Juodasis oksidas arba juodinimas yra juodųjų medžiagų, nerūdijančio plieno, vario ir vario lydinių, cinko, metalų miltelių ir sidabro lydmetalio konversijos danga.[1]Jis naudojamas siekiant suteikti nedidelį atsparumą korozijai, pagerinti išvaizdą ir sumažinti šviesos atspindį.[2]Norint pasiekti maksimalų atsparumą korozijai, juodasis oksidas turi būti impregnuotas aliejumi arba vašku.[3]Vienas iš jo pranašumų, palyginti su kitomis dangomis, yra minimalus susikaupimas.
1. Geležies medžiaga
Standartinis juodasis oksidas yra magnetitas (Fe3O4), kuris yra mechaniškai stabilesnis ant paviršiaus ir užtikrina geresnę apsaugą nuo korozijos nei raudonasis oksidas (rūdžių) Fe2O3.Šiuolaikiniai pramoniniai juodojo oksido formavimo metodai apima toliau aprašytus karštos ir vidutinės temperatūros procesus.Oksidas taip pat gali būti sudarytas elektrolitiniu būdu anoduojant.Tradiciniai metodai aprašyti straipsnyje apie mėlynavimą.Jie yra įdomūs istoriškai, taip pat yra naudingi mėgėjams saugiai formuoti juodąjį oksidą su maža įranga ir be toksiškų cheminių medžiagų.
Žemos temperatūros oksidas, taip pat aprašytas toliau, nėra konversijos danga – žemos temperatūros procesas neoksiduoja geležies, o nusėda vario seleno junginys.
1.1 Karštas juodas oksidas
Medžiagos paviršiui paversti magnetitu (Fe3O4) naudojamos karštos 141 °C (286 °F) natrio hidroksido, nitratų ir nitritų vonios.Į vonią reikia periodiškai įpilti vandens, tinkamai valdant, kad garai nesprogtų.
Karštas juodinimas apima dalies panardinimą į įvairias talpyklas.Ruošinys paprastai yra "panardinamas" automatiniais dalių laikikliais, kad būtų galima transportuoti tarp rezervuarų.Šiose talpyklose iš eilės yra šarminio valiklio, vandens, 140,5 °C (284,9 °F) kaustinės sodos (juodinimo junginio) ir galiausiai sandariklio, kuris dažniausiai yra aliejus.Dėl kaustinės sodos ir pakilusios temperatūros ant metalo paviršiaus susidaro Fe3O4 (juodasis oksidas), o ne Fe2O3 (raudonas oksidas; rūdys).Nors jis fiziškai tankesnis už raudonąjį oksidą, šviežias juodasis oksidas yra akytas, todėl ant įkaitusios dalies užtepama alyva, kuri ją užsandarina „paskęsdama“ į ją.Šis derinys apsaugo nuo ruošinio korozijos.Juodinimas turi daug privalumų, daugiausia:
Juodinimas gali būti atliekamas didelėmis partijomis (idealiai tinka mažoms dalims).
Didelės įtakos matmenims nėra (juoduojant susidaro apie 1 µm storio sluoksnis).
Tai daug pigiau nei panašios apsaugos nuo korozijos sistemos, tokios kaip dažai ir galvanizavimas.
Seniausia ir plačiausiai naudojama karšto juodojo oksido specifikacija yra MIL-DTL-13924, kuri apima keturias skirtingų substratų procesų klases.Alternatyvios specifikacijos apima AMS 2485, ASTM D769 ir ISO 11408.
Tai yra procesas, naudojamas vieliniams lynams juodinti teatro ir skraidymo efektams.
1.2 Vidutinės temperatūros juodasis oksidas
Kaip ir karštas juodasis oksidas, vidutinės temperatūros juodasis oksidas paverčia metalo paviršių magnetitu (Fe3O4).Tačiau vidutinės temperatūros juodasis oksidas pajuoduoja 90–120 °C (194–248 °F) temperatūroje, žymiai mažiau nei karštas juodasis oksidas.Tai naudinga, nes yra žemiau tirpalo virimo temperatūros, o tai reiškia, kad nesusidaro šarminiai dūmai.
Kadangi vidutinės temperatūros juodasis oksidas yra labiausiai panašus į karštą juodąjį oksidą, jis taip pat gali atitikti karines specifikacijas MIL-DTL-13924, taip pat AMS 2485.
