本实用新型属于金属表面处理技术领域，更具体地说，涉及一种高精度数控刃模具发黑生产系统。
背景技术：
金属工件在使用过程中特别容易生锈，因此在生产过程中就需要对其进行表面处理工序。其中，发黑处理是表面氧化处理的一种常用手段，其原理是将金属工件置于发黑液中，金属表面结晶形成一层均匀致密且与基本金属牢固结合的氧化薄膜，以隔绝空气，达到防锈的目的。目前，金属表面发黑处理已广泛应用于机械零件、精密仪器、仪表、武器及日用品的表面防护，特别适用于不能电镀和涂装的精密器械。
常用的金属表面发黑处理方法主要包括高温氧化法、电解液电解法和常温发黑工艺，其中，高温氧化法是采用碱性发黑的方法，使金属工件表面的铁在碱性的发黑液里溶解，发生化学反应，在金属与发黑液的接触面形成氧化铁的过饱和溶液，过饱和溶液在金属表面结晶形成一层连续成片的氧化膜。但采用现有高温氧化法对金属材料进行发黑处理时，并没有专门的发黑处理系统，各工序通常独立进行，操作不便，生产效率低下，且工作环境非常恶劣，易给操作工人带来安全性问题。同时，现有高温氧化法的发黑效果相对较差，形成的Fe3O4保护膜不均匀、质量不稳定，与金属工件之间的结合相对不牢靠，持久性较差，易脱落，从而难以满足金属工件，尤其是对发黑效果要求更加严格的数控刃模具、高端机床、轨道交通、航空航天等领域的使用要求。
经检索，关于金属发黑处理的专利报道已有相关公开。
如，中国专利申请号201310171031.9，申请日为2013年5月10日，发明创造名称为：螺栓表面发黑工艺，该申请案是将螺栓进行清洗、脱脂、一次水洗、酸洗、二次水洗、然后进行发黑处理，其发黑是在140℃-145℃的温度条件下，将螺栓置于发黑溶液中80-100分钟，该申请案的发黑溶液采用碳酸钠、醋酸钠和丁二酸钠的混合溶液，所述的混合液中碳酸钠的浓度为10-15g/L，醋酸钠的浓度为7-9g/L，丁二酸钠的浓度为0.9-1.5g/L，发黑处理后再进行坚膜处理。但该申请案中也没有涉及具体的发黑处理系统，生产效率相对低下，其对工件的发黑处理效果有待进一步提高。
又如，中国专利申请号201520385614.6公开了一种金属表面发黑处理生产线，该申请案的生产线包括沿物料传送方向设置的上料机、清洗机、加热炉、发黑槽、烘干炉和上油槽，其中，上料机的出口连接清洗机的入口，清洗机内部设有提升机A，提升机A的出口连接加热炉的入口，加热炉内设有贯穿炉体内部的循环送料线，加热炉的出口连接发黑槽的入口，发黑槽内部设有提升机B，提升机B的出口连接烘干炉的入口，烘干炉内设置贯穿炉体内部的循环送料线，烘干炉的出口连接上油槽的入口，上油槽内部设有提升机C。该申请案通过生产线实现了工件的连续送料，除工件上下线，其余输送、清洗、发黑、上油均自动完成，操作方便，大大提高了工作效率，但采用该申请案的发黑生产线生产的金属制品难以满足高品质发黑质量的要求，且其仍会对环境造成污染。
技术实现要素：
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于克服采用现有技术中对金属材料进行发黑处理时，各工序通常独立进行，操作不便，生产效率低下，工作环境非常恶劣，易给操作工人带来安全性问题以及对工件的发黑效果相对较差，形成的Fe3O4保护膜不均匀、难以持久的不足，提供了一种高精度数控刃模具发黑生产系统。采用本实用新型的技术方案对工件进行发黑处理的操作简单、安全环保，大大提高了发黑处理的效率，且同时能够有效保证发黑处理的效果及质量，所形成的Fe3O4保护膜厚度均匀，持久性较好。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型的一种高精度数控刃模具发黑生产系统，包括沿物料传送方向依次设置的第一冷水槽、酸洗槽、开水槽、发黑槽、第二冷水槽和油槽，上述各槽均为双层不锈钢槽体，其中，所述发黑槽的内部设有加热装置，该加热装置与温控系统相连，且发黑槽的外层槽壁与内层槽壁之间设有保温层。
更进一步的，所述各槽槽体的内层槽壁均加工有沿槽壁四周分布的溢流孔，所述的溢流孔通过连接管与排污管相连。
