Uma análise completa da tecnologia de tratamento de superfície preta para diferentes materiais

Nos campos da fabricação industrial, processamento de peças de precisão e eletrônicos de consumo, a tecnologia de tratamento de superfície preta é altamente favorecida porque combina funcionalidade e estética. Os processos de tratamento preto de diferentes materiais (como ferro, aço inoxidável, alumínio e titânio) variam significativamente, o que afeta diretamente a resistência à corrosão, dureza e custo do produto. Este artigo analisará sistematicamente 8 soluções de tratamento de superfície preta convencionais, cobrindo a seleção de materiais, as características do processo e os cenários de aplicação do setor para ajudá -lo a atender com precisão suas necessidades.

Esquema de tratamento de superfície preta para materiais à base de ferro

1. Ferro + tratamento de zinco preto

Processo principal : A aparência negra é alcançada pelo tingimento de passivação após a eletrogalvanização.

Parâmetros -chave :

• Grau de material : O grau de desempenho mecânico das peças de ferro precisa ser esclarecido (grau 4.8, grau 8.8, grau 10.9, grau 12.9). Notas altas (como o grau 12.9) precisam prever a sensibilidade do revestimento à fragilização do hidrogênio.
• teste de spray de sal : O teste de pulverização de sal do tratamento convencional de zinco preto é de 24 horas e a demanda de ponta pode ser aumentada para 48 a 120 horas (a fórmula de líquido passivado e o processo de vedação precisam ser ajustados).

Aplicação na indústria : Fixadores automotivos, hardware externo (como dobradiças de cerca).

2. Tratamento de ferro + enegrecimento

Princípio do processo : Oxidação alcalina de alta temperatura ou oxidação química à temperatura ambiente para gerar uma camada de filme de óxido ferrrico.

Análise prós e contras :

• Operação de baixo custo e fácil, mas resistência fraca no desgaste (a espessura do filme é de apenas 0,5-1.5μm).
• Adequado para cenários de carga não altíssimos, como alças de ferramentas e superfícies de engrenagem.

3. Ferro + Eletroplatação de liga de zinco-níquel

Destaques técnicos : A resistência ao spray de sal da liga de zinco-níquel (geralmente contendo 12 a 15% de níquel) pode atingir mais de 720 horas, excedendo muito o revestimento comum de zinco.

Pontos de design :

• O valor do pH e a densidade de corrente da solução de revestimento precisam ser controlados para evitar a fragilidade do revestimento.
• A primeira escolha para engenharia militar e marinha, como válvulas de navio e juntas de oleoduto.

4. Ferro + níquel preto eletroplatação

Características de aparência : O revestimento é cinza-preto e pode ser personalizado com efeitos foscos/semi-brilho.

Dificuldades de processo : É necessária uma solução de eletroplinação de sal de níquel contendo enxofre e o pós-tratamento precisa fechar microporos para melhorar a resistência à corrosão.

Usos típicos : Suportes de instrumentos ópticos, hardware de móveis de última geração.

Tecnologia de tratamento preto para aço inoxidável

1. Aço inoxidável + oxidação preta

Classificação do processo :

• Oxidação química: Um filme de óxido preto é gerado através de uma solução de cromato ou molibdato, com uma espessura de filme de cerca de 0,2-0.5μm.
• Oxidação de alta temperatura: O filme é tratado em dicromato fundido e a camada de filme é mais densa (aplicável a instrumentos cirúrgicos 316L).

Adaptação material :

• 303/304 Aço inoxidável (padrão A2) é comumente usado em máquinas de alimentos; 316 Aço inoxidável (padrão A4) é resistente à corrosão de cloreto e adequado para ambientes marinhos.

2. Aço inoxidável + eletroforese preta

Vantagens do processo :

• O filme de tinta eletroforético cobre estruturas complexas uniformes e pode ser fosco (RAL 9005) ou de alto brilho (RAL 9006).
• Combinado com a resistência à corrosão do substrato de aço inoxidável, a resistência geral ao pulverização de sal pode atingir 1000 horas.

