從表面顯微結構看,著色膜是一層疏松結構。表面有許多10~20μm的凹槽,凹槽的面積約占總面積的20%,著色膜是柔軟的,不耐磨的,易為手指所沾污,無實用價值,必須進行固膜處理,提高膜的性能。


  固膜處理機理如下。將著色出來的彩色不銹鋼放入含有鉻酐和反應促進劑的溶液中。將彩色不銹鋼放在電解槽的陰極,陽極使用鉛板,進行電解處理,通過陰極上析出的氫把六價鉻(Cr6+)還原為三價鉻(Cr3+),并形成穩定的三價鉻絡合物沉積在著色膜上,達到封孔的目的。隨著電解過程中氫離子的析出,膜表面微孔內pH上升,達到三價鉻(Cr3+)水解的pH時,水解產生Cr2O3、Cr(OH)3、鉻化物,填充在膜孔中。


 固膜(mo)處(chu)理(li)溶液成分和工藝條件見表8-31.


表 31.jpg


化(hua)學固膜(mo)溶液成分及(ji)工藝條件:


重鉻酸鉀(K2Cr2O7)  15g/L  、溫度  60~80℃  、時間  2~3min  、氫氧化鈉(NaOH)  3g/L  、pH  6.5~7.5


固膜(mo)(mo)處(chu)理(li)對色彩的影響:電解固膜(mo)(mo)處(chu)理(li)后(hou),實質(zhi)上也能使氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)加厚,使彩色膜(mo)(mo)的顏(yan)色發(fa)生變化(hua),處(chu)理(li)時(shi)間越長,顏(yan)色變化(hua)越大(da)。因此,在達到固膜(mo)(mo)的效果后(hou),盡量縮短固膜(mo)(mo)處(chu)理(li)時(shi)間。


固膜(mo)處理前后著(zhu)色膜(mo)顏色變(bian)化見表8-32.


表 32.jpg


 從表8-32可(ke)見,茶色(se)(se)(se)(se)至(zhi)藍灰色(se)(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)前后顏(yan)色(se)(se)(se)(se)基本不變,黃(huang)色(se)(se)(se)(se)由淺變深,從深黃(huang)色(se)(se)(se)(se)開始(shi)到(dao)橙色(se)(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)后比固(gu)膜(mo)前向后移了(le)一種顏(yan)色(se)(se)(se)(se),這是由于固(gu)膜(mo)增厚了(le)著色(se)(se)(se)(se)膜(mo),從而推后了(le)一種顏(yan)色(se)(se)(se)(se),為了(le)得到(dao)彩色(se)(se)(se)(se)所(suo)要(yao)求的(de)顏(yan)色(se)(se)(se)(se),在(zai)著這幾種顏(yan)色(se)(se)(se)(se)時應提(ti)早一種顏(yan)色(se)(se)(se)(se)出槽,固(gu)膜(mo)后正好達(da)到(dao)所(suo)需要(yao)的(de)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)。固(gu)膜(mo)處(chu)理(li)后,對原來的(de)色(se)(se)(se)(se)澤(ze)有加深作用(yong)。但色(se)(se)(se)(se)澤(ze)變化在(zai)整個表面上是均勻的(de),所(suo)以(yi)可(ke)以(yi)在(zai)著色(se)(se)(se)(se)時控制著色(se)(se)(se)(se)電位加以(yi)糾正。


 為了(le)穩定(ding)著色膜的色彩,使(shi)膜固(gu)化處理(li)后色澤(ze)不(bu)變,發現用硒酸(suan)(suan)來代替硫(liu)酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan),如固(gu)膜4號配方(fang),不(bu)僅能保持色澤(ze)穩定(ding),而且耐磨(mo)性更好。但由于(yu)硒酸(suan)(suan)價格昂(ang)貴,有毒性,很(hen)少應用。