更进一步的，所述排污管位于各槽槽体的前方并沿物料传送方向设置，且排污管远离排污口一端的高度大于其靠近排污口一端的高度。
更进一步的，该系统还设有补水装置，所述的补水装置包括补水管、进水管和控制阀，其中，所述补水管位于各槽开口的上方，所有补水管均与进水管相连且补水管上设有控制阀。
更进一步的，所述酸洗槽、开水槽及发黑槽的后方均设有吸风机，吸风机的吸风口设有阀门。
更进一步的，所述各槽槽体的底部均设有排水口，所述排水口与排水管相连。
更进一步的，所述开水槽的底部设有加热管。
更进一步的，所述各槽槽体的前方设有操作台，操作台上设有支撑架，通过支撑架对排污管进行支撑固定。
更进一步的，所述各槽槽体的顶部均设有吊环。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本实用新型的一种高精度数控刃模具发黑生产系统，包括沿物料传送方向依次设置的第一冷水槽、酸洗槽、开水槽、发黑槽、第二冷水槽和油槽，待发黑金属制品经开水槽进行去油处理后进入酸洗槽进行弱腐蚀，然后经第一冷水槽清洗后进入发黑槽进行发黑处理，经发黑处理后的金属制品进入开水槽进行清洗以检验其发黑质量，如果其发黑质量满足要求则直接进入第二冷水槽进行清洗并进入油槽进行发蓝处理，若其发黑质量不满足要求则将其置于发黑槽中再次进行发黑处理，以此类推，直至其发黑质量满足使用要求。本实用新型中发黑槽的内部设有加热装置，该加热装置与温控系统相连，从而可以对发黑槽内发黑液的温度进行精确控制，保证其发黑质量，上述发黑槽的外层槽壁与内层槽壁之间设有保温层，从而能够保证发黑液温度的稳定性，进一步保证发黑质量，所形成的Fe3O4保护膜厚度均匀，持久性较好。
(2)本实用新型的一种高精度数控刃模具发黑生产系统，各槽槽体的内层槽壁均加工有沿槽壁四周分布的溢流孔，所述的溢流孔通过连接管与排污管相连，通过溢流孔的设置一方面可以对各槽内液体液位进行监督，避免各槽内的液体超过限度，另一方面通过溢流孔还能够使各槽表面的油污等杂质进入排污管进行排放，保证发黑处理的质量。
(3)本实用新型的一种高精度数控刃模具发黑生产系统，所述排污管位于各槽槽体的前方并沿物料传送方向设置，且排污管远离排污口一端的高度大于其靠近排污口一端的高度，通过将排污管设置于各槽槽体的前方，从而能够使操作工人与各槽体之间隔开来，对操作工人具有较好的保护作用，防止烫伤等事故的发生。由于排污管远离排污口一端的高度大于其靠近排污口一端的高度，从而能够使由各槽溢流孔溢出的液体通过排污管进行有效排放，防止发生倒流，进一步保证了各槽处理的质量。
(4)本实用新型的一种高精度数控刃模具发黑生产系统，该系统还设有补水装置，补水装置包括补水管、进水管和控制阀，所有补水管均与进水管相连且补水管上设有控制阀，从而便于对各槽内的液体进行及时补充。
(5)本实用新型的一种高精度数控刃模具发黑生产系统，所述酸洗槽、开水槽及发黑槽的后方均设有吸风机，通过吸风机能够将上述槽体内产生的烟气直接吸走，避免有害烟气对操作工人的损害，改善了操作环境，符合环保的要求。
附图说明
图1为本实用新型的一种高精度数控刃模具发黑生产系统的结构示意图。
示意图中的标号说明：
1、第一冷水槽；2、吸风机；3、酸洗槽；4、开水槽；5、发黑槽；6、第二清洗槽；7、油槽；8、溢流孔；901、进水管；902、补水管；10、排污管；11、控制阀；12、连接管；13、支撑架；14、操作台。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，现结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种高精度数控刃模具发黑生产系统，包括沿物料传送方向依次设置的第一冷水槽1、酸洗槽3、开水槽4、发黑槽5、第二冷水槽6和油槽7，待发黑金属制品经开水槽4进行去油处理后进入酸洗槽3进行弱腐蚀，然后经第一冷水槽1清洗后进入发黑槽5进行发黑处理，经发黑处理后的金属制品进入开水槽4进行清洗以检验其发黑质量，如果其发黑质量满足要求则直接进入第二冷水槽6进行清洗，若其发黑质量不满足要求则再次进行发黑处理，以此类推，直至其发黑质量满足使用要求。
