Svart oksid eller sverting er et konverteringsbelegg for jernholdige materialer, rustfritt stål, kobber og kobberbaserte legeringer, sink, pulveriserte metaller og loddemetall.[1]Den brukes for å legge til mild korrosjonsbestandighet, for utseende og for å minimere lysrefleksjon.[2]For å oppnå maksimal korrosjonsbestandighet må det svarte oksidet impregneres med olje eller voks.[3]En av fordelene fremfor andre belegg er dens minimale oppbygging.
1. Jernholdig materiale
Et standard sort oksid er magnetitt (Fe3O4), som er mer mekanisk stabil på overflaten og gir bedre korrosjonsbeskyttelse enn rødoksid (rust) Fe2O3.Moderne industrielle tilnærminger for å danne svart oksid inkluderer varme- og middeltemperaturprosessene beskrevet nedenfor.Oksydet kan også dannes ved en elektrolytisk prosess ved anodisering.Tradisjonelle metoder er beskrevet i artikkelen om blåning.De er av interesse historisk, og er også nyttige for hobbyister for å danne svart oksid trygt med lite utstyr og uten giftige kjemikalier.
Lavtemperaturoksid, også beskrevet nedenfor, er ikke et konverteringsbelegg - lavtemperaturprosessen oksiderer ikke jernet, men avsetter en kobberselenforbindelse.
1.1 Varmt svart oksid
Varme bad av natriumhydroksid, nitrater og nitritt ved 141 °C (286 °F) brukes til å omdanne overflaten av materialet til magnetitt (Fe3O4).Vann må tilsettes med jevne mellomrom til badekaret, med riktige kontroller for å forhindre en dampeksplosjon.
Varm sverting innebærer å dyppe delen i forskjellige tanker.Arbeidsstykket "dyppes" vanligvis av automatiserte delbærere for transport mellom tanker.Disse tankene inneholder i rekkefølge alkalisk rengjøringsmiddel, vann, kaustisk soda ved 140,5 °C (284,9 °F) (svertemiddelet), og til slutt tetningsmassen, som vanligvis er olje.Den kaustiske sodaen og den forhøyede temperaturen fører til at Fe3O4 (svart oksid) dannes på overflaten av metallet i stedet for Fe2O3 (rødt oksid; rust).Mens det er fysisk tettere enn rødt oksid, er det friske svarte oksidet porøst, så olje påføres den oppvarmede delen, som forsegler den ved å "synke" ned i den.Kombinasjonen forhindrer korrosjon av arbeidsstykket.Det er mange fordeler med sverting, hovedsakelig:
Svarting kan gjøres i store partier (ideelt for små deler).
Det er ingen vesentlig dimensjonspåvirkning (svertingsprosessen skaper et lag på omtrent 1 µm tykt).
Det er langt billigere enn tilsvarende korrosjonsbeskyttelsessystemer, som maling og galvanisering.
Den eldste og mest brukte spesifikasjonen for varmt svart oksid er MIL-DTL-13924, som dekker fire klasser av prosesser for forskjellige underlag.Alternative spesifikasjoner inkluderer AMS 2485, ASTM D769 og ISO 11408.
Dette er prosessen som brukes til å sverte ståltau for teaterapplikasjoner og flygende effekter.
1.2 Mellomtemperatur svart oksid
Som varmt svart oksid, konverterer middeltemperatur svart oksid overflaten av metallet til magnetitt (Fe3O4).Imidlertid sverter svart oksid ved middels temperatur ved en temperatur på 90–120 ° C (194–248 ° F), betydelig mindre enn varmt svart oksid.Dette er fordelaktig fordi det er under løsningens kokepunkt, noe som betyr at det ikke produseres kaustiske røyk.
Siden middeltemperatur svart oksid er mest sammenlignbart med varmt svart oksid, kan det også oppfylle militærspesifikasjonen MIL-DTL-13924, samt AMS 2485.
1.3 Kaldt svart oksid
Kaldt svart oksid, også kjent som romtemperatur svart oksid, påføres ved en temperatur på 20–30 °C (68–86 °F).Det er ikke et oksidomdannelsesbelegg, men snarere en avsatt kobberselenforbindelse.Kald svart oksid gir høyere produktivitet og er praktisk for intern sverting.Dette belegget gir en lignende farge som den oksidkonverteringen gjør, men har en tendens til å gni lett av og gir mindre slitestyrke.Påføring av olje, voks eller lakk bringer korrosjonsmotstanden opp på nivå med varme- og middeltemperaturen.En applikasjon for kald svart oksid-prosess vil være i verktøy og arkitektonisk etterbehandling på stål (patina for stål).Det er også kjent som kald blåning.
2. Kobber
Spekulært reflekterende spektrum av kobberoksid.svg
Svart oksid for kobber, noen ganger kjent under handelsnavnet Ebonol C, konverterer kobberoverflaten til kobberoksid.For at prosessen skal fungere, må overflaten ha minst 65 % kobber;for kobberoverflater som har mindre enn 90 % kobber må det først forbehandles med en aktiverende behandling.Det ferdige belegget er kjemisk stabilt og svært vedheftende.Den er stabil opp til 400 °F (204 °C);over denne temperaturen brytes belegget ned på grunn av oksidasjon av basiskobberet.For å øke korrosjonsmotstanden kan overflaten være oljet, lakkert eller vokset.Den brukes også som forbehandling til maling eller emaljering.Overflaten er vanligvis sateng, men den kan gjøres blank ved å belegge i en klar høyglans emalje.
I mikroskopisk skala dannes dendritter på overflaten, som fanger lys og øker absorpsjonsevnen.På grunn av denne egenskapen brukes belegget i romfart, mikroskopi og andre optiske applikasjoner for å minimere lysrefleksjon.
I kretskort (PCB) gir bruk av svart oksid bedre vedheft for glassfiberlaminatlagene.PCB-en dyppes i et bad som inneholder hydroksyd, hypokloritt og kuprat, som blir utarmet i alle tre komponentene.Dette indikerer at det svarte kobberoksidet kommer delvis fra cupratet og delvis fra PCB-kobberkretsene.Under mikroskopisk undersøkelse er det ikke noe kobber(I)oksidlag.
En gjeldende amerikansk militærspesifikasjon er MIL-F-495E.
3. Rustfritt stål
Varmt svart oksid for rustfritt stål er en blanding av kaustiske, oksiderende og svovelsalter.Den sverter 300- og 400-serien og de nedbørsherdede 17-4 PH rustfrie stållegeringene.Løsningen kan brukes på støpejern og mildt lavkarbonstål.Den resulterende finishen samsvarer med militærspesifikasjonen MIL-DTL–13924D Class 4 og tilbyr slitestyrke.Svart oksidfinish brukes på kirurgiske instrumenter i lysintensive miljøer for å redusere tretthet i øynene.
Romtemperatursverting for rustfritt stål skjer ved en autokatalytisk reaksjon av kobber-selenid som avleires på overflaten av rustfritt stål.Den gir mindre slitestyrke og samme korrosjonsbeskyttelse som den varme svertingsprosessen.En applikasjon for sverting ved romtemperatur er i arkitektoniske finisher (patina for rustfritt stål).
4. Sink
Svart oksid for sink er også kjent under handelsnavnet Ebonol Z. Et annet produkt er Ultra-Blak 460, som sverter sinkbelagte og galvaniserte overflater uten å bruke noen formstøpte krom og sink.
Innleggstid: 23. november 2021