A complete analysis of black surface treatment technology for different materials

Di bidang manufaktur industri, pemrosesan suku cadang presisi dan elektronik konsumen, teknologi perawatan permukaan hitam sangat disukai karena menggabungkan fungsionalitas dan estetika. Proses perlakuan hitam dari bahan yang berbeda (seperti besi, baja tahan karat, aluminium, dan titanium) bervariasi secara signifikan, yang secara langsung mempengaruhi ketahanan korosi, kekerasan, dan biaya produk. Artikel ini akan secara sistematis menganalisis 8 solusi perawatan permukaan hitam utama, mencakup pemilihan material, karakteristik proses, dan skenario aplikasi industri untuk membantu Anda mencocokkan kebutuhan Anda secara akurat.

Skema Perawatan Permukaan Hitam untuk Bahan Berbasis Besi

1. Besi + Perawatan Zinc Hitam

Proses inti : Penampilan hitam dicapai dengan pewarnaan pasif setelah elektrogalvanisasi.

Parameter kunci :

• Tingkat material : Tingkat kinerja mekanis dari bagian besi perlu diklarifikasi (kelas 4.8, kelas 8.8, kelas 10.9, kelas 12.9). Kelas tinggi (seperti grade 12.9) perlu memprediksi sensitivitas lapisan terhadap embrittlement hidrogen.
• Tes semprotan garam : Uji semprotan garam dari perawatan seng hitam konvensional adalah 24 jam, dan permintaan kelas atas dapat ditingkatkan menjadi 48-120 jam (formula cairan pasif dan proses penyegelan perlu disesuaikan).

Aplikasi industri : pengencang otomotif, perangkat keras luar ruang (seperti engsel pagar).

2. Perawatan zat besi + menghitam

Prinsip Proses : oksidasi suhu tinggi alkali atau oksidasi kimia suhu kamar untuk menghasilkan lapisan film oksida ferroferrik.

Analisis pro dan kontra :

• Biaya rendah dan operasi yang mudah, tetapi ketahanan aus yang lemah (ketebalan film hanya 0,5-1.5μM).
• Cocok untuk skenario non-tinggi, seperti pegangan pahat dan permukaan gigi.

3. Besi + elektroplating paduan seng +

Sorotan teknis : Resistensi semprotan garam dari paduan seng-nikel (biasanya mengandung 12-15% nikel) dapat mencapai lebih dari 720 jam, jauh melebihi pelapisan seng biasa.

Titik desain :

• Nilai pH dan kepadatan arus dari solusi pelapisan perlu dikendalikan untuk menghindari embrittlement lapisan.
• Pilihan pertama untuk teknik militer dan kelautan, seperti katup kapal dan sambungan pipa oli.

4. Besi + elektroplating nikel hitam

Karakteristik penampilan : Lapisannya berwarna abu-abu hitam dan dapat disesuaikan dengan efek matte/semi-gloss.

Kesulitan proses : Larutan elektroplating garam nikel yang mengandung sulfur diperlukan, dan pasca perawatan perlu menutup mikropori untuk meningkatkan resistensi korosi.

Penggunaan Khas : Kurung instrumen optik, perangkat keras furnitur kelas atas.

Teknologi Perawatan Hitam untuk Stainless Steel

1. Baja tahan karat + oksidasi hitam

Klasifikasi proses :

• Oksidasi Kimia: Film oksida hitam dihasilkan melalui larutan chromate atau molybdate, dengan ketebalan film sekitar 0,2-0.5μM.
• Oksidasi Suhu Tinggi: Film ini diperlakukan dalam dikromat cair, dan lapisan film lebih padat (berlaku untuk instrumen bedah 316L).

Adaptasi material :

• 303/304 stainless steel (standar A2) umumnya digunakan dalam mesin makanan; 316 stainless steel (standar A4) tahan terhadap korosi klorida dan cocok untuk lingkungan laut.

2. Baja tahan karat + elektroforesis hitam

Keuntungan proses :

• Film cat elektroforetik secara merata mencakup struktur kompleks, dan dapat menjadi matte (RAL 9005) atau gloss tinggi (RAL 9006).
• Dikombinasikan dengan ketahanan korosi substrat stainless steel, ketahanan semprot garam secara keseluruhan dapat mencapai 1000 jam.