本实施例中上述各槽均为双层不锈钢槽体，其中，发黑槽5的内部设有加热装置，该加热装置与温控系统相连，从而可以对发黑槽5内发黑液的温度进行精确控制，保证其发黑质量。发黑槽5的外层槽壁与内层槽壁之间设有保温层，从而能够保证发黑液温度的稳定性，进一步保证发黑质量，所形成的Fe3O4保护膜厚度均匀，持久性较好。所述开水槽4的底部设有加热管，上述各槽槽体的内层槽壁均加工有沿槽壁四周分布的溢流孔8，所述的溢流孔8通过连接管12与排污管10相连，通过溢流孔8的设置一方面可以对各槽内液体液位进行监督，避免各槽内的液体超过限度，另一方面通过溢流孔8还能够使各槽表面的油污等杂质进入排污管10进行排放，保证发黑处理的质量。上述排污管10位于各槽槽体的前方并沿物料传送方向设置，从而能够使操作工人与各槽体之间隔开来，对操作工人具有较好的保护作用，防止烫伤等事故的发生，且排污管10远离排污口一端的高度大于其靠近排污口一端的高度，能够使由各槽溢流孔8溢出的液体通过排污管10进行有效排放，防止发生倒流，进一步保证了各槽处理的质量。
本实施例的发黑生产系统还设有补水装置，该补水装置包括补水管902、进水管901和控制阀11，其中，所述补水管902位于各槽开口的上方，所有补水管902均与进水管901相连且补水管902上设有控制阀11，从而便于对各槽内的液体进行及时补充。各槽槽体的底部均设有排水口，所述排水口与排水管相连。所述酸洗槽3、开水槽4及发黑槽5的后方均设有吸风机2，吸风机2的吸风口设有阀门，通过吸风机2能够将上述槽体内产生的烟气直接吸走，避免有害烟气对操作工人的损害，改善了操作环境，符合环保的要求。
本实施例中各槽槽体的前方设有操作台14，操作台14上设有支撑架13，通过支撑架13对排污管10进行支撑固定，且各槽槽体的顶部均设有吊环，从而便于对各槽体进行维修及调整。
本实施例的高精度数控刃模具发黑生产方法，其具体步骤为：
步骤一、去油：将待处理金属工件置于开水槽4内，使用开水煮4min，以去除其表面的油污；
步骤二、酸洗：将去油处理后的金属工件浸渍于酸洗槽3内进行酸洗，酸洗液采用质量浓度为33％的盐酸溶液，酸洗时间为2min；
步骤三、一次清洗：将酸洗后的工件捞出浸渍于第一冷水槽1，使用清水进行清洗，以除去工件表面的酸液；
步骤四、发黑处理：工件自第一冷水槽1取出后浸渍于发黑槽5内进行发黑处理，所述发黑液为氢氧化钠与亚硝酸钠的混合溶液，通过加热装置及温控系统控制发黑液的温度为135℃，发黑处理的时间为25min；
发明人通过大量实验研究对发黑液的组分及发黑处理的温度、时间进行优化设计，从而可以显著改善对金属制品的发黑质量，保证Fe3O4保护膜的牢固性及持久性。其中，发明人在研究过程中发现，当发黑温度处于135-145℃时其发黑效果最好，且即使是发黑液的微小温度波动也会对金属工件的发黑质量造成较大影响，因此本实用新型通过设置温控系统，并在发黑槽5的内、外壁之间设置保温层，从而可以显著降低发黑液的温度波动，并保证发黑槽5内发黑液温度的均匀性，从而可以有效保证其发黑效果，同时具有节能作用。
此外，现有技术中金属工件所用的发黑液包括高温碱性及常温酸性黑化液，其中现有高温碱性黑化液的黑化温度范围通常较高，工作环境恶劣，而本实用新型通过对黑化液的组分进行优化设计，并配合黑化处理的整体工序，从而可以显著降低黑化处理的温度，反应条件比较温和。
步骤五、二次清洗：将发黑处理后的工件浸渍于开水槽4内，使用开水煮1min，去除工件表面的发黑液；
步骤六、检验：检验工件的发黑效果，如果其发黑质量满足要求，则将工件浸渍于第二冷水槽6使用清水进行清洗；若工件发黑质量不满足要求，则重复步骤(2)-(5)，直至满足要求。
通过采用本实施例的发黑生产系统对工件进行发黑处理，并对各工序的顺序、工艺参数等进行优化设计，使各工序之间相互配合，从而能够有效保证工件的发黑质量。
实施例2
如图1所示，本实施例的一种高精度数控刃模具发黑生产系统，包括沿物料传送方向依次设置的第一冷水槽1、酸洗槽3、开水槽4、发黑槽5、第二冷水槽6和油槽7，待发黑金属制品经开水槽4进行去油处理后进入酸洗槽3进行弱腐蚀，然后经第一冷水槽1清洗后进入发黑槽5进行发黑处理，经发黑处理后的金属制品进入开水槽4进行清洗以检验其发黑质量，如果其发黑质量满足要求则直接进入第二冷水槽6进行清洗，若其发黑质量不满足要求则再次进行发黑处理，以此类推，直至其发黑质量满足使用要求。
