一种基于气泡牵引技术的不锈钢发黑方法与流程

本发明涉及金属加工技术领域，更具体地说，涉及一种基于气泡牵引技术的不锈钢发黑方法。

背景技术：

不锈钢(stainlesssteel)是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢，不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等，另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。

由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性，“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能，成功的关键首先是要弄清用途，然后再确定正确的钢种，和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种，它们都含有17～22％的铬，较好的钢种还含有镍，添加钼可进一步改善大气腐蚀性，特别是耐含氯化物大气的腐蚀。

不锈钢因其具有一定的耐蚀性，被广泛应用在五金、航空航天、汽车和电子通信等领域，但是当环境介质中存在氯离子等侵蚀性阴离子时，不锈钢会发生严重的局部腐蚀，使不锈钢的应用受到一定的限制，而且传统工艺的氧化膜黑度不够或易出现彩色，不能满足光学仪器消光的要求；因此，发明一种能有效解决以上问题的不锈钢加工方法是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于气泡牵引技术的不锈钢发黑方法，本方案通过对发黑剂的持续加热，可以促使分隔圆片恢复至其高温的张开相态，促使二氧化碳水溶液穿过分隔圆片进入至分隔圆片下侧并与泡腾片接触，从而迫使泡腾片释放二氧化碳，并借助外置球形框内气压的增加，可以使得封闭薄膜破裂，并使得产生的气泡从释放通孔中逸出，借助气泡的负载作用，可以使气泡在逸出时载有磁性粉针，并在不锈钢件上表面附带的磁粉的吸引作用下，促使气泡持续上移并与不锈钢冲击破裂，以此使得不锈钢发黑的更加均匀，并在发黑层内设置磁粉和磁性粉针，可以进一步提高发黑层与不锈钢表面的连接强度，从而降低其在使用过程中出现磨损的可能性。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于气泡牵引技术的不锈钢发黑方法，包括以下步骤：

s1、将不锈钢投入除油水溶液中超声处理240-260s，并用去离子水清洗2-3遍，得除油不锈钢；

s2、将除油不锈钢先酸洗，再向不锈钢上表面均匀洒还原性铁粉并立即用砂磨机打磨44-48s，使得除油不锈钢表面附带有磁粉，用去离子水清洗2-3遍，得微磁不锈钢；

s3、将一定数量的气泡牵引球投入到发黑槽后，再将微磁不锈钢放置在发黑槽内并置于气泡牵引球上侧，并以1℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到40-44℃，恒温浸泡360s，以1.5℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到50-55℃，恒温浸泡230s，用去离子水清洗后并干燥，获得发黑不锈钢。

进一步的，所述s3中的气泡牵引球包括外置球形框，所述外置球形框内壁固定连接有分隔圆片，所述外置球形框内填充有位于分隔圆片上侧的二氧化碳水溶液，所述外置球形框外端开凿有位于分隔圆片上侧的释放通孔，所述释放通孔内壁固定连接有封闭薄膜，所述外置球形框内壁栓接有位于分隔圆片下侧的泡腾片，所述泡腾片外端开凿有多个均匀分布的圆形凹槽，所述圆形凹槽内设有多个均匀分布的磁性粉针，通过对发黑剂的持续加热，可以促使分隔圆片恢复至其高温的张开相态，促使二氧化碳水溶液穿过分隔圆片进入至分隔圆片下侧并与泡腾片接触，从而迫使泡腾片释放二氧化碳，并借助外置球形框内气压的增加，可以使得封闭薄膜破裂，并使得产生的气泡从释放通孔中逸出，借助气泡的负载作用，可以使气泡在逸出时载有磁性粉针，并在不锈钢件上表面附带的磁粉的吸引作用下，促使气泡持续上移并与不锈钢冲击破裂，以此使得不锈钢发黑的更加均匀，并在发黑层内设置磁粉和磁性粉针，可以进一步提高发黑层与不锈钢表面的连接强度，从而降低其在使用过程中出现磨损的可能性。

