olie, was en lak zijn populaire opties voor nabehandeling.
Olie is de meest voorkomende nabehandeling die door machinisten wordt gebruikt. Het creëert een glanzend oppervlak en verbetert tegelijkertijd de smering en corrosieweerstand. Was produceert een doffer oppervlak, maar heeft superieure smerende en corrosiepreventie-eigenschappen. Lak is ook een goede optie, vooral als je de onderdelen snel af moet hebben.
Soorten Black Oxide-afwerking
Zoals eerder vermeld, zijn er verschillende bedrijfstemperaturen waarbij machinisten het zwartoxide-afwerkingsproces uitvoeren. Deze temperaturen verschillen ook bij de verschillende soorten zwarte oxideafwerking. Ze bevatten:
Hete zwarte oxideafwerking
De hete zwarte afwerking is het type zwarte oxideafwerking dat het meest wordt gebruikt. Het houdt in dat het onderdeel in hete zoutbaden wordt ondergedompeld. Zoutbaden met bijtende soda (NaOH), nitraten en nitrieten behoren tot de soorten zoutbaden die worden gebruikt. Geautomatiseerde transporteurs verplaatsen de onderdelen van het ene bad naar het andere, wat een volledige impact heeft op het proces. Dit proces werkt doorgaans in het temperatuurbereik van 275°F tot 295°F.
Het handhaven van dit temperatuurbereik is cruciaal voor het coatingproces met zwarte oxide. Dit komt omdat het proces langer duurt bij lagere temperaturen, terwijl het oppervlak van het voltooide onderdeel bij hogere temperaturen zou roesten. In plaats van roest ontstaat er door de zouten en de verhoogde temperatuur van de lamellen een andere ijzerverbinding, magnetiet (Fe2O3).
Een andere methode voor het aanbrengen van een hete zwarte oxidecoating wordt zelden gebruikt. Het omvat het gebruik van ijzer (III) chloride. Het werkt echter alleen op stalen oppervlakken. De machinist dompelde het stalen onderdeel herhaaldelijk onder in een ijzer(III)chloridebad en vervolgens in een warmwaterbad.
Zwarte oxide op gemiddelde temperatuur
De bedrijfstemperatuur is het enige verschil tussen dit proces en de hete zwarte oxide-afwerking. Deze locatie heeft een bedrijfstemperatuur tussen 194°F en 248°F. Het metaal kan bij deze temperatuur ook in magnetiet veranderen. Het heeft echter een voordeel ten opzichte van de hete zwarte oxide-afwerking, waarbij tijdens het werken geen bijtende dampen vrijkomen.
Koude zwarte oxide
Deze methode verschilt van de andere typen en wordt zwartoxide op kamertemperatuur genoemd. Bij deze procedure wordt koperselenide aangebracht op het metalen oppervlak tussen 68 en 86 ° F. Deze methode levert een zwarte oxide-afwerking op, die niet zo slijtvast is als de andere afwerkingen. Maar het wordt net zo goed nadat de na-afwerking is toegevoegd.
Materialen voor Black Oxide-afwerking
De volgende materialen zijn compatibel met een zwarte oxidecoating:
Koolstofstaal
Vanwege de duurzaamheid en corrosiebestendigheid wordt zwarte oxidecoating vaak gebruikt op koolstofstalen onderdelen. Het wordt vaak gebruikt op machineonderdelen, gereedschappen en bevestigingsmiddelen.
Roestvast staal
Roestvast staal wordt vaak gebruikt in ruwe omgevingen vanwege de hoge corrosieweerstand. Roestvrijstalen onderdelen kunnen profiteren van een extra beschermingslaag door een zwarte oxidecoating.
Koper
Om een ebonol c-afwerking te bereiken, wordt vaak een zwarte oxidecoating op koperen onderdelen aangebracht. Dit is een populaire afwerking voor sanitaire voorzieningen, elektrische componenten en decoratieve artikelen.
zink
Een zwarte oxidecoating kan ook een ebonol z-afwerking op zinken onderdelen creëren. Deze afwerking wordt vaak toegepast op hardware, auto-onderdelen en decoratieve artikelen.
Messing
Messing is een materiaal dat veel gebruikt wordt in decoratieve toepassingen. Op messing onderdelen kan een zwarte oxidecoating een onderscheidende en duurzame afwerking creëren.
