ब्लॅक ऑक्सिडेशन प्रिसिजन प्रोटोटाइप

ब्लॅक ऑक्साईड किंवा ब्लॅकनिंग हे फेरस पदार्थ, स्टेनलेस स्टील, तांबे आणि तांबे आधारित मिश्र धातु, जस्त, चूर्ण धातू आणि चांदीची सोल्डरसाठी रूपांतरण आवरण आहे.[1]हे सौम्य गंज प्रतिकार जोडण्यासाठी, दिसण्यासाठी आणि प्रकाशाचे प्रतिबिंब कमी करण्यासाठी वापरले जाते.[2]जास्तीत जास्त गंज प्रतिकार साध्य करण्यासाठी काळ्या ऑक्साईडला तेल किंवा मेणाने गर्भधारणा करणे आवश्यक आहे.[3]इतर कोटिंग्सच्या तुलनेत त्याचा एक फायदा म्हणजे त्याचे किमान बिल्डअप.

1.फेरस साहित्य
एक मानक काळा ऑक्साईड मॅग्नेटाइट (Fe3O4) आहे, जो पृष्ठभागावर अधिक यांत्रिकरित्या स्थिर आहे आणि लाल ऑक्साईड (गंज) Fe2O3 पेक्षा चांगले गंज संरक्षण प्रदान करतो.ब्लॅक ऑक्साईड तयार करण्याच्या आधुनिक औद्योगिक पद्धतींमध्ये खाली वर्णन केलेल्या उष्ण आणि मध्यम-तापमान प्रक्रियेचा समावेश होतो.एनोडायझिंगमध्ये इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रियेद्वारे ऑक्साइड देखील तयार केला जाऊ शकतो.पारंपारिक पद्धती ब्लूइंगवरील लेखात वर्णन केल्या आहेत.ते ऐतिहासिकदृष्ट्या स्वारस्यपूर्ण आहेत, आणि शौकांसाठी अगदी कमी उपकरणांसह आणि विषारी रसायनांशिवाय सुरक्षितपणे ब्लॅक ऑक्साइड तयार करण्यासाठी उपयुक्त आहेत.

कमी तापमानाचा ऑक्साईड, ज्याचे खाली वर्णन केले आहे, ते रूपांतरण आवरण नाही—कमी-तापमान प्रक्रियेमुळे लोहाचे ऑक्सिडीकरण होत नाही, परंतु तांबे सेलेनियम संयुग जमा होते.

1.1 गरम काळा ऑक्साईड
141 °C (286 °F) वर सोडियम हायड्रॉक्साईड, नायट्रेट्स आणि नायट्रेट्सचे गरम आंघोळ पदार्थाच्या पृष्ठभागाचे मॅग्नेटाइट (Fe3O4) मध्ये रूपांतर करण्यासाठी वापरले जाते.वाफेचा स्फोट टाळण्यासाठी योग्य नियंत्रणासह, वेळोवेळी आंघोळीमध्ये पाणी घालणे आवश्यक आहे.

हॉट ब्लॅकनिंगमध्ये भाग विविध टाक्यांमध्ये बुडविणे समाविष्ट आहे.टँक दरम्यान वाहतुकीसाठी वर्कपीस सामान्यत: स्वयंचलित भाग वाहकांद्वारे "बुडवलेली" असते.या टाक्यांमध्ये क्रमाने अल्कधर्मी क्लिनर, पाणी, 140.5 °C (284.9 °F) तापमानावर कॉस्टिक सोडा (ब्लॅकनिंग कंपाऊंड) आणि शेवटी सीलंट, जे सहसा तेल असते.कॉस्टिक सोडा आणि भारदस्त तापमानामुळे धातूच्या पृष्ठभागावर Fe2O3 (लाल ऑक्साइड; गंज) ऐवजी Fe3O4 (ब्लॅक ऑक्साइड) तयार होतो.हे लाल ऑक्साईडपेक्षा भौतिकदृष्ट्या घन असले तरी, ताजे काळा ऑक्साईड सच्छिद्र आहे, म्हणून नंतर तेल तापलेल्या भागावर लावले जाते, जे त्यात "बुडून" सील करते.संयोजन वर्कपीसचे गंज प्रतिबंधित करते.काळे होण्याचे अनेक फायदे आहेत, प्रामुख्याने:

