发黑也被称为“四氧化三铁保护膜”或“发黑处理”，顾名思义，这是一种将钢铁材料的表面变为黑色的表面处理工艺。但是，这一工艺并非真的是“染黑”，而是利用化学反应在基材表面形成黑色保护膜。发黑处理具有能够赋予基材防锈能力、处理成本低廉、无尺寸变化、不易剥落等诸多优点。
在本次内容中，将对发黑处理的原理及特征、工序、注意事项等予以详细讲解。
01什么是发黑（四氧化三铁保护膜）？
发黑处理是在钢铁表面形成Fe3O4（四氧化三铁）黑色薄膜（所谓的“黑锈”），从而保护钢铁内部的处理工艺。除了“发黑”及“四氧化三铁保护膜”外，也被称为SOB处理、碱性发黑处理、碱性着色等。
进行发黑处理时，在35～45%左右的氢氧化钠水溶液中加入氧化剂（硝酸钠等）以及反应促进剂，然后加热至130～150℃左右，并将钢铁零件浸泡在溶液中，从而使得零部件表面的铁金属被氧化，生成被称为铁氧化钠的物质。
之后，铁氧化钠被还原，在部件表面形成四氧化三铁保护膜。通常在此之后会使用防锈油对零件做进一步处理（浸泡与涂抹）。其特点就是最终能够获得“如同染黑一样”的外观。
02实施发黑处理的优点
发黑处理具有如下优点。
■提升防锈能力
零部件表面的四氧化三铁保护膜（黑锈）处于坚固而稳定的状态。这层膜的存在可以在一定程度上抑制钢铁表面红锈（将钢铁腐蚀成破烂状态的铁锈）的形成。此外，四氧化三铁保护膜是多孔的，其特点在于存在大量细孔和凹凸不平。作为后处理，用防锈油对这些孔进行浸泡，可以防止水分进入，进一步提高防锈能力。虽然这种处理工艺不能达到像镀锌或镀镍一样强的防锈保护，但如果希望在赋予美观度的同时提供一些防锈保护，建议采用发黑处理。
此外，利用防锈油进行后处理可以让油分保持在皮膜表面，因此也可以改善刀具和机器零部件的滑动性能。
■不易剥落
镀膜和涂装是在部件表面附着其他材料层的表面处理工艺。因此，附着在上面的镀层或涂层可能会发生剥落。与之不同的是，发黑处理是一种通过引发化学反应，仅让部件的表面改变成另一种不同物质（四氧化三铁保护膜）的表面处理工艺，这种物质很难被剥离。可以说这是一种具有较长持久性的表面处理工艺。
■尺寸精度基本不变
发黑处理工艺中，成膜的速度不是很快，所以最终形成的薄膜厚度只有1～2μm左右。此外，皮膜是从部件的表面向内部形成。且由于处理温度在150℃以下，温度较低，所以无需担心零件发生热变形。
因此，零件的尺寸在发黑处理前后几乎没有变化。利用这一优点，可以将发黑处理工艺用在需要具有高精度的零部件上。
■外观美观
发黑处理能够获得如同染黑一样的外观。表面粗糙度在处理前后没有变化，处理前有光泽的零件会具有类似黑色漆面的光泽，而哑光零件则具有无光泽的黑色表面。由于能够给人以豪华的观感，所以这一处理工艺不仅被用于工业产品，还被用于室内产品和艺术品等。
■价格低廉
由于处理液的成本低廉，而且不需要电极或夹具，所以发黑处理比镀膜以及涂层处理等其他表面处理更加便宜。如果将大量部件放在网篮中一次性完成处理，则处理单价更加低廉。即使是大小、形状各不相同的部件也能够一次性完成处理，因此当希望以较低成本处理各种不同零件时，建议采用发黑处理。
03发黑处理的用途
当需要维持零件尺寸精度、需要好看的黑色表面、需具有一定的腐蚀保护能力时，发黑处理是理想的选择。
具体而言，这一工艺被应用于包括螺丝和螺栓等钢铁零件在内的各种工具、精密机械零件、模具、汽车零部件、装饰品、艺术品等领域。然而，尽管这一工艺可以提供一定的防锈性能，但并不适合应用在长期户外使用、在含水量高的地区或大海附近使用的零件上。
下篇我们将继续介绍发黑处理的工序及注意事项。