进一步的，所述分隔圆片内嵌设安装有多个纵横交错的金属丝绳，多个所述金属丝绳之间嵌设安装有吸附微球，所述吸附微球包括膨胀囊球，所述膨胀囊球外端固定连接有多个均匀分布的吸附叉枝，所述圆形凹槽内底端固定连接有氧化钙粉末层，所述磁性粉针嵌设在氧化钙粉末层内，借助加热时的热量，可以促使吸附微球迅速膨胀，使其外侧的吸附叉枝绽开，同时借助氧化钙粉末层与水反应一方面可以产生大量的热量，从而加速二氧化碳的逸出，另一方面也能促使二氧化碳与氢氧化钙溶液产生碳酸钙沉淀，并借助吸附叉枝对碳酸钙的吸附作用，可以缩小两个吸附微球之间的间距，从而可以使得二氧化碳释放的更加均匀。

进一步的，所述外置球形框包括上半球框和下半球框，所述上半球框位于下半球框上侧且与下半球框螺纹连接，所述分隔圆片与上半球框内壁固定连接，所述泡腾片与下半球框内壁栓接，通过设置上半球框和下半球框，可以方便对外置球形框内的二氧化碳水溶液和泡腾片进行更换。

进一步的，所述分隔圆片由ni-ti记忆合金材质制成，所述分隔圆片具有双程记忆效应，所述分隔圆片的变态温度为40℃，通过使用ni-ti记忆合金材质制作分隔圆片，可以使分隔圆片在高温状态下恢复其高温的张开状态，从而方便二氧化碳水溶液进入至分隔圆片下侧并与泡腾片反应。

进一步的，所述封闭薄膜上端开凿有多个均匀分布的预断槽，所述封闭薄膜由食用明胶材质制成，通过在封闭薄膜上端设置预断槽，可以方便封闭薄膜的断裂，并使用食用明胶制作封闭薄膜，可以促使封闭薄膜在温度升高后逐渐溶解，从而方便二氧化碳气体的逸出。

进一步的，所述膨胀囊球由橡胶材质制成，所述膨胀囊球内填充有二氧化碳气体，通过使用橡胶材质制作膨胀囊球，并在其内设置二氧化碳气体，可以使得膨胀囊球受热膨胀，缩小相邻膨胀囊球之间的间距，使二氧化碳分布均匀的同时，也能缩小产生气泡的直径。

进一步的，每相邻两个所述吸附叉枝之间的间距为1㎝，所述吸附叉枝由活性炭材质制成，通过设置吸附叉枝，可以对产生的碳酸钙粉末进行过滤，减少其附着至不锈钢表面的可能性。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过对发黑剂的持续加热，可以促使分隔圆片恢复至其高温的张开相态，促使二氧化碳水溶液穿过分隔圆片进入至分隔圆片下侧并与泡腾片接触，从而迫使泡腾片释放二氧化碳，并借助外置球形框内气压的增加，可以使得封闭薄膜破裂，并使得产生的气泡从释放通孔中逸出，借助气泡的负载作用，可以使气泡在逸出时载有磁性粉针，并在不锈钢件上表面附带的磁粉的吸引作用下，促使气泡持续上移并与不锈钢冲击破裂，以此使得不锈钢发黑的更加均匀，并在发黑层内设置磁粉和磁性粉针，可以进一步提高发黑层与不锈钢表面的连接强度，从而降低其在使用过程中出现磨损的可能性。