ब्लॅकनिंग मोठ्या बॅचमध्ये केले जाऊ शकते (लहान भागांसाठी आदर्श).
कोणताही महत्त्वपूर्ण मितीय प्रभाव नाही (ब्लॅकिंग प्रक्रियेमुळे सुमारे 1 µm जाडीचा थर तयार होतो).
हे पेंट आणि इलेक्ट्रोप्लेटिंग सारख्या गंज संरक्षण प्रणालींपेक्षा खूपच स्वस्त आहे.
हॉट ब्लॅक ऑक्साईडसाठी सर्वात जुने आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे विनिर्देश MIL-DTL-13924 आहे, जे वेगवेगळ्या सब्सट्रेट्ससाठी प्रक्रियांचे चार वर्ग समाविष्ट करते.वैकल्पिक वैशिष्ट्यांमध्ये AMS 2485, ASTM D769 आणि ISO 11408 यांचा समावेश आहे.

ही प्रक्रिया थिएटरल ऍप्लिकेशन्स आणि फ्लाइंग इफेक्ट्ससाठी वायर दोरी काळे करण्यासाठी वापरली जाते.

1.2 मध्य-तापमान ब्लॅक ऑक्साइड
हॉट ब्लॅक ऑक्साईडप्रमाणे, मध्य-तापमान ब्लॅक ऑक्साइड धातूच्या पृष्ठभागाचे मॅग्नेटाइट (Fe3O4) मध्ये रूपांतरित करतो.तथापि, मध्य-तापमान ब्लॅक ऑक्साईड 90-120 °C (194-248 °F) तपमानावर काळे होते, जे गरम काळ्या ऑक्साईडपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी होते.हे फायदेशीर आहे कारण ते द्रावणाच्या उकळत्या बिंदूच्या खाली आहे, म्हणजे तेथे कोणतेही कॉस्टिक धूर तयार होत नाहीत.

मध्य-तापमान ब्लॅक ऑक्साईड हे हॉट ब्लॅक ऑक्साईडशी सर्वात तुलना करता येत असल्याने, ते मिलिटरी स्पेसिफिकेशन MIL-DTL-13924, तसेच AMS 2485 देखील पूर्ण करू शकते.

1.3 कोल्ड ब्लॅक ऑक्साइड
कोल्ड ब्लॅक ऑक्साईड, ज्याला रूम टेंपरेचर ब्लॅक ऑक्साईड असेही म्हणतात, 20-30 °C (68-86 °F) तापमानात लागू केले जाते.हे ऑक्साईड रूपांतरण कोटिंग नाही, तर जमा केलेले तांबे सेलेनियम कंपाऊंड आहे.कोल्ड ब्लॅक ऑक्साईड उच्च उत्पादकता देते आणि घरातील ब्लॅकनिंगसाठी सोयीस्कर आहे.हे कोटिंग ऑक्साईडच्या रूपांतरणाप्रमाणे रंग तयार करते, परंतु ते सहजपणे घासते आणि कमी घर्षण प्रतिरोध देते.तेल, मेण किंवा लाह वापरल्याने गंज प्रतिरोधकता उष्ण आणि मध्य-तापमानाच्या बरोबरीने येते.कोल्ड ब्लॅक ऑक्साईड प्रक्रियेसाठी एक अर्ज स्टीलवरील टूलींग आणि आर्किटेक्चरल फिनिशिंगमध्ये असेल (स्टीलसाठी पॅटिना).याला कोल्ड ब्ल्यूइंग असेही म्हणतात.