本实施例的发黑生产系统还设有油槽7，通过槽7内的机油对经第二冷水槽6清洗后的金属制品进行发蓝处理，从而可以进一步对金属制品表面形成的氧化膜进行有效保护。为了进一步保证金属制品发黑处理的质量。上述各槽均为双层不锈钢槽体，其中，所述发黑槽5的内部设有加热装置，该加热装置与温控系统相连，且发黑槽5的外层槽壁与内层槽壁之间设有保温层，从而可以保证工件发黑质量的稳定性。所述开水槽4的底部设有加热管，上述各槽槽体的内层槽壁均加工有沿槽壁四周分布的溢流孔8，所述的溢流孔8通过连接管12与排污管10相连，排污管10位于各槽槽体的前方并沿物料传送方向设置，且排污管10远离排污口一端的高度大于其靠近排污口一端的高度。
本实施例的发黑生产系统还设有补水装置，该补水装置包括补水管902、进水管901和控制阀11，其中，所述补水管902位于各槽开口的上方，所有补水管902均与进水管901相连且补水管902上设有控制阀11。各槽槽体的底部均设有排水口，所述排水口与排水管相连。所述酸洗槽3、开水槽4及发黑槽5的后方均设有吸风机2，吸风机2的吸风口设有阀门，且其吸风口处的材质采用玻璃钢。本实施例中各槽槽体的前方设有操作台14，操作台14上设有支撑架13，通过支撑架13对排污管10进行支撑固定，且各槽槽体的顶部均设有吊环，从而便于对各槽进行吊装维修。
本实施例的高精度数控刃模具发黑生产方法，其具体步骤为：
步骤一、去油：将待处理金属工件置于开水槽4内，使用开水煮6min，以去除其表面的油污；
步骤二、酸洗：将去油处理后的金属工件浸渍于酸洗槽3内进行酸洗，酸洗液采用质量浓度为35％的盐酸溶液，酸洗时间为5min；
步骤三、一次清洗：将酸洗后的工件捞出浸渍于第一冷水槽1，使用清水进行清洗，以除去工件表面的酸液；
步骤四、发黑处理：工件自第一冷水槽1取出后浸渍于发黑槽5内进行发黑处理，所述发黑液为氢氧化钠与亚硝酸钠的混合溶液，通过加热装置及温控系统控制发黑液的温度为145℃，发黑处理的时间为40min；
步骤五、二次清洗：将发黑处理后的工件浸渍于开水槽4内，使用开水煮2min，去除工件表面的发黑液；
步骤六、检验：检验工件的发黑效果，如果其发黑质量满足要求，则将工件浸渍于第二冷水槽6使用清水进行清洗；若工件发黑质量不满足要求，则重复步骤(2)-(5)，直至满足要求；
步骤七、发蓝处理：将第二冷水槽6内清洗后的发黑工件置于发蓝油槽7内进行发蓝处理。
本实施例通过发黑各工序的配合能够有效保证发黑处理的质量，Fe3O4保护膜与金属基体之间的结合牢固，持久性较好，且其工艺操作简单、生产效率高、安全、环保，能够很好地适用于高精度数控刃模具、高端机床、轨道交通及航空航天等领域金属的发黑处理。
实施例3
本实施例的一种高精度数控刃模具发黑生产系统的结构同实施例2，使用该生产系统对工件进行发黑处理的方法的具体步骤如下：
步骤一、去油：将待处理金属工件置于开水槽4内，使用开水煮2min，以去除其表面的油污；
步骤二、酸洗：将去油处理后的金属工件浸渍于酸洗槽3内进行酸洗，酸洗液采用质量浓度为30％的盐酸溶液，酸洗时间为4min；
步骤三、一次清洗：将酸洗后的工件捞出浸渍于第一冷水槽1，使用清水进行清洗，以除去工件表面的酸液；
步骤四、发黑处理：工件自第一冷水槽1取出后浸渍于发黑槽5内进行发黑处理，所述发黑液为氢氧化钠与亚硝酸钠的混合溶液，通过加热装置及温控系统控制发黑液的温度为140℃，发黑处理的时间为10min；
步骤五、二次清洗：将发黑处理后的工件浸渍于开水槽4内，使用开水煮1min，去除工件表面的发黑液；
步骤六、检验：检验工件的发黑效果，如果其发黑质量满足要求，则将工件浸渍于第二冷水槽6使用清水进行清洗；若工件发黑质量不满足要求，则重复步骤(2)-(5)，直至满足要求。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。