(2)分隔圆片内嵌设安装有多个纵横交错的金属丝绳，多个金属丝绳之间嵌设安装有吸附微球，吸附微球包括膨胀囊球，膨胀囊球外端固定连接有多个均匀分布的吸附叉枝，圆形凹槽内底端固定连接有氧化钙粉末层，磁性粉针嵌设在氧化钙粉末层内，借助加热时的热量，可以促使吸附微球迅速膨胀，使其外侧的吸附叉枝绽开，同时借助氧化钙粉末层与水反应一方面可以产生大量的热量，从而加速二氧化碳的逸出，另一方面也能促使二氧化碳与氢氧化钙溶液产生碳酸钙沉淀，并借助吸附叉枝对碳酸钙的吸附作用，可以缩小两个吸附微球之间的间距，从而可以使得二氧化碳释放的更加均匀。

(3)外置球形框包括上半球框和下半球框，上半球框位于下半球框上侧且与下半球框螺纹连接，分隔圆片与上半球框内壁固定连接，泡腾片与下半球框内壁栓接，通过设置上半球框和下半球框，可以方便对外置球形框内的二氧化碳水溶液和泡腾片进行更换。

(4)分隔圆片由ni-ti记忆合金材质制成，分隔圆片具有双程记忆效应，分隔圆片的变态温度为40℃，通过使用ni-ti记忆合金材质制作分隔圆片，可以使分隔圆片在高温状态下恢复其高温的张开状态，从而方便二氧化碳水溶液进入至分隔圆片下侧并与泡腾片反应。

(5)封闭薄膜上端开凿有多个均匀分布的预断槽，封闭薄膜由食用明胶材质制成，通过在封闭薄膜上端设置预断槽，可以方便封闭薄膜的断裂，并使用食用明胶制作封闭薄膜，可以促使封闭薄膜在温度升高后逐渐溶解，从而方便二氧化碳气体的逸出。

(6)膨胀囊球由橡胶材质制成，膨胀囊球内填充有二氧化碳气体，通过使用橡胶材质制作膨胀囊球，并在其内设置二氧化碳气体，可以使得膨胀囊球受热膨胀，缩小相邻膨胀囊球之间的间距，使二氧化碳分布均匀的同时，也能缩小产生气泡的直径。

(7)每相邻两个吸附叉枝之间的间距为1㎝，吸附叉枝由活性炭材质制成，通过设置吸附叉枝，可以对产生的碳酸钙粉末进行过滤，减少其附着至不锈钢表面的可能性。

附图说明

图1为本发明的不锈钢发黑时的剖面图；

图2为本发明的气泡牵引球部分的剖面图；

图3为图2中a处的结构示意图；

图4为本发明的泡腾片部分的剖面图；

图5为本发明的分隔圆片变形过程的剖面图；

图6为本发明的分隔圆片变形后的剖面图；

图7为本发明的吸附微球部分的剖面图；

图8为本发明的气泡被牵引至不锈钢上的剖面图。

图中标号说明：

1外置球形框、101上半球框、102下半球框、2分隔圆片、3二氧化碳水溶液、4释放通孔、5封闭薄膜、6泡腾片、7圆形凹槽、8磁性粉针、9金属丝绳、10吸附微球、11膨胀囊球、12吸附叉枝、13氧化钙粉末层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

一种基于气泡牵引技术的不锈钢发黑方法，包括以下步骤：

s1、将不锈钢投入除油水溶液中超声处理240-260s，并用去离子水清洗2-3遍，得除油不锈钢；

s2、将除油不锈钢先酸洗，再向不锈钢上表面均匀洒还原性铁粉并立即用砂磨机打磨44-48s，使得除油不锈钢表面附带有磁粉，用去离子水清洗2-3遍，得微磁不锈钢；

s3、将一定数量的气泡牵引球投入到发黑槽后，再将微磁不锈钢放置在发黑槽内并置于气泡牵引球上侧，并以1℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到40-44℃，恒温浸泡360s，以1.5℃/min的加热速度将发黑剂逐渐加热到50-55℃，恒温浸泡230s，用去离子水清洗后并干燥，获得发黑不锈钢。

