香蕉視頻app連接:不銹鋼電化學著彩色堿性溶液成分和工藝條(tiao)件見表(biao)9-3.
一、配方1 (見表9-3)的說明
本配方由(you)上海手術器械廠傅綺君提出。
1. 色澤(ze)的呈現(xian)過程
在配(pei)方1的(de)介質中，用電化學(xue)方法，在不(bu)銹鋼表(biao)面形成一(yi)層(ceng)致(zhi)密而具(ju)有一(yi)定厚度的(de)薄(bo)膜(mo)(mo)，隨著加工(gong)工(gong)藝的(de)不(bu)同，光對薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)干涉，在表(biao)面形成各種單色(se)彩色(se)膜(mo)(mo)。
鉻系(xi)不銹(xiu)鋼(gang)：淺灰色(se)(se)－黑(hei)亮(liang)色(se)(se)－藏青色(se)(se)－金棕色(se)(se)。
鉻-鎳系不銹(xiu)鋼(gang)：青鋼(gang)色(se)－藍色(se)－紫色(se)－金黃色(se)－紅色(se)－綠色(se)－金棕(zong)色(se)。
2. 彩色膜的組成和(he)厚度
①. 彩(cai)色膜的組(zu)成。用AES進(jin)行表面分(fen)析，表層由氧、鎳、鐵、碳等(deng)組(zu)成。
②. 彩色膜(mo)的(de)厚度。根據Ar的(de)濺(jian)射速(su)率，計(ji)算(suan)出彩色膜(mo)的(de)厚度為200.0~930.0nm.
3. 彩色膜(mo)的外觀
經過著(zhu)色的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)，不(bu)但具(ju)有(you)金屬的(de)(de)(de)(de)強度(du)和耐蝕的(de)(de)(de)(de)光亮表面，而且披上(shang)了(le)各種(zhong)各樣鮮艷的(de)(de)(de)(de)彩色外(wai)衣。彩色不(bu)銹鋼(gang)(gang)在裝飾方(fang)面有(you)著(zhu)與其他材(cai)料無(wu)與倫比(bi)的(de)(de)(de)(de)優點。
二(er)、配方2 (見表9-3)的說明(ming)
本(ben)配(pei)方由(you)沈陽第一工業學校安成強、韓玉梅、車(che)永泉等人(ren)提出(chu)。
1. 赫爾(er)槽在陽極氧化中的應用
在(zai)250mL赫槽中，304不銹鋼片(pian)放在(zai)斜邊(bian)作(zuo)陽極(ji)，直流(liu)穩壓電(dian)源(yuan)的(de)(de)電(dian)流(liu)強度為1A,觀察試(shi)樣的(de)(de)著色膜為：
試片上陽極電流密(mi)度的(de)(de)分布由(you)近(jin)陰(yin)(yin)極端(duan)(duan)至遠(yuan)陰(yin)(yin)極端(duan)(duan)依次減少。電流密(mi)度不同，膜(mo)的(de)(de)生成速率亦(yi)不同。近(jin)陰(yin)(yin)極端(duan)(duan)電流密(mi)度大，著色膜(mo)厚，呈茶褐(he)色；遠(yuan)陰(yin)(yin)極端(duan)(duan)電流密(mi)度小，著色膜(mo)薄，呈金黃色，從而在氫氧化鈉(na)堿(jian)性溶液(ye)中可著出(chu)不同的(de)(de)顏(yan)色。
2. 著色工藝條件
通過小槽(cao)實驗，初步確定不銹(xiu)鋼著各種(zhong)顏色的(de)工(gong)藝(yi)條件，見表(biao)9-4。
3. 影響電解(jie)著(zhu)色的因素(su)
①. 氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鈉(na)(na)（NaOH).主(zhu)要(yao)起導電和(he)溶(rong)解(jie)(jie)氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)的(de)作用。膜(mo)(mo)(mo)的(de)厚度(du)(du)主(zhu)要(yao)取(qu)決于膜(mo)(mo)(mo)的(de)溶(rong)解(jie)(jie)和(he)生(sheng)長速率的(de)比。氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鈉(na)(na)濃(nong)度(du)(du)高，氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)溶(rong)解(jie)(jie)快(kuai)，膜(mo)(mo)(mo)的(de)孔隙率大，硬(ying)度(du)(du)與強度(du)(du)低(di)；氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鈉(na)(na)濃(nong)度(du)(du)低(di)，氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)溶(rong)解(jie)(jie)慢，膜(mo)(mo)(mo)的(de)硬(ying)度(du)(du)高，反光(guang)性(xing)好(hao)。
②. 硝酸鈉（NaNO3)、磷酸鈉（Na3PO4)的加入，可增加導電性和成膜速率，比單純氫氧化鈉溶液出色快，著色時間短。
③. 溫(wen)(wen)度(du)。提高(gao)溫(wen)(wen)度(du)，反(fan)應速率(lv)加快(kuai)，同時出色(se)(se)速率(lv)也快(kuai)，色(se)(se)膜較厚。但溫(wen)(wen)度(du)過高(gao)，色(se)(se)膜變得粗(cu)糙，光(guang)澤欠佳。降低溫(wen)(wen)度(du)，上色(se)(se)速率(lv)慢(man)，但光(guang)潔度(du)較好(hao)。溫(wen)(wen)度(du)低于(yu)40℃時著不上色(se)(se)。一般控制(zhi)在50~70℃.
④. 電流密度。提(ti)高電流密度，可使氧化(hua)膜(mo)生長加(jia)快，色膜(mo)增厚，若電流過高，氧化(hua)膜(mo)則變得粗糙，一般控制在0.5~6A/d㎡.