2. तांबे
कपरिक ऑक्साइड.svg चे स्पेक्युलर रिफ्लेन्ज
तांब्यासाठी ब्लॅक ऑक्साईड, काहीवेळा इबोनॉल सी या व्यापारिक नावाने ओळखले जाते, तांब्याच्या पृष्ठभागाचे रूपांतर क्युप्रिक ऑक्साईडमध्ये करते.प्रक्रिया कार्य करण्यासाठी पृष्ठभागावर किमान 65% तांबे असणे आवश्यक आहे;ज्या तांब्याच्या पृष्ठभागावर 90% पेक्षा कमी तांबे आहे त्यांना प्रथम सक्रिय उपचाराने प्रीट्रीट करणे आवश्यक आहे.तयार कोटिंग रासायनिकदृष्ट्या स्थिर आणि अतिशय चिकट आहे.ते 400 °F (204 °C) पर्यंत स्थिर आहे;या तापमानापेक्षा वरच्या तांब्याच्या ऑक्सिडेशनमुळे कोटिंग खराब होते.गंज प्रतिकार वाढवण्यासाठी, पृष्ठभागावर तेल लावले जाऊ शकते, रोगण किंवा मेण लावले जाऊ शकते.हे पेंटिंग किंवा इनॅमलिंगसाठी पूर्व-उपचार म्हणून देखील वापरले जाते.पृष्ठभागाची समाप्ती सामान्यतः साटन असते, परंतु स्पष्ट उच्च-चमकदार मुलामा चढवून ते चकचकीत केले जाऊ शकते.

सूक्ष्म प्रमाणात डेंड्राइट्स पृष्ठभागावर तयार होतात, जे प्रकाश अडकतात आणि शोषकता वाढवतात.या गुणधर्मामुळे कोटिंगचा वापर एरोस्पेस, मायक्रोस्कोपी आणि इतर ऑप्टिकल ऍप्लिकेशन्समध्ये प्रकाशाचे परावर्तन कमी करण्यासाठी केला जातो.

मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) मध्ये, ब्लॅक ऑक्साईडचा वापर फायबरग्लासच्या लॅमिनेट लेयर्सना अधिक चांगले चिकटून ठेवतो.पीसीबीला हायड्रॉक्साईड, हायपोक्लोराइट आणि कपरेट असलेल्या बाथमध्ये बुडवले जाते, जे तिन्ही घटकांमध्ये कमी होते.हे सूचित करते की ब्लॅक कॉपर ऑक्साईड अर्धवट कपरेटमधून आणि अंशतः पीसीबी कॉपर सर्किटरीमधून येतो.सूक्ष्म तपासणी अंतर्गत, तांबे(I) ऑक्साईडचा थर नाही.

एक लागू यूएस लष्करी तपशील MIL-F-495E आहे.

3. स्टेनलेस स्टील
स्टेनलेस स्टीलसाठी हॉट ब्लॅक ऑक्साईड हे कॉस्टिक, ऑक्सिडायझिंग आणि सल्फर क्षारांचे मिश्रण आहे.हे 300 आणि 400 मालिका आणि वर्षा-कठोर 17-4 PH स्टेनलेस स्टील मिश्र धातुंना काळे करते.द्रावणाचा वापर कास्ट लोह आणि सौम्य लो-कार्बन स्टीलवर केला जाऊ शकतो.परिणामी फिनिश मिलिटरी स्पेसिफिकेशन MIL-DTL-13924D क्लास 4 चे पालन करते आणि घर्षण प्रतिरोध देते.डोळ्यांचा थकवा कमी करण्यासाठी ब्लॅक ऑक्साईड फिनिशचा वापर प्रकाश-केंद्रित वातावरणात सर्जिकल उपकरणांवर केला जातो.

स्टेनलेस स्टीलसाठी खोली-तापमान काळे करणे स्टेनलेस-स्टील पृष्ठभागावर तांबे-सेलेनाइड जमा होण्याच्या स्वयं-उत्प्रेरक अभिक्रियामुळे होते.हे कमी घर्षण प्रतिरोध आणि गरम काळे होण्याच्या प्रक्रियेप्रमाणेच गंज संरक्षण देते.खोली-तापमान ब्लॅकनिंगसाठी एक अर्ज आर्किटेक्चरल फिनिशमध्ये आहे (स्टेनलेस स्टीलसाठी पॅटिना).

4. जस्त
झिंकसाठी ब्लॅक ऑक्साईड हे इबोनॉल झेड या व्यापारिक नावाने देखील ओळखले जाते. दुसरे उत्पादन अल्ट्रा-ब्लॅक 460 आहे, जे कोणत्याही क्रोम आणि झिंक डाय-कास्टचा वापर न करता झिंक-प्लेटेड आणि गॅल्वनाइज्ड पृष्ठभाग काळे करते.