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(se)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。


 固膜處理溶液成分(fen)和(he)工(gong)藝條件見表8-31.


表 31.jpg


化學固膜溶液成分及工藝條件(jian):


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(gu)(gu)膜(mo)(mo)處理(li)對色彩(cai)的影響(xiang):電解固(gu)(gu)膜(mo)(mo)處理(li)后,實質(zhi)上也能使氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)加(jia)厚,使彩(cai)色膜(mo)(mo)的顏色發生變(bian)(bian)化(hua),處理(li)時間(jian)越長,顏色變(bian)(bian)化(hua)越大(da)。因此,在達到固(gu)(gu)膜(mo)(mo)的效果后,盡量縮短固(gu)(gu)膜(mo)(mo)處理(li)時間(jian)。


固膜處理前后著(zhu)色(se)膜顏(yan)色(se)變化見(jian)表(biao)8-32.


表 32.jpg


 從表(biao)8-32可見,茶色(se)(se)至藍(lan)灰色(se)(se),固(gu)膜前(qian)后(hou)顏(yan)色(se)(se)基本不變(bian),黃色(se)(se)由淺(qian)變(bian)深(shen)(shen)(shen),從深(shen)(shen)(shen)黃色(se)(se)開始到(dao)橙色(se)(se),固(gu)膜后(hou)比(bi)固(gu)膜前(qian)向(xiang)后(hou)移了(le)一種顏(yan)色(se)(se),這是由于固(gu)膜增厚(hou)了(le)著(zhu)色(se)(se)膜,從而推后(hou)了(le)一種顏(yan)色(se)(se),為了(le)得(de)到(dao)彩色(se)(se)所要求(qiu)的顏(yan)色(se)(se),在(zai)著(zhu)這幾種顏(yan)色(se)(se)時應提早一種顏(yan)色(se)(se)出槽(cao),固(gu)膜后(hou)正好達到(dao)所需要的顏(yan)色(se)(se)。固(gu)膜處理后(hou),對原來的色(se)(se)澤有(you)加深(shen)(shen)(shen)作用。但(dan)色(se)(se)澤變(bian)化在(zai)整個表(biao)面上是均(jun)勻的,所以可以在(zai)著(zhu)色(se)(se)時控制著(zhu)色(se)(se)電位加以糾正。


 為了穩定著色(se)膜的色(se)彩(cai),使(shi)膜固(gu)化處理后色(se)澤不變,發現用硒酸(suan)來(lai)代替硫酸(suan)、磷酸(suan),如(ru)固(gu)膜4號配方,不僅能保(bao)持色(se)澤穩定,而且(qie)耐磨性更好。但(dan)由于硒酸(suan)價格昂貴(gui),有毒(du)性,很少應用。


 鉬酸鈉加入固(gu)膜溶液中,對(dui)顏色無(wu)影響,可明顯提高著色層的光亮(liang)度。



一(yi)、固(gu)膜處(chu)理后彩(cai)色膜性能(neng)


1. 耐磨性


   未經(jing)(jing)固膜處理的著色膜。經(jing)(jing)有(you)500g荷重(zhong)的橡皮頭往(wang)復(fu)摩擦,5~8次即露(lu)底(di)(di)。經(jing)(jing)過固膜處理的著色膜,可(ke)以承受(shou)200~400次往(wang)復(fu)摩擦后才露(lu)底(di)(di)。耐磨(mo)性提高數十倍。


   著色(se)膜(mo)經固膜(mo)處理后的耐磨(mo)性大(da)大(da)提高,硬度(du)增(zeng)加。其(qi)原因可解釋為鉻的氧化物在(zai)表(biao)面上沉積(ji)出(chu)來(lai),使著色(se)膜(mo)變得致(zhi)密,使硬度(du)增(zeng)加。


2. 耐點蝕實驗(yan)


   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(you)表8-33可見,著色(se)后并固(gu)膜處理的試樣失(shi)重最小(xiao),也就是說耐蝕(shi)性最好。


3. 針孔(kong)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(yi)看(kan)出,僅著(zhu)色(se)處理(li)的(de)試樣麻點大而深(shen),針孔(kong)(kong)耐蝕性比(bi)原材(cai)料還差。但固膜(mo)處理(li)后的(de)針孔(kong)(kong)很細很淺,針孔(kong)(kong)耐蝕性最好(hao)。


4. 耐污性(xing)測試(shi)


  ①. 用藍墨水(shui)滴在已著色試(shi)片上(shang),烘干(gan)后用清水(shui)沖洗,觀察試(shi)片上(shang)是否留(liu)有痕跡,見表8-35。


表 35.jpg


  ②. 用手觸摸試(shi)片實驗。耐污性差(cha)的(de)試(shi)片手汗可使膜變色,見(jian)表(biao)8-36.





二、封閉處理


 固膜處(chu)理(li)后(hou)的著色(se)膜仍有少量孔隙存(cun)在。對(dui)固膜處(chu)理(li)后(hou)的著色(se)膜進行封閉處(chu)理(li)。見表8-37封閉溶液(ye)和(he)工藝條件。


表 37.jpg


 封閉(bi)對(dui)著色(se)膜的(de)影響如下(xia)。


①. 耐摩擦性能


表 38.jpg


  由表8-38可見,最(zui)滿意的結果為4號樣(yang)品,即(ji)固化(hua)處理(li)后在1%硅酸鹽水溶液(ye)中沸騰(teng)5min。


②. 耐磨損實驗


   摩擦件為(wei)塑料橡皮,正壓力為(wei)0.625kgf/cm(1kgf/c㎡=98.07kPa).表8-39為(wei)各種著色膜表面耐磨損實驗(yan)結果(耐磨次數(shu))。


表 39.1.jpg


   由表8-39可見,電(dian)(dian)解固膜(mo)后表面耐磨損(sun)比固膜(mo)前黃色膜(mo)提(ti)高(gao)7倍,藍色膜(mo)提(ti)高(gao)11倍。封閉(bi)后表面耐磨損(sun)比電(dian)(dian)解固膜(mo)后提(ti)高(gao)0.75倍(黃色膜(mo))。


③. 表面粗糙度(du)的影(ying)響


表 40.jpg


  不(bu)銹(xiu)鋼經(jing)化(hua)學著色、固膜處理和硅酸鹽封閉后表面粗糙度均會發生變化(hua),見表8-40不(bu)銹(xiu)鋼表面粗糙度變化(hua)。