 鉬酸鈉加入固膜溶(rong)液中(zhong),對顏色無影響,可(ke)明顯提(ti)高(gao)著色層的光亮度(du)。



一(yi)、固(gu)膜(mo)處理后彩色膜(mo)性(xing)能


1. 耐磨性(xing)


   未(wei)經(jing)固膜(mo)處理的著(zhu)色(se)膜(mo)。經(jing)有500g荷重的橡皮頭(tou)往復(fu)摩擦(ca),5~8次即露(lu)底。經(jing)過固膜(mo)處理的著(zhu)色(se)膜(mo),可以承受200~400次往復(fu)摩擦(ca)后才(cai)露(lu)底。耐磨性提高(gao)數(shu)十倍。


   著色(se)膜(mo)經固膜(mo)處理后的耐磨性大(da)大(da)提高,硬(ying)度增加。其原因可(ke)解釋為鉻(ge)的氧(yang)化物在表面上沉(chen)積出(chu)來(lai),使(shi)著色(se)膜(mo)變得(de)致密,使(shi)硬(ying)度增加。


2. 耐點(dian)蝕實驗


   用10%FeCl3溶液,室溫,將未著色的、著巧克力色的和固膜處理的不銹鋼浸漬100h,試樣失重結果見表8-33。


表 33.jpg


   由表8-33可見(jian),著色后并固膜(mo)處理的試樣失重最(zui)小,也就是說耐蝕性最(zui)好。


3. 針孔實驗(yan)


 試樣在10%FeCl3水溶液中,室溫浸漬1h,結果見表8-34。


表 34.jpg


  可以看出,僅著色處理(li)的(de)試樣麻點大(da)而(er)深,針孔(kong)耐蝕性(xing)比原材(cai)料還差。但(dan)固膜(mo)處理(li)后的(de)針孔(kong)很細很淺,針孔(kong)耐蝕性(xing)最好。


4. 耐污(wu)性測試(shi)


  ①. 用(yong)藍(lan)墨水滴在(zai)已著色試(shi)片上,烘干后(hou)用(yong)清水沖洗,觀察(cha)試(shi)片上是(shi)否留有痕(hen)跡(ji),見表8-35。


表 35.jpg


  ②. 用手(shou)觸摸試片(pian)實驗。耐污性差的試片(pian)手(shou)汗可使(shi)膜變色,見表8-36.





二、封(feng)閉(bi)處理(li)


 固膜處(chu)理后的著色膜仍有(you)少量孔隙存(cun)在(zai)。對固膜處(chu)理后的著色膜進行封(feng)閉處(chu)理。見表8-37封(feng)閉溶液和工藝條件。


表 37.jpg


 封(feng)閉對著色膜的影響如下。


①. 耐(nai)摩擦性能(neng)


表 38.jpg


  由表8-38可(ke)見,最滿意的結果為4號樣(yang)品,即固(gu)化處理后(hou)在(zai)1%硅酸鹽(yan)水溶(rong)液中沸(fei)騰5min。


②. 耐磨(mo)損實驗


   摩擦件為塑料橡(xiang)皮,正壓力為0.625kgf/cm(1kgf/c㎡=98.07kPa).表8-39為各種(zhong)著色膜表面耐磨損(sun)實(shi)驗(yan)結果(耐磨次數)。


表 39.1.jpg


   由表(biao)8-39可見,電(dian)解(jie)固膜(mo)后(hou)表(biao)面耐磨損比固膜(mo)前(qian)黃(huang)(huang)色膜(mo)提高7倍(bei),藍色膜(mo)提高11倍(bei)。封閉后(hou)表(biao)面耐磨損比電(dian)解(jie)固膜(mo)后(hou)提高0.75倍(bei)(黃(huang)(huang)色膜(mo))。


③. 表(biao)面粗糙度的影(ying)響


表 40.jpg


  不銹鋼(gang)經化(hua)學著色、固膜處(chu)理和硅酸(suan)鹽封閉后表面(mian)粗糙度(du)均會發生變化(hua),見表8-40不銹鋼(gang)表面(mian)粗糙度(du)變化(hua)。