不銹鋼電化學(xué)著彩色酸性溶液成分和工藝條件見表9-9。配方9 (見表9-9)的說明 。本配方由華中理工大學(xué)化學(xué)系 郭稚弧、賈法龍、邱于兵提出。


表 9.jpg



1. 三角波電流掃描法著色不銹鋼


 在著色液為鉻酐 250g/L, 硫酸 490g/L, 實(shí)驗(yàn)中采用三角波電流,電流信號(hào)波形見圖9-16.通過正交試驗(yàn)篩選出的最佳工藝參數(shù)為:最大電流密度imax=2mA/d㎡,最小電流密度imin=-0.5mA/d㎡,周期r=10s,溫度T=25℃.可以制備出顏色均勻的彩色不銹鋼。控制容易,重現(xiàn)性好。


圖 16.jpg



2. 試片著色隨時(shí)間的變化


在不同的時(shí)間下對(duì)不銹鋼進(jìn)行著色的結(jié)果見表9-26。


表 26.jpg



3. 控制電解時(shí)間獲得所需的顏色


 從表9-26可知,隨著通電時(shí)間的延長(zhǎng),膜的顏色發(fā)生變化。一定的電解時(shí)間對(duì)應(yīng)著一定的顏色。因此,可通過控制電解時(shí)間來獲得所需的顏色。在實(shí)驗(yàn)中,黃色對(duì)應(yīng)的電解時(shí)間范圍較寬,大約20min,相對(duì)來說容易控制。



4. 溫度對(duì)顏色的影響


 溫度對(duì)于顏色的控制有著很大的影響。溫度越高,著色速率越快。同樣通電20min,在不同的溫度下所得的顏色見表9-27.


表 27.jpg


 在較高溫度下,顏色的變化較快。著色時(shí),嚴(yán)格地控制時(shí)間與溫度是非常重要的。



5. 所需顏色的控制


 只要調(diào)節(jié)好適當(dāng)?shù)淖畲蠛妥钚‰娏髅芏取⒅芷诩皽囟葏?shù),就可以得到所需要的顏色。在最大和最小電流密度、溫度和周期固定的條件下。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),膜的顏色變化趨勢(shì)大致為茶色一藍(lán)色一黃色一紅色。



6. 彎曲試片的著色


 把試片彎曲90°后進(jìn)行三角波電流掃描著色,時(shí)間20min,試片為亮黃,顏色均勻,同樣條件下所做的兩個(gè)試片的顏色一樣。此工藝對(duì)于曲面著色有良好的適應(yīng)性。



7. 著色試片性能測(cè)試


 ①. 耐蝕性


  著色試片與未著色試片在0.2mol/L鹽酸中的自然腐蝕電位比較見圖9-17,該圖表明彩色不銹鋼片在此鹽酸中長(zhǎng)期浸泡仍然保持鈍態(tài)電位,而且很穩(wěn)定。耐蝕性顯然要比未著色的要好。


圖 17.jpg


 ②. 耐磨性


   用負(fù)荷500g的瓶塞橡


 皮在著色膜表面來回摩擦,接觸面積為50m㎡.試片經(jīng)過電解硬化和封閉后,其耐磨次數(shù)在1000次以上,表明耐磨性良好。


 ③. 耐熱性


  著色試片在300℃的環(huán)境下烘烤1h,膜的顏色沒有變化,表明其熱穩(wěn)定較好。


 ④. 加工性能


  把彩色試片來回彎曲180°數(shù)十次,表面膜無任何損傷,呈現(xiàn)良好的加工性能。



8. 不銹鋼著色前處理


 1Cr18Ni9Ti不銹鋼→機(jī)械拋光→清洗→除油→清洗→電化學(xué)拋光→清洗→著色。


注:①. 除油液: 氫氧化鈉(NaOH) 20~40g/L,碳酸鈉(NazCO3) 30~40g/L, OP乳化劑 2~3mL/L,溫度70~80℃,時(shí)間6~10min.


     ②. 電化學(xué)拋光: 磷酸(H3PO4)(85%)560mL/L,硫酸(H2SO4)(98%) 400mL/L, 鉻酐 50g/L, 其余為水,電流密度20~50A/d㎡,電壓10~20V,溫度55~65℃,4~5min.



9. 著色后處理


著色→清洗→固膜處理→清洗→封閉→清洗→烘干。


注:①. 固膜處理: 采用陰極電解處理。鉻酐(CrO3) 250g/L, 磷酸(H3PO4) 2.5g/L,陰極電流密度0.4A/d㎡,溫度25℃,時(shí)間10min.


       ②. 封閉:  硅酸鈉(NazSiO3)1%,溫度煮沸,封閉時(shí)間,5min.