Một phân tích đầy đủ về công nghệ xử lý bề mặt màu đen cho các vật liệu khác nhau

Trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp, xử lý các bộ phận chính xác và điện tử tiêu dùng, công nghệ xử lý bề mặt đen rất được ưa chuộng vì nó kết hợp chức năng và thẩm mỹ. Các quá trình xử lý màu đen của các vật liệu khác nhau (như sắt, thép không gỉ, nhôm và titan) khác nhau đáng kể, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống ăn mòn, độ cứng và chi phí của sản phẩm. Bài viết này sẽ phân tích một cách có hệ thống 8 giải pháp xử lý bề mặt đen chính thống, bao gồm lựa chọn vật liệu, đặc điểm quy trình và các kịch bản ứng dụng công nghiệp để giúp bạn phù hợp chính xác với nhu cầu của mình.

Sơ đồ xử lý bề mặt màu đen cho vật liệu dựa trên sắt

1. Điều trị kẽm sắt + đen

Quá trình cốt lõi : Ngoại hình màu đen đạt được bằng cách nhuộm thụ động sau khi electrogalvanizing.

Tham số chính :

• Lớp vật liệu : Lớp hiệu suất cơ học của các bộ phận sắt cần được làm rõ (Lớp 4.8, Lớp 8,8, Lớp 10.9, Lớp 12.9). Các lớp cao (như lớp 12.9) cần dự đoán độ nhạy của lớp phủ với sự hấp dẫn hydro.
• Thử nghiệm phun muối : Thử nghiệm xịt muối của xử lý kẽm đen thông thường là 24 giờ và nhu cầu cao cấp có thể được tăng lên 48-120 giờ (công thức chất lỏng thụ động và quá trình niêm phong cần phải được điều chỉnh).

Ứng dụng công nghiệp : ốc vít ô tô, phần cứng ngoài trời (như bản lề hàng rào).

2. Điều trị bằng sắt + đen

Nguyên tắc xử lý : Quá trình oxy hóa nhiệt độ cao kiềm hoặc oxy hóa hóa học nhiệt độ phòng để tạo ra lớp màng oxit ferroferric.

Phân tích ưu và nhược điểm :

• Chi phí thấp và hoạt động dễ dàng, nhưng khả năng chống mài mòn yếu (độ dày màng chỉ là 0,5-1.5μm).
• Thích hợp cho các kịch bản không tải cao, chẳng hạn như tay cầm công cụ và bề mặt bánh răng.

3. Kích điện hóa hợp kim kẽm + kẽm

Điểm nổi bật kỹ thuật : Điện trở phun muối của hợp kim kẽm-nickel (thường chứa 12-15% niken) có thể đạt hơn 720 giờ, vượt xa việc mạ kẽm thông thường.

Điểm thiết kế :

• Giá trị pH và mật độ hiện tại của dung dịch mạ cần được kiểm soát để tránh sự gắn kết của lớp phủ.
• Sự lựa chọn đầu tiên cho kỹ thuật quân sự và biển, như van tàu và khớp đường ống dẫn dầu.

4. Sắt + mạ điện niken đen

Đặc điểm ngoại hình : Lớp phủ có màu đen và có thể được tùy chỉnh với các hiệu ứng mờ/bán bóng.

Xử lý khó khăn : Cần có dung dịch mạ điện muối niken chứa lưu huỳnh, và cần phải xử lý các micropores để cải thiện khả năng chống ăn mòn.

Sử dụng điển hình : Dấu hiệu dụng cụ quang học, phần cứng đồ nội thất cao cấp.

Công nghệ xử lý màu đen cho thép không gỉ

1. Thép không gỉ + quá trình oxy hóa màu đen

Phân loại quá trình :

• Quá trình oxy hóa hóa học: Một màng oxit đen được tạo ra thông qua dung dịch cromat hoặc molybdate, với độ dày màng khoảng 0,2-0.5μm.
• Quá trình oxy hóa nhiệt độ cao: Phim được xử lý theo dichromate nóng chảy và lớp màng dày hơn (áp dụng cho các dụng cụ phẫu thuật 316L).

Thích ứng vật chất :

• 303/304 Thép không gỉ (tiêu chuẩn A2) thường được sử dụng trong máy móc thực phẩm; Thép không gỉ 316 (tiêu chuẩn A4) có khả năng chống ăn mòn clorua và phù hợp với môi trường biển.