请参阅图1-3和图8，s3中的气泡牵引球包括外置球形框1，外置球形框1内壁固定连接有分隔圆片2，外置球形框1内填充有位于分隔圆片2上侧的二氧化碳水溶液3，外置球形框1外端开凿有位于分隔圆片2上侧的释放通孔4，释放通孔4内壁固定连接有封闭薄膜5，外置球形框1内壁栓接有位于分隔圆片2下侧的泡腾片6，泡腾片6外端开凿有多个均匀分布的圆形凹槽7，圆形凹槽7内设有多个均匀分布的磁性粉针8，通过对发黑剂的持续加热，可以促使分隔圆片2恢复至其高温的张开相态，促使二氧化碳水溶液3穿过分隔圆片2进入至分隔圆片2下侧并与泡腾片6接触，从而迫使泡腾片6释放二氧化碳，并借助外置球形框1内气压的增加，可以使得封闭薄膜5破裂，并使得产生的气泡从释放通孔4中逸出，借助气泡的负载作用，可以使气泡在逸出时载有磁性粉针8，并在不锈钢件上表面附带的磁粉的吸引作用下，促使气泡持续上移并与不锈钢冲击破裂，以此使得不锈钢发黑的更加均匀，并在发黑层内设置磁粉和磁性粉针8，可以进一步提高发黑层与不锈钢表面的连接强度，从而降低其在使用过程中出现磨损的可能性。

请参阅图3，分隔圆片2内嵌设安装有多个纵横交错的金属丝绳9，多个金属丝绳9之间嵌设安装有吸附微球10，吸附微球10包括膨胀囊球11，膨胀囊球11外端固定连接有多个均匀分布的吸附叉枝12，圆形凹槽7内底端固定连接有氧化钙粉末层13，磁性粉针8嵌设在氧化钙粉末层13内，借助加热时的热量，可以促使吸附微球10迅速膨胀，使其外侧的吸附叉枝12绽开，同时借助氧化钙粉末层13与水反应一方面可以产生大量的热量，从而加速二氧化碳的逸出，另一方面也能促使二氧化碳与氢氧化钙溶液产生碳酸钙沉淀，并借助吸附叉枝12对碳酸钙的吸附作用，可以缩小两个吸附微球10之间的间距，从而可以使得二氧化碳释放的更加均匀。

请参阅图2和图5，外置球形框1包括上半球框101和下半球框102，上半球框101位于下半球框102上侧且与下半球框102螺纹连接，分隔圆片2与上半球框101内壁固定连接，泡腾片6与下半球框102内壁栓接，通过设置上半球框101和下半球框102，可以方便对外置球形框1内的二氧化碳水溶液3和泡腾片6进行更换，分隔圆片2由ni-ti记忆合金材质制成，分隔圆片2具有双程记忆效应，分隔圆片2的变态温度为40℃，通过使用ni-ti记忆合金材质制作分隔圆片2，可以使分隔圆片2在高温状态下恢复其高温的张开状态，从而方便二氧化碳水溶液3进入至分隔圆片2下侧并与泡腾片6反应，封闭薄膜5上端开凿有多个均匀分布的预断槽，封闭薄膜5由食用明胶材质制成，通过在封闭薄膜5上端设置预断槽，可以方便封闭薄膜5的断裂，并使用食用明胶制作封闭薄膜5，可以促使封闭薄膜5在温度升高后逐渐溶解，从而方便二氧化碳气体的逸出。

请参阅图7，膨胀囊球11由橡胶材质制成，膨胀囊球11内填充有二氧化碳气体，通过使用橡胶材质制作膨胀囊球11，并在其内设置二氧化碳气体，可以使得膨胀囊球11受热膨胀，缩小相邻膨胀囊球11之间的间距，使二氧化碳分布均匀的同时，也能缩小产生气泡的直径，每相邻两个吸附叉枝12之间的间距为1㎝，吸附叉枝12由活性炭材质制成，通过设置吸附叉枝12，可以对产生的碳酸钙粉末进行过滤，减少其附着至不锈钢表面的可能性。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。