Aluminium
Aluminium onderdelen kunnen een zwarte afwerking krijgen door een zwarte oxidecoating aan te brengen. Deze afwerking wordt vaak gebruikt voor decoratieve doeleinden en kan extra corrosiebescherming bieden.
Voor- en nadelen van Black Oxide Finish
Er zijn verschillende voordelen verbonden aan het gebruik van de zwarte oxideafwerking voor uw onderdelen. Het heeft echter zijn nadelen. In dit gedeelte worden enkele voor- en nadelen van een zwarte oxideafwerking uitgelegd:
VOORDELEN
- Verbeterde bescherming tegen corrosie: De superieure weerstand van de zwarte oxideafwerking tegen metaalcorrosie is een van de belangrijkste voordelen. Het creëert een beschermende laag die uw metalen onderdelen de stevigheid geeft die nodig is om slijtage in de loop van de tijd te weerstaan.
- Verminderde lichtreflectie: Zwart oxide is de beste optie als u op zoek bent naar een niet-reflecterend oppervlak. Voor optische apparaten of andere toepassingen waarbij verblinding hinderlijk kan zijn, is het perfect.
- Visuele aantrekkingskracht: De gladde, donkere afwerking van Black Oxide geeft uw metalen onderdelen een gepolijst, industriestandaard uiterlijk.
- Primer voor extra afwerkingen: Als u een extra metaaloppervlaktebehandeling op uw onderdeel wilt toepassen, werkt zwarte oxide uitstekend als primer.
NADELEN
- Corrosiebestendigheid: Hoewel een zwarte oxideafwerking poreus is en gemakkelijk olie absorbeert, is de corrosiebescherming beperkt tot de olie of een ander afdichtmiddel dat op het oppervlak wordt gebruikt. Zwartoxide behoort tot de slechtste metaalafwerkingen die beschikbaar zijn in termen van corrosieweerstand.
- Duurzaam: Een goede zwarte oxideafwerking mag niet afgeven of schilferen, maar is niet zo duurzaam als veel andere afwerkingskeuzes.
Toepassingen van Black Oxide Finish voor nauwkeurig bewerkte projecten
Hier zijn enkele van de meest voorkomende toepassingen voor zwarte oxideafwerking voor nauwkeurig bewerkte projecten:
- Medische toepassingen: Oppervlaktedelen van zwart oxide kunnen licht absorberen, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in lichtgevoelige medische apparaten zoals röntgenapparatuur.
- Montage gereedschap: Precisiewerktuigmachines voor de vervaardiging van componenten worden doorgaans afgewerkt met zwart oxide. Goede voorbeelden van dergelijke gereedschappen zijn lagers, bevestigingsmiddelen en meters.
- Auto-onderdelen: Zwarte oxideafwerking wordt ook op veel auto-onderdelen gebruikt. Ze zitten in onderdelen zoals bougies, oliefilters, ophangingsbussen, remklepcomponenten, enz.
- Elektrische componenten: Elektrische componenten met een zwarte oxideafwerking zijn onder meer strippers, timertandwielen, snijders, enz.
Wat zijn de factoren waarmee u rekening moet houden bij het gebruik van Black Oxide Finish?
Er zijn enkele dingen waar u op moet letten voordat u het zwartoxide-afwerkingsproces overweegt, en dat zijn:
Deeltoepassingen
Produceert u nauwkeurig bewerkte onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart? industrieën? Of zijn uw onderdelen bedoeld voor de medische of automotive industrie? Dit zijn vragen waarop u de antwoorden al zou moeten weten. Als zodanig zullen de antwoorden op deze vragen uw productiebeslissingen bepalen. Uiteindelijk is de zwarte oxide-afwerking aanpasbaar en werkt deze goed voor verschillende toepassingen in verschillende industrieën.
Lokatie
Wanneer u zwartoxide als afwerking kiest, is het ook belangrijk om te overwegen waar u het onderdeel wilt gebruiken. Bij binnentoepassing hebben oppervlakteafwerkingen doorgaans een langere levensduur. Zwart oxide volgt dezelfde richtlijnen. Vanwege de dunne laag kan zwart oxide sneller vervagen in buitenomgevingen met een hoge luchtvochtigheid en constante temperaturen.
