钢铁的氧化处理俗称发蓝(发黑)，因为氧化处理后的零件表面生成的氧化膜呈黑色而得名。现代工业上钢铁发蓝采用高温型和常温型两种工艺。无论高温氧化还是常温发黑，膜层厚度均只有0.6μm～1.5μm，故不影响零件的精度。钢铁经发蓝处理后虽可提高耐蚀性，但效果均不及金属镀层，也不如磷化层。氧化后的工件经适当的后处理，可明显提高其耐蚀性和润滑性。

    钢铁氧化成本较低、工效高、保持精度，又无氢脆危险，常用作机械、精密仪器、兵器和日常用品的一般防护、装饰。一些对氢脆很敏感的弹簧钢、细铁丝和薄钢片也常用发蓝膜作防护层。

    第一节钢铁高温氧化法

    一、基本原理

    高温发蓝是将钢铁浸入浓氢氧化钠溶液中，在大于l00℃的高温下氧化处理，氧化膜的主要成分是磁性氧化铁(Fe3O4)。其实膜层颜色并非都是蓝黑色，它取决于钢铁材料的成分、表面状态和氧化工艺规范。一般钢铁呈黑色和蓝黑色；铸铁和含硅较高的钢呈黑褐色。

    高温发蓝的机理相当复杂，目前尚无定论，有化学反应和电化学反应两种假说。

    (I)化学成膜假说。钢铁表面在热碱溶液和氧化剂作用下生成亚铁酸钠：

亚铁酸钠进一步与溶液中的氧化剂反应生成铁酸钠：

    Na2Fe02和Na2Fe2O4在浓碱中有较大的溶解度，但当两者混合在一起时会互相作用生成四氧化三铁：

    四氧化三铁在溶液中溶解度小，当浓度达到饱和时结晶出来，先形成晶核，再长大成晶体，最终连成一片完整的膜。当钢铁表面被氧化膜完全覆盖后，溶液与基体被隔开，铁的溶解和氧化膜的形成都随之降低。在形成四氧化三铁的同时，铁酸钠容易发生水解变成氢氧化铁，称为红色挂灰，部分存在于溶液中，部分粘附于零件上不易洗脱，影响外观质量。

    (2)电化学学说。钢铁氧化是一个电化学过程，即在微阳极区发生铁的溶解反应Fe-2e→Fe2+，在有氧化剂存在下的强碱溶液中生成铁酸：

    而另一方面，在微阴极上FeOOH被还原：

    FeOOH和HFe02发生中和及脱水反应生成Fe3O4：

    但并不排除部分Fe(OH)2在微阴极上氧化的可能性：

    钢铁的氧化速度与化学成分和金相组织有关，通常含碳量高的氧化速度快，氧化温度可低一点，时间可缩短，低碳钢则相反。为获得较高的耐蚀性和无红色挂灰的氧化膜可采用两槽法，第一槽主要形成晶种，进而形成致密氧化膜，在第二槽中加厚。

    二、高温氧化处理工艺

    (1)高温氧化工艺规范。

    (2)溶液的配制。在氧化槽内先加入2/3总体积的水，将计算量的氢氧化钠在搅拌下慢慢加入槽内，反应剧烈放出大量的热，要防止溅出。待其溶解后，在搅拌下加入亚硝酸钠或硝酸钠。全部溶解后稀至总体积搅匀。新配的溶液要进行“铁屑处理”，或加入20%以下的旧溶液，使溶液中含有一定量的铁，否则对氧化膜的附着力和均匀产生不良影响。

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