Pertimbangan biaya : Garis elektroforesis memiliki investasi tinggi dan cocok untuk produksi massal rumah elektronik konsumen (seperti kotak pengisian headphone).

Solusi anodisasi hitam untuk paduan aluminium

1. Anodisasi biasa tipe II

Parameter proses :

• Elektrolit asam sulfat, ketebalan film 3-6μM, kekerasan sekitar 200-400hv.
• Dapat dicelup ke hitam gelap (perlu mengontrol konsentrasi pewarna dan suhu penyegelan).

Skenario yang berlaku : 3C Product Shell (seperti Laptop A Side), Frame Drone.

2. Tipe III anodisasi keras

Terobosan kinerja :

• Ketebalan film 20-50μM, Kekerasan Permukaan 500-800HV (dekat dengan keramik).
• Membutuhkan elektrolisis suhu rendah (-5°C ke 10°C), konsumsi energi tinggi.

Aplikasi industri : Komponen hidrolik penerbangan, rel senjata.

Teknologi Pelapisan Hitam PVD untuk Paduan Titanium

1. Prinsip dan Keuntungan Proses

• Deposisi uap fisik (PVD) dapat menghasilkan film keramik hitam seperti timah dan ticn pada permukaan titanium dengan kekerasan melebihi 2000hv.
• Tidak ada risiko embrittlement hidrogen, biokompatibilitas yang baik, dan memenuhi standar implan medis (seperti sendi buatan titanium GR5).

2. Kasus aplikasi industri kelas atas

• Dirgantara : TC4 Titanium Alloy Engine Blade PVD Coating, Resistance Suhu Hingga 600°C.
• Barang Mewah : Titanium TA1 Watch case berlapis hitam, menggabungkan ringan dan ketahanan aus.

Pohon Keputusan Seleksi: Cara Memilih Solusi Perawatan Hitam Terbaik

Teknologi pemrosesan hitam untuk bahan non-logam

Perawatan permukaan plastik teknik

Teknologi Pelapisan PVD

• Gunakan sputtering magnetron frekuensi menengah untuk menyimpan film hitam CRCN pada permukaan mengintip, mengurangi koefisien gesekan dari 0,3 menjadi 0,12. Produsen peralatan semikonduktor menggunakan ini untuk menyelesaikan masalah adsorpsi elektrostatik lengan transfer wafer.

 Modifikasi karbonisasi laser

• Laser serat 1064nm menghasilkan lapisan hitam berstruktur mikro pada permukaan ABS, dan uji resistensi goresan VDA 230-209 mencapai level 4. Teknologi ini telah berhasil diterapkan pada produksi bagian interior otomotif.

Pemrosesan Bahan Keramik

Metode sol-gel

• Glasir hitam yang disiapkan oleh prekursor tetrabutyl titanate menghadirkan kilau halus setelah sintering pada 1300 ℃. Merek peralatan makan kelas atas memperoleh efek mengubah warna dari cahaya dingin dan hangat dengan menambahkan 3% kobalt oksida.

Nitriding plasma

• Keramik Si₃n₄ diperlakukan dengan plasma pada 800 ℃ untuk membentuk lapisan hitam sinxoy di permukaan, dan kekerasan meningkat sebesar 30%. Teknologi ini telah digunakan di bidang pembuatan bantalan presisi.

Kesimpulan

Pemilihan teknologi perawatan permukaan hitam perlu secara komprehensif mempertimbangkan karakteristik substrat, lingkungan kerja dan anggaran biaya. Misalnya, perangkat medis lebih suka titanium + PVD untuk memastikan biosafety, sedangkan bagian besi di luar ruangan perlu disebabkan dengan paduan seng-nikel untuk menahan korosi semprotan garam. Dianjurkan untuk berkomunikasi secara mendalam dengan Honscn tentang parameter material (seperti klasifikasi A2/A4 dari stainless steel) dan standar uji (durasi semprotan garam) untuk memastikan implementasi solusi teknis yang akurat.
Dapatkan penawaran instan