Oksida hitam atau blackening adalah lapisan konversi untuk bahan besi, baja tahan karat, paduan berbasis tembaga dan tembaga, seng, logam bubuk, dan solder perak.[1]Ini digunakan untuk menambah ketahanan korosi ringan, untuk penampilan, dan untuk meminimalkan pantulan cahaya.[2]Untuk mencapai ketahanan korosi yang maksimal, oksida hitam harus diresapi dengan minyak atau lilin.[3]Salah satu keunggulannya dibandingkan pelapis lainnya adalah penumpukannya yang minimal.
1. Bahan besi
Oksida hitam standar adalah magnetit (Fe3O4), yang lebih stabil secara mekanis di permukaan dan memberikan perlindungan korosi yang lebih baik daripada oksida merah (karat) Fe2O3.Pendekatan industri modern untuk membentuk oksida hitam meliputi proses panas dan suhu sedang yang dijelaskan di bawah ini.Oksida juga dapat dibentuk dengan proses elektrolisis dalam anodisasi.Metode tradisional dijelaskan dalam artikel tentang kebiruan.Mereka menarik secara historis, dan juga berguna bagi penghobi untuk membentuk oksida hitam dengan aman dengan sedikit peralatan dan tanpa bahan kimia beracun.
Oksida suhu rendah, juga dijelaskan di bawah, bukanlah pelapisan konversi—proses suhu rendah tidak mengoksidasi besi, tetapi mengendapkan senyawa tembaga selenium.
1.1 Oksida hitam panas
Pemandian air panas natrium hidroksida, nitrat, dan nitrit pada suhu 141 °C (286 °F) digunakan untuk mengubah permukaan material menjadi magnetit (Fe3O4).Air harus ditambahkan secara berkala ke bak mandi, dengan kontrol yang tepat untuk mencegah ledakan uap.
Penghitaman panas melibatkan pencelupan bagian ke dalam berbagai tangki.Benda kerja biasanya "dicelupkan" oleh pengangkut suku cadang otomatis untuk pengangkutan antar tangki.Tangki-tangki ini secara berurutan berisi pembersih alkali, air, soda kaustik pada suhu 140,5 °C (284,9 °F) (senyawa penghitam), dan terakhir sealant, yang biasanya berupa minyak.Soda kaustik dan suhu tinggi menyebabkan Fe3O4 (oksida hitam) terbentuk di permukaan logam, bukan Fe2O3 (oksida merah; karat).Meskipun secara fisik lebih padat daripada oksida merah, oksida hitam segar berpori, sehingga minyak kemudian dioleskan ke bagian yang dipanaskan, yang menyegelnya dengan "tenggelam" ke dalamnya.Kombinasi tersebut mencegah korosi pada benda kerja.Ada banyak keuntungan menghitam, terutama:
Penghitaman dapat dilakukan dalam jumlah besar (ideal untuk bagian kecil).
Tidak ada dampak dimensi yang signifikan (proses blacking menghasilkan lapisan setebal 1 µm).
Ini jauh lebih murah daripada sistem perlindungan korosi serupa, seperti cat dan elektroplating.
Spesifikasi tertua dan paling banyak digunakan untuk oksida hitam panas adalah MIL-DTL-13924, yang mencakup empat kelas proses untuk substrat yang berbeda.Spesifikasi alternatif termasuk AMS 2485, ASTM D769, dan ISO 11408.
Ini adalah proses yang digunakan untuk menghitamkan tali kawat untuk aplikasi teatrikal dan efek terbang.
1.2 Oksida hitam suhu sedang
Seperti oksida hitam panas, oksida hitam suhu menengah mengubah permukaan logam menjadi magnetit (Fe3O4).Namun, oksida hitam suhu menengah menghitam pada suhu 90–120 °C (194–248 °F), jauh lebih sedikit daripada oksida hitam panas.Ini menguntungkan karena berada di bawah titik didih larutan, artinya tidak ada asap kaustik yang dihasilkan.
Karena oksida hitam suhu menengah paling sebanding dengan oksida hitam panas, ia juga dapat memenuhi spesifikasi militer MIL-DTL-13924, serta AMS 2485.
