A fekete-oxid vagy feketítés egy konverziós bevonat vastartalmú anyagokhoz, rozsdamentes acélhoz, rézhez és rézalapú ötvözetekhez, cinkhez, fémporokhoz és ezüstforraszhoz.[1]Enyhe korrózióállóság növelésére, a megjelenés javítására és a fényvisszaverődés minimalizálására használják.[2]A maximális korrózióállóság elérése érdekében a fekete-oxidot olajjal vagy viasszal impregnálni kell.[3]Egyik előnye a többi bevonattal szemben a minimális lerakódás.
1. Vastartalmú anyag
A szabványos fekete-oxid a magnetit (Fe3O4), amely mechanikailag stabilabb a felületen, és jobb korrózióvédelmet nyújt, mint a vörös-oxid (rozsda) Fe2O3.A fekete-oxid képzésének modern ipari megközelítései közé tartoznak az alábbiakban ismertetett forró és közepes hőmérsékletű eljárások.Az oxid az eloxálás során elektrolitikus eljárással is előállítható.A hagyományos módszereket a kékítésről szóló cikk ismerteti.Történelmileg érdekesek, és a hobbibarátok számára is hasznosak, hogy kis felszereléssel és mérgező vegyszerek nélkül biztonságosan alkossanak fekete-oxidot.
Az alacsony hőmérsékletű oxid, amelyet szintén alább ismertetünk, nem konverziós bevonat – az alacsony hőmérsékletű folyamat nem oxidálja a vasat, hanem egy rézszelénvegyületet rak le.
1.1 Forró fekete oxid
Az anyag felületének magnetitté (Fe3O4) történő átalakítására 141 °C-os forró nátrium-hidroxid-, nitrát- és nitritfürdőket használnak.Időnként vizet kell adni a fürdőhöz, megfelelő vezérléssel a gőzrobbanás megelőzése érdekében.
A forró feketítés során az alkatrészt különböző tartályokba merítik.A munkadarabot általában automata alkatrészhordozók „mártják” a tartályok közötti szállításhoz.Ezek a tartályok sorrendben tartalmaznak lúgos tisztítószert, vizet, 140,5 °C-os (284,9 °F) nátronlúgot (feketítő vegyületet), végül a tömítőanyagot, amely általában olaj.A nátronlúg és a megnövekedett hőmérséklet hatására Fe3O4 (fekete oxid) képződik a fém felületén Fe2O3 (vörös oxid; rozsda) helyett.Míg fizikailag sűrűbb, mint a vörös oxid, a friss fekete oxid porózus, ezért a felmelegített részre ezután olajat visznek fel, ami „süllyedve” lezárja azt.A kombináció megakadályozza a munkadarab korrózióját.A feketítésnek számos előnye van, főként:
A feketítés nagy tételekben történhet (ideális kis alkatrészekhez).
Nincs jelentős mérethatás (a feketedési folyamat kb. 1 µm vastag réteget hoz létre).
Sokkal olcsóbb, mint a hasonló korrózióvédelmi rendszerek, mint például a festék és a galvanizálás.
A forró fekete-oxid legrégebbi és legszélesebb körben használt specifikációja a MIL-DTL-13924, amely négy eljárási osztályt fed le különböző hordozókhoz.Az alternatív specifikációk közé tartozik az AMS 2485, az ASTM D769 és az ISO 11408.
Ezt az eljárást használják a drótkötelek feketítésére színházi alkalmazásokhoz és repülő effektusokhoz.
1.2 Középhőmérsékletű fekete-oxid
A forró fekete-oxidhoz hasonlóan a közepes hőmérsékletű fekete-oxid a fém felületét magnetitté (Fe3O4) alakítja.A középhőmérsékletű fekete-oxid azonban 90–120 °C (194–248 °F) hőmérsékleten feketedik, lényegesen kevésbé, mint a forró fekete-oxid.Ez azért előnyös, mert az oldat forráspontja alatt van, vagyis nem képződik maró gőz.
Mivel a középhőmérsékletű fekete-oxid leginkább a forró fekete-oxidhoz hasonlítható, megfelel a MIL-DTL-13924, valamint az AMS 2485 katonai előírásoknak is.