1.3 Šaltas juodas oksidas
Šaltas juodasis oksidas, taip pat žinomas kaip kambario temperatūros juodasis oksidas, naudojamas 20–30 °C (68–86 °F) temperatūroje.Tai ne oksido konversijos danga, o nusodintas vario seleno junginys.Šaltas juodasis oksidas užtikrina didesnį produktyvumą ir yra patogus juodinant namuose.Šios dangos spalva yra panaši į tą, kurią daro oksido konversija, tačiau ji lengvai nusitrina ir yra mažiau atspari dilimui.Aliejaus, vaško ar lako naudojimas padidina atsparumą korozijai iki karštos ir vidutinės temperatūros.Viena šaltojo juodojo oksido proceso taikymo sritis būtų įrankiai ir plieno architektūrinė apdaila (plieno patina).Jis taip pat žinomas kaip šaltas mėlynavimas.
2. Varis
Vario oksido veidrodinis atspindys.svg
Juodasis vario oksidas, kartais žinomas prekės pavadinimu Ebonol C, paverčia vario paviršių vario oksidu.Kad procesas veiktų, paviršiuje turi būti ne mažiau kaip 65% vario;varinius paviršius, kuriuose yra mažiau nei 90 % vario, pirmiausia reikia apdoroti aktyvinamuoju apdorojimu.Pagaminta danga yra chemiškai stabili ir labai sukimba.Jis yra stabilus iki 400 °F (204 °C);virš šios temperatūros danga suyra dėl bazinio vario oksidacijos.Siekiant padidinti atsparumą korozijai, paviršius gali būti alyvuotas, lakuotas arba vaškuotas.Jis taip pat naudojamas kaip paruošiamasis dažymo arba emaliavimo apdorojimas.Paviršiaus apdaila dažniausiai yra satino, tačiau ją galima paversti blizgiu padengiant skaidriu blizgančiu emaliu.
Mikroskopiniu mastu ant paviršiaus susidaro dendritai, kurie sulaiko šviesą ir padidina sugeriamumą.Dėl šios savybės danga naudojama erdvėlaiviuose, mikroskopijoje ir kitose optinėse srityse, siekiant sumažinti šviesos atspindį.
Spausdintinėse plokštėse (PCB) juodojo oksido naudojimas užtikrina geresnį stiklo pluošto laminato sluoksnių sukibimą.PCB panardinamas į vonią, kurioje yra hidroksido, hipochlorito ir kuprato, kurio išeikvoti visi trys komponentai.Tai rodo, kad juodasis vario oksidas iš dalies gaunamas iš kuprato ir iš dalies iš PCB vario grandinės.Tiriant mikroskopu, nėra vario (I) oksido sluoksnio.
Taikoma JAV karinė specifikacija yra MIL-F-495E.
3. Nerūdijantis plienas
Karštas juodas nerūdijančio plieno oksidas yra šarminių, oksiduojančių ir sieros druskų mišinys.Jis juodina 300 ir 400 serijas ir krituliais grūdintus 17-4 PH nerūdijančio plieno lydinius.Tirpalas gali būti naudojamas ketui ir švelniam mažai anglies turinčiam plienui.Gauta apdaila atitinka karinę specifikaciją MIL-DTL-13924D 4 klasę ir yra atspari dilimui.Juodojo oksido apdaila naudojama chirurginiams instrumentams intensyvioje šviesoje, siekiant sumažinti akių nuovargį.
Nerūdijančio plieno juodėjimas kambario temperatūroje atsiranda dėl autokatalizinės vario ir selenido nusėdimo ant nerūdijančio plieno paviršiaus reakcijos.Jis siūlo mažesnį atsparumą dilimui ir tokią pat apsaugą nuo korozijos kaip ir karšto juodinimo procesas.Vienas pritaikymas tamsinti kambario temperatūroje yra architektūrinė apdaila (patina nerūdijančiam plienui).
4. Cinkas
Cinko juodasis oksidas taip pat žinomas prekiniu pavadinimu Ebonol Z. Kitas produktas yra Ultra-Blak 460, kuris juodina cinkuotus ir cinkuotus paviršius nenaudojant chromo ir cinko liejinių.
Paskelbimo laikas: 2021-11-23