1.3 Oksida hitam dingin
Oksida hitam dingin, juga dikenal sebagai oksida hitam suhu kamar, diterapkan pada suhu 20–30 °C (68–86 °F).Ini bukan lapisan konversi oksida, melainkan senyawa selenium tembaga yang disimpan.Oksida hitam dingin menawarkan produktivitas yang lebih tinggi dan nyaman untuk menghitam di rumah.Lapisan ini menghasilkan warna yang mirip dengan yang dihasilkan oleh konversi oksida, tetapi cenderung mudah terkelupas dan menawarkan ketahanan abrasi yang lebih rendah.Penerapan minyak, lilin, atau pernis membawa ketahanan korosi setara dengan suhu panas dan sedang.Salah satu aplikasi untuk proses oksida hitam dingin adalah perkakas dan finishing arsitektural pada baja (patina untuk baja).Ini juga dikenal sebagai kebiruan dingin.
2. Tembaga
Refleksi specular dari cupric oxide.svg
Oksida hitam untuk tembaga, terkadang dikenal dengan nama dagang Ebonol C, mengubah permukaan tembaga menjadi oksida tembaga.Agar proses dapat bekerja, permukaan harus memiliki setidaknya 65% tembaga;untuk permukaan tembaga yang memiliki tembaga kurang dari 90%, pertama-tama harus diberi perlakuan awal dengan perlakuan pengaktifan.Lapisan akhir secara kimiawi stabil dan sangat melekat.Stabil hingga 400 °F (204 °C);di atas suhu ini lapisan akan terdegradasi akibat oksidasi tembaga dasar.Untuk meningkatkan ketahanan terhadap korosi, permukaan dapat diminyaki, dipernis, atau diberi lilin.Itu juga digunakan sebagai pra-perawatan untuk lukisan atau enamelling.Permukaan akhir biasanya satin, tetapi dapat diubah menjadi mengkilap dengan melapisinya dengan enamel yang sangat mengkilap.
Pada skala mikroskopis dendrit terbentuk pada permukaan akhir, yang memerangkap cahaya dan meningkatkan daya serap.Karena sifat ini lapisan digunakan dalam ruang angkasa, mikroskop dan aplikasi optik lainnya untuk meminimalkan pantulan cahaya.
Di papan sirkuit tercetak (PCB), penggunaan oksida hitam memberikan daya rekat yang lebih baik untuk lapisan laminasi fiberglass.PCB dicelupkan ke dalam bak berisi hidroksida, hipoklorit, dan kuprat, yang akan habis di ketiga komponen tersebut.Ini menunjukkan bahwa oksida tembaga hitam sebagian berasal dari cuprate dan sebagian dari sirkuit tembaga PCB.Di bawah pemeriksaan mikroskopis, tidak ada lapisan tembaga(I) oksida.
Spesifikasi militer AS yang berlaku adalah MIL-F-495E.
3. Baja tahan karat
Oksida hitam panas untuk baja tahan karat adalah campuran garam kaustik, pengoksidasi, dan belerang.Ini menghitamkan seri 300 dan 400 dan paduan baja tahan karat 17-4 PH yang dikeraskan dengan presipitasi.Solusinya dapat digunakan pada besi tuang dan baja karbon rendah ringan.Finishing yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi militer MIL-DTL–13924D Kelas 4 dan menawarkan ketahanan abrasi.Finishing oksida hitam digunakan pada instrumen bedah di lingkungan intensif cahaya untuk mengurangi kelelahan mata.
Penghitaman pada suhu kamar untuk baja tahan karat terjadi melalui reaksi katalitik otomatis dari endapan tembaga-selenida pada permukaan baja tahan karat.Ini menawarkan lebih sedikit ketahanan abrasi dan perlindungan korosi yang sama dengan proses menghitam panas.Salah satu aplikasi untuk menghitamkan suhu ruangan adalah pada penyelesaian arsitektural (patina untuk baja tahan karat).
4. Seng
Oksida hitam untuk seng juga dikenal dengan nama dagang Ebonol Z. Produk lainnya adalah Ultra-Blak 460, yang menghitamkan permukaan berlapis seng dan galvanis tanpa menggunakan die-cast krom dan seng.
Waktu posting: Nov-23-2021