1.3 Hideg fekete oxid
A hideg fekete-oxidot, más néven szobahőmérsékletű fekete-oxidot 20–30 °C (68–86 °F) hőmérsékleten alkalmazzák.Ez nem egy oxid konverziós bevonat, hanem egy lerakódott rézszelénvegyület.A hideg fekete-oxid nagyobb termelékenységet biztosít, és kényelmes a házon belüli feketítéshez.Ez a bevonat az oxidkonverzióhoz hasonló színt ad, de hajlamos könnyen dörzsölni, és kevésbé kopásálló.Az olaj, viasz vagy lakk felhordása a korrózióállóságot a meleg és a közepes hőmérsékletre emeli.A hideg fekete-oxidos eljárás egyik alkalmazási területe a szerszámozás és az acél építészeti kikészítése (acélhoz patina).Hideg kékítésnek is nevezik.
2. Réz
A réz-oxid tükörreflexiója.svg
A réz fekete-oxidja, amelyet néha Ebonol C kereskedelmi néven ismernek, a réz felületét réz-oxiddá alakítja.Ahhoz, hogy a folyamat működjön, a felületnek legalább 65% réztartalommal kell rendelkeznie;a 90%-nál kevesebb réztartalmú rézfelületeket először aktiváló kezeléssel elő kell kezelni.A kész bevonat kémiailag stabil és nagyon jól tapad.204 °C (400 °F) hőmérsékletig stabil;e hőmérséklet felett a bevonat az alapréz oxidációja miatt lebomlik.A korrózióállóság növelése érdekében a felületet lehet olajozni, lakkozni vagy viaszolni.Festés vagy zománcozás előkezeléseként is használható.A felületkezelés általában szatén, de fényessé tehető átlátszó magasfényű zománcozással.
Mikroszkopikus léptékben dendritek képződnek a felületen, amelyek megfogják a fényt és növelik az abszorpciót.Ennek a tulajdonságának köszönhetően a bevonatot repülésben, mikroszkópiában és más optikai alkalmazásokban használják a fényvisszaverődés minimalizálása érdekében.
A nyomtatott áramköri lapokban (PCB-k) a fekete-oxid alkalmazása jobb tapadást biztosít az üvegszálas laminált rétegekhez.A PCB-t hidroxidot, hipokloritot és kuprátot tartalmazó fürdőbe mártják, amely mindhárom komponensben kimerül.Ez azt jelzi, hogy a fekete réz-oxid részben a kuprátból, részben pedig a PCB réz áramköréből származik.Mikroszkópos vizsgálat szerint nincs réz(I)-oxid réteg.
A vonatkozó amerikai katonai specifikáció a MIL-F-495E.
3. Rozsdamentes acél
A rozsdamentes acél forró fekete-oxidja maró-, oxidáló- és kén-sók keveréke.Feketíti a 300-as és 400-as sorozatot és a csapadékedzett 17-4 PH rozsdamentes acélötvözeteket.Az oldat használható öntöttvasra és enyhe alacsony széntartalmú acélra.Az így kapott felület megfelel a katonai előírásoknak, a MIL-DTL-13924D Class 4-nek, és kopásállóságot biztosít.A fekete-oxid bevonatot sebészeti műszereken használják fényintenzív környezetben, hogy csökkentsék a szem fáradását.
A rozsdamentes acél szobahőmérsékletű feketedése a rozsdamentes acél felületén lerakódó réz-szelenid autokatalitikus reakciójával következik be.Kisebb kopásállóságot és ugyanolyan korrózióvédelmet kínál, mint a melegfeketítési eljárás.A szobahőmérsékletű feketítés egyik alkalmazási területe az építészeti felületkezelés (rozsdamentes acélhoz patina).
4. Cink
A cink fekete-oxidja Ebonol Z márkanéven is ismert. Egy másik termék az Ultra-Blak 460, amely a horganyzott és horganyzott felületeket króm és cink présöntvény használata nélkül feketíti.
Feladás időpontja: 2021.11.23