Considerações de custo : A linha de eletroforese possui um alto investimento e é adequado para a produção em massa de caixas eletrônicas de consumo (como caixas de carregamento de fones de ouvido).

Solução de anodização preta para liga de alumínio

1. Anodizador comum tipo II

Parâmetros do processo :

• Eletrólito de ácido sulfúrico, espessura do filme 3-6μm, dureza cerca de 200-400HV.
• Pode ser tingido em preto escuro (precisam controlar a concentração de corante e a temperatura de vedação).

Cenários aplicáveis : Shell do produto 3C (como laptop a lado), quadro do drone.

2. Tipo III ANodizando duro

Avanço de desempenho :

• Espessura do filme 20-50μm, dureza da superfície 500-800HV (perto de cerâmica).
• Requer eletrólise de baixa temperatura (--5°C para 10°C), alto consumo de energia.

Aplicações industriais : componentes hidráulicos da aviação, trilhos de armas.

Tecnologia de revestimento preto em PVD para liga de titânio

1. Princípios e vantagens do processo

• A deposição física de vapor (PVD) pode gerar filmes de cerâmica preta, como estanho e ticn na superfície do titânio, com uma dureza superior a 2000HV.
• Nenhum risco de fragilização de hidrogênio, boa biocompatibilidade e atende aos padrões de implantes médicos (como articulações artificiais de titânio GR5).

2. Casos de aplicação do setor de ponta

• Aeroespacial : TC4 Titanium Alloy Engine Blade PVD Coating, resistência à temperatura até 600°C.
• Produtos de luxo : O estojo de relógio Titanium TA1 é banhado preto, combinando leveza e resistência ao desgaste.

Árvore de decisão de seleção: como escolher a melhor solução de tratamento preto

Tecnologia de processamento preto para materiais não metálicos

Tratamento de superfície dos plásticos de engenharia

Tecnologia de revestimento de PVD

• Use a pulverização de magnetron de frequência média para depositar filme preto da CRCN na superfície da espiada, reduzindo o coeficiente de atrito de 0,3 para 0,12. Um fabricante de equipamentos semicondutores usa isso para resolver o problema da adsorção eletrostática dos braços de transferência de wafer.

 Modificação de carbonização a laser

• O laser de fibra de 1064nm gera uma camada preta micro-nanoestruturada na superfície do ABS, e o teste de resistência a arranhões VDA 230-209 atinge o nível 4. Essa tecnologia foi aplicada com sucesso à produção de peças internas automotivas.

Processamento de material de cerâmica

Método Sol-Gel

• O esmalte preto preparado pelo precursor do tetrabutil titanato apresenta um brilho sedoso após sinterização a 1300 ℃. Uma marca de utensílios de mesa de ponta obtém um efeito de mudança de cor da luz fria e quente adicionando 3% de óxido de cobalto.

Nitrafiagem de plasma

• A cerâmica de Si₃n₄ é tratada com plasma a 800 ℃ para formar uma camada preta SinXoy na superfície e a dureza é aumentada em 30%. Essa tecnologia tem sido usada no campo da fabricação de rolamentos de precisão.

Conclusão

A seleção da tecnologia de tratamento de superfície negra precisa considerar de maneira abrangente as características do substrato, o ambiente de trabalho e o orçamento de custos. Por exemplo, os dispositivos médicos preferem o titânio + PVD para garantir a biossegurança, enquanto as peças de ferro ao ar livre precisam ser eletroplatadas com liga de zinco-níquel para resistir à corrosão do spray de sal. Recomenda -se se comunicar em profundidade com o HONSCN sobre os parâmetros do material (como a classificação A2/A4 do aço inoxidável) e os padrões de teste (duração do spray de sal) para garantir a implementação precisa da solução técnica.
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