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12 (見表9-9)的說明 。本配方由四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程系張述林、王曉波、陳世波及化學(xué)系李敏嬌于2007年6月提出。作者通過正交試驗(yàn)研制了一種奧氏體不銹鋼低溫、無鉻環(huán)保型電化學(xué)著色新工藝，獲得了其最佳配方及工藝參數(shù)。所得到的不銹鋼著色膜光亮美觀，呈金黃色，具有優(yōu)越的耐蝕性。采用電化學(xué)方法研究了不銹鋼表面著色膜在3.5%NaCl溶液中的動(dòng)電位極化曲線。結(jié)果表明，不銹鋼著色顯著提高了膜的電化學(xué)穩(wěn)定性，經(jīng)封閉處理后，其耐點(diǎn)蝕能力大為提高，腐蝕電流密度較小。

1. 工藝流程

  實(shí)驗(yàn)材料奧氏體不銹鋼→打磨（400#、800#、1200#金相砂紙依次打磨拋光）→ 除油（NaOH 40g/L、Na₂CO₃ 60g/L, OP-10乳化劑 5mL/L, 在60~70℃除油 5~10min)→水洗→拋光活化（20%H₂SO₄、10%HCl,40~60℃,2~3min)→水洗→著色處理（見配方12)→水洗→封閉（1% Na₂SiO₃封閉液中煮沸5min)→水洗→冷風(fēng)干燥。

2. 著色

 采用三電極體系：不銹鋼試樣為工作電極、飽和氯化鉀甘汞電極為參比電極，鉛片為輔助電極，將三電極置于著色液（見配方12)中，用HDV-7C晶體管恒電位儀控制電位在－600~-700mV,將前處理后奧氏體不銹鋼試樣在50~60℃,pH為8.0的著色液中處理3~5min 。

3. 極化曲線測(cè)試

 用LK98電化學(xué)分析系統(tǒng)對(duì)所得的彩色膜進(jìn)行動(dòng)電位極化曲線測(cè)試。用HD-1ASMR2F信號(hào)發(fā)生器、TYPE-3036X函數(shù)記錄儀，圖9-27是試樣著色前后及封閉后的極化曲線。電化學(xué)測(cè)試溶液為3.5%NaCl,動(dòng)電位掃描速率為0.3mV/s.

  從圖9-27可見，未著色的不銹鋼的陽極表現(xiàn)出活性溶解，而經(jīng)過著色和封閉處理后的不銹鋼腐蝕電位負(fù)移，陽極表現(xiàn)出鈍化特征，說明腐蝕的陽極過程在著色和封閉處理后得到明顯的阻滯。著金黃色的腐蝕電位比未經(jīng)著色的不銹鋼的腐蝕電位負(fù)移了0.3V,著色膜的形成提高了陽極極化行為，使陽極極化到高電位處時(shí)才處于活性溶解狀態(tài)，說明不銹鋼著色后，顯著提高了膜層的電化學(xué)穩(wěn)定性。未經(jīng)封閉的彩色不銹鋼由于疏松多孔，溶液通過滲透直接與基體接觸，點(diǎn)蝕嚴(yán)重，腐蝕電流密度較大。經(jīng)過封閉處理的不銹鋼由于表面氧化膜的存在，機(jī)械阻礙阻擋了活性Cl-的浸蝕，耐點(diǎn)蝕能力提高；阻礙氧和電子自由傳輸，抑制不銹鋼腐蝕反應(yīng)，腐蝕電流密度較小。

4. 預(yù)處理對(duì)著色的影響

 預(yù)處理主要包括拋光、除油和活化，徹底清除試樣表面的污垢層和氧化層。預(yù)處理的好壞決定膜厚和表面質(zhì)量，處理不當(dāng)，會(huì)使色彩不均勻、暗淡、不平整，甚至不著色，其中拋光是關(guān)鍵的一環(huán)。

5. 通過正交試驗(yàn)確定工藝配方

 硼酸  8.0g/L  、電位-600~-700mV  、檸檬酸三銨  10.0g/L  、溫度  60~70℃ 、硫酸亞鐵銨  25.0g/L  、時(shí)間  3~5min  、添加劑ZH-1  4.0mL/L  、pH  8.0