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黑色氧化处理是一种常见的化学表面处理方法。其原理是在金属表面产生氧化膜，隔绝空气，达到防锈的目的。当外观要求不高时，可以使用发黑处理。钢制零件的表面发黑处理也称为蓝色。黑色氧化处理，因为它可以消除反射，是指军用工具中常用的一种表面涂层处理方法。

为了提高钢制零件的防锈能力，使用强氧化剂将钢制零件表面氧化成致密光滑的氧化铁。这层薄薄的Fe3O4可以有效地保护钢内部免受氧化。在高温（约550°C）下氧化的氧化铁呈天蓝色，因此被称为发蓝处理。在低温（约350°C）下形成的氧化铁呈深黑色，因此被称为黑化处理。在武器制造中，蓝色处理是常用的；在工业生产中，通常使用黑色处理。
能否氧化钢表面致密光滑的氧化铁，关键在于选择强氧化剂。强氧化剂由氢氧化钠、亚硝酸钠和磷酸三钠组成。当它是蓝色时，用它们的熔融液体处理钢制零件；当它变黑时，用它们的水溶液处理钢制零件。

工艺流程

黑色氧化处理操作流程：
工件夹紧→ 脱脂→ 清洁→ 腌制→ 清洁→ 氧化→ 清洁→ 皂化→ 热水沸腾→ 检查。
（1） 工件夹紧：根据工件的形状和尺寸，应设计特殊的夹具或吊具。目的是在工件之间留有足够的间隙，工件之间不能相互接触，这样每个工件都可以完全浸入氧化液中进行氧化。
（2） 脱脂：目的是去除工件表面的油渍。加工后（蓝色和黑色是最后一道工序），工件表面不可避免地不会留下油渍。在使用防锈油作为工序之间的防锈剂时尤其如此。任何油渍都会严重影响氧化铁的形成，因此在变蓝变黑之前必须将其清除。
浴缸的正常颜色是白色。如果浴液呈红色或棕色，则表示亚硝酸钠的浓度过大，应及时调整浴液的成分。如果溶液呈绿色，则表示铁离子浓度过高，应及时更新溶液。

将脱脂溶液加热至80～90℃，然后浸入工件。浸泡时间约30min。如果油量很大，必须延长脱脂时间，以彻底脱脂为准。
（3） 酸洗：酸洗的目的是去除工件表面的铁锈。因为铁锈和锈斑会阻碍致密氧化铁层的形成。即使工件没有生锈，也应该进行酸洗，因为它会进一步去除油渍，酸洗会增加工件表面分子的活化能，这有利于下一道工序的氧化，并能产生更厚的氧化铁层。
酸洗溶液一般为10~15%的硫酸溶液，温度为70~80℃，将工件浸入硫酸溶液中约30分钟，轻度生锈的钢制零件可以浸入20分钟。如果锈蚀严重，则需要将其浸入水中。浸泡40分钟以上。
（4） 氧化：氧化是发蓝和变黑的主要过程。氧化铁薄膜是否致密、光滑、足够厚取决于氧化阶段。
发蓝的工艺温度为550°C。黑化工艺温度为130～145℃。浸泡时间为50至80分钟。高碳含量的高碳钢具有更快的氧化速率，浸泡时间可以更短。低碳含量的低碳钢氧化速率慢，需要更长的浸泡时间。合金钢，特别是高合金钢，在工件表面有一定量的残余奥氏体，对碱性溶液有很强的抵抗力，不易形成Fe3O4，因此浸泡时间需要更长。表2列出了钢被氧化（变黑）时溶液的温度和浸泡时间。
（5） 皂化：所谓的皂化是在一定温度下用肥皂水溶液浸泡工件。目的是形成一层硬脂酸铁薄膜，以提高工件的耐腐蚀性。皂化溶液的常用浓度为30-50g（皂）/L。将皂化溶液加热至80-100°C，将氧化后的工件浸泡在皂化溶液中约10分钟。
（6） 检查：氧化完成后，应检查工件上的Fe3O4薄膜是否合格。检验方法为：随机取三件工件，在浓度为2%的硫酸铜溶液中浸泡20秒，不发黑为合格。如果三个工件中有多个不合格，则整个开槽工件被视为不合格，需要再次氧化以加深氧化铁的厚度。