2. Thép không gỉ + Điện di đen

Quy trình lợi thế :

• Phim sơn điện di bao gồm các cấu trúc phức tạp và có thể bị mờ (RAL 9005) hoặc độ bóng cao (RAL 9006).
• Kết hợp với khả năng chống ăn mòn của chất nền thép không gỉ, điện trở phun muối tổng thể có thể đạt tới 1000 giờ.

Cân nhắc chi phí : Dòng điện di có đầu tư cao và phù hợp để sản xuất hàng loạt vỏ điện tử tiêu dùng (như hộp sạc tai nghe).

Dung dịch anod hóa màu đen cho hợp kim nhôm

1. Loại II anodination bình thường

Quy trình tham số :

• Điện phân axit sunfuric, độ dày màng 3-6μM, độ cứng khoảng 200-400hv.
• Có thể được nhuộm thành màu đen tối (cần kiểm soát nồng độ thuốc nhuộm và nhiệt độ niêm phong).

Các tình huống áp dụng : 3C Shell Shell (như máy tính xách tay A bên), khung máy bay không người lái.

2. Loại III anod hóa cứng

Hiệu suất đột phá :

• Độ dày phim 20-50μM, độ cứng bề mặt 500-800HV (gần gốm).
• Yêu cầu điện phân nhiệt độ thấp (-5°C đến 10°C), tiêu thụ năng lượng cao.

Ứng dụng công nghiệp : Các thành phần thủy lực hàng không, đường ray súng.

Công nghệ lớp phủ đen PVD cho hợp kim titan

1. Nguyên tắc và lợi thế xử lý

• Sự lắng đọng hơi vật lý (PVD) có thể tạo ra các màng gốm đen như thiếc và ticn trên bề mặt titan với độ cứng vượt quá 2000HV.
• Không có nguy cơ hấp thụ hydro, tính tương thích sinh học tốt và đáp ứng các tiêu chuẩn cấy ghép y tế (như các khớp nhân tạo Titanium GR5).

2. Các trường hợp ứng dụng công nghiệp cao cấp

• hàng không vũ trụ : Lớp phủ PVD động cơ hợp kim TITANIUM TC4, điện trở nhiệt độ lên đến 600°C.
• Hàng xa xỉ : Vỏ đồng hồ Titanium TA1 là mạ đen, kết hợp độ nhẹ và khả năng chống mài mòn.

Cây quyết định lựa chọn: Cách chọn giải pháp điều trị đen tốt nhất

Công nghệ xử lý màu đen cho các vật liệu phi kim loại

Xử lý bề mặt nhựa kỹ thuật

Công nghệ lớp phủ PVD

• Sử dụng các đường phun từ tần số trung bình để gửi màng đen CRCN trên bề mặt PEEK, làm giảm hệ số ma sát từ 0,3 xuống 0,12. Một nhà sản xuất thiết bị bán dẫn sử dụng điều này để giải quyết vấn đề hấp phụ tĩnh điện của cánh tay chuyển wafer.

 Sửa đổi cacbon hóa laser

• Laser sợi 1064nm tạo ra một lớp đen cấu trúc nano vi mô trên bề mặt ABS và thử nghiệm điện trở cào VDA 230-209 đạt đến cấp 4. Công nghệ này đã được áp dụng thành công cho việc sản xuất các bộ phận nội thất ô tô.

Xử lý vật liệu gốm

Phương pháp sol-gel

• Glaze màu đen được chuẩn bị bởi tiền thân tetrabutyl titanate thể hiện một ánh sáng mượt sau khi thiêu kết ở 1300. Một thương hiệu bộ đồ ăn cao cấp có được hiệu ứng thay đổi màu sắc của ánh sáng lạnh và ấm bằng cách thêm 3% oxit coban.

Nitriding huyết tương

• Gốm Si₃n₄ được xử lý bằng huyết tương ở 800 ℃ để tạo thành một lớp đen sinxoy trên bề mặt và độ cứng được tăng 30%. Công nghệ này đã được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất mang chính xác.

Kết luận

Việc lựa chọn công nghệ xử lý bề mặt đen cần xem xét toàn diện các đặc điểm của chất nền, môi trường làm việc và ngân sách chi phí. Ví dụ, các thiết bị y tế thích Titanium + PVD để đảm bảo an toàn sinh học, trong khi các bộ phận sắt ngoài trời cần được mạ điện bằng hợp kim kẽm-nickel để chống ăn mòn xịt muối. Nên giao tiếp chuyên sâu với Honscn về các thông số vật liệu (như phân loại A2/A4 của thép không gỉ) và các tiêu chuẩn thử nghiệm (thời gian phun muối) để đảm bảo thực hiện chính xác giải pháp kỹ thuật.
Nhận báo giá ngay lập tức