Gewenste uitstraling
Componenten die in bepaalde toepassingen worden gebruikt, moeten een esthetische afwerking van hoge kwaliteit hebben. Sommige onderdelen vereisen mogelijk een matte of glanzende afwerking. Dit heeft invloed op hoe dik de toepassing van het zwarte oxide zal zijn. Het gewenste uiterlijk van de afwerking is dus een andere cruciale overweging.
Beoogde gebruiksduur
Het juiste kiezen oppervlakteafwerking voor nauwkeurig bewerkte onderdelen hangt af van hoe lang u van plan bent ze te gebruiken. Omdat zwarte oxide niet roest, kan het zeer lang meegaan. Andere factoren, zoals de toepassing en gebruikslocatie van het onderdeel, zijn echter van invloed op deze factor.
Veelvoorkomende defecten en oplossingen voor Black Oxide-coating
Hier volgen enkele veel voorkomende defecten die u tegenkomt bij het gebruik van een zwarte oxidecoating, evenals de oplossingen voor deze defecten:
Grijze afwerkingen
Wanneer de zwarte oxidemetaalafwerking een grijze tint krijgt in plaats van de verwachte zwarte kleur, komt dit meestal door temperatuurschommelingen tijdens het zwartoxidecoatingproces. Om dit probleem aan te pakken, moet u ervoor zorgen dat de temperatuur van de zoutbaden op een vooraf bepaald niveau blijft en gedurende het hele proces consistent wordt gehandhaafd.
Bruine rub-offs
Bij wrijven over het oppervlak ontstaan bruine afslijtingen wanneer een nauwkeurig bewerkt onderdeel een bruine (roestige) kleur vertoont. Dit probleem wordt vaak veroorzaakt door een hoge concentratie colloïdaal ijzer in het zoutbad of door het gebruik van hogere temperaturen dan nodig is.
Als u bruine vlekken opmerkt, vervang dan de gebruikte zoutbaden en controleer of de temperatuur van het zoutbad zich op het gespecificeerde niveau bevindt. Dit zou het probleem volledig moeten oplossen.
Discontinuïteiten in de zwarte oxideafwerking
Discontinuïteiten in de zwarte oxideafwerking treden op wanneer bepaalde delen van het afgewerkte onderdeel niet voldoende bedekt zijn. Dit is meestal het gevolg van onzuiverheden op het oppervlak van het metalen onderdeel.
Om dit probleem op te lossen, voert u het onderdeel opnieuw uit door het reinigingsproces. Nadat u voor een goede reiniging heeft gezorgd, kunt u het coatingproces met zwarte oxide herhalen voor een uitgebreide en uniforme afwerking.
Prestatietests voor Black Oxide-afwerking
De twee populaire prestatietests voor zwarte oxideafwerking zijn:
Smut-test
Deze procedure omvat het fysiek testen van de duurzaamheid van de afwerking op het metalen oppervlak. Het is ook nuttig om te controleren of er zwarte resten op het metalen oppervlak zitten. Voordat de nabehandeling wordt aangebracht, lijken de machinisten met hun handen over het metaaloppervlak te wrijven. Als er een probleem is met het coatingproces met zwarte oxide, zal de afwerking afgeven. Indien dit niet het geval is, wordt de procedure als succesvol beschouwd.
Relatieve vochtigheidstest
Deze test laat zien hoe resistent het zwarte oxidedeel is tegen corrosie. De test onderzoekt het vermogen van het zwarte oxidedeel om water bij een relatieve vochtigheid van 100% te weerstaan.
Kies voor een zwarte oxideafwerking voor uw nauwkeurig bewerkte onderdelen
Oppervlakteafwerkingen op nauwkeurig bewerkte onderdelen zijn een belangrijke manier om de kwaliteit van deze onderdelen te verbeteren. Zwartoxide-afwerking is populair vanwege de lage toepassingskosten en het brede scala aan toepassingen. Hoewel de afwerking van bewerkte onderdelen uitstekend is, vereist het correct uitvoeren ervan expertise op het gebied van machinale bewerking.
Zintilon beschikt over de expertise die nodig is voor verschillende oppervlakteafwerkingsprocessen zoals anodiseren, beplating, polijsten, schilderen, schuren, enz. Naast oppervlakteafwerking kunnen wij ook uw precisiebewerkingsprocessen van begin tot eind verzorgen. We hebben experts in verschillende rapid prototyping-diensten, variërend van CNC-bewerkingen tot nog veel meer. Ontvang een offerte vandaag om te beginnen!
Geweldig, Samen