⑤. 時間(jian)。在同樣條件下，膜的顏色(se)隨時間(jian)的不(bu)同而異。顏色(se)隨著(zhu)時間(jian)的延長，其變化為金黃色(se)→紫紅(hong)→綠(lv)色(se)→茶褐色(se)。
⑥. 攪(jiao)拌(ban)。攪(jiao)拌(ban)可(ke)以縮短著色時間，加快成膜速率。
4. 前處理(li)
包括：打磨→水洗→除油①→熱水洗→冷水洗→除銹②→冷水洗→電化學拋光③→水洗→弱浸蝕④。
注：①. 除油。氫氧化鈉(na)(na)30~50g/L,碳酸鈉(na)(na)20~40g/L,磷酸三鈉(na)(na)10~20g/L,溫(wen)度50℃,時(shi)間依除油效果而定。
②. 除銹。硫(liu)酸10%,鹽酸10%(體積分數），溫(wen)度室溫(wen)，時間5~10min.
③. 電化(hua)學拋光。磷酸600mL/L,硫酸300mL/L,甘油30mL/L,蒸餾(liu)水70mL/L,電流密(mi)度(du)20~30A/d㎡,溫度(du)50~70℃,時間(jian)4~5min,陰極為鉛(qian)板。
④. 弱浸蝕(shi)。硫酸3%~5%,溫度室溫，時間0.5~1min.
拋光效(xiao)果越好，著(zhu)色(se)膜越均(jun)勻(yun)、細致、光亮(liang)。拋光效(xiao)果不好，著(zhu)色(se)質(zhi)量差，甚至著(zhu)不上色(se)。
5. 后處理
電化(hua)學著(zhu)色→熱水洗(xi)→冷水洗(xi)→封(feng)閉→水洗(xi)→烘干(gan)。
注：封閉(bi)處理(li)：重鉻酸鉀15g/L,氫氧化鈉(na)38g/L,pH7~7.5,溫度(du)60~80℃,時(shi)間2~3min。
6. 著色膜性能檢(jian)驗(yan)
①. 耐磨實驗
在試樣(yang)(yang)上(shang)放一繪圖橡(xiang)皮，上(shang)面(mian)放500g砝(fa)碼，使橡(xiang)皮沿試樣(yang)(yang)表面(mian)做水(shui)平運動，記錄(lu)膜(mo)消失時的運動次數。結(jie)(jie)果(guo)(guo)見表9-5,從實驗(yan)結(jie)(jie)果(guo)(guo)看出，耐磨性隨(sui)膜(mo)厚度的增(zeng)加而(er)提高。
②. 耐酸性
用(yong)滴(di)管取0.5mol/L的(de)硫酸(suan)(suan)滴(di)在著(zhu)色膜(mo)上，觀察表面變藍(lan)的(de)時(shi)間，結果見表9-5,由(you)表可(ke)見，金黃色和紫(zi)紅(hong)色膜(mo)的(de)抗(kang)蝕(shi)(shi)性欠佳(jia)，需要適(shi)宜的(de)硬化處理(li)，以提高耐蝕(shi)(shi)性和耐磨性。耐酸(suan)(suan)性隨著(zhu)膜(mo)厚度的(de)增加(jia)而提高。
7. 槽液穩定性
當(dang)成膜(mo)速率明顯減慢時(shi)，可(ke)濾(lv)去沉渣，添加氫氧化(hua)鈉50g/L和(he)適(shi)量的水(shui)，即(ji)可(ke)重復使用。槽液較穩定，調整簡單(dan)，維護方(fang)便，成本低。
三、配方3 (見表(biao)9-3)的(de)說明(ming)
本配方由天津大學材料(liao)學院魏軍(jun)勝、唐子龍和(he)宋詩哲(zhe)于2007年10月提(ti)出(chu)。
為(wei)(wei)了(le)改善不(bu)銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)過程中(zhong)高(gao)溫和重金屬離(li)(li)子的(de)(de)環(huan)保和耗能(neng)問題，室溫下，在無(wu)Cr的(de)(de)NaOH溶(rong)液中(zhong)，304不(bu)銹鋼(gang)交流調制電(dian)位(wei)法著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)處理工藝(yi)(yi)，具有經(jing)濟環(huan)保的(de)(de)特點，獲得穩定的(de)(de)金黃(huang)色(se)(se)(se)(se)、黃(huang)紫(zi)色(se)(se)(se)(se)、紫(zi)色(se)(se)(se)(se)、藍紫(zi)色(se)(se)(se)(se)和藍色(se)(se)(se)(se)膜(mo)。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)具有良好的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)、耐(nai)磨性(xing)(xing)、機(ji)械加工性(xing)(xing)和抗污性(xing)(xing)。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)電(dian)壓幅值為(wei)(wei)7.0~8.0V,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)時間為(wei)(wei)4~7min,著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)穩定性(xing)(xing)和耐(nai)蝕性(xing)(xing)能(neng)最好。本工藝(yi)(yi)簡單易行(xing)，節(jie)水(shui)節(jie)能(neng)，是不(bu)含污染離(li)(li)子的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)“綠色(se)(se)(se)(se)”工藝(yi)(yi)。
1. 著色結果
表9-6列出304不銹鋼交流調整電位注的(de)著色(se)結果
由表9-6可見，著(zhu)色(se)(se)(se)(se)電壓和時(shi)間(jian)(jian)共同影響著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)的顏(yan)色(se)(se)(se)(se)，隨(sui)著(zhu)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)電壓幅值和時(shi)間(jian)(jian)的變化，顏(yan)色(se)(se)(se)(se)依次為(wei)金(jin)黃(huang)色(se)(se)(se)(se)、黃(huang)紫色(se)(se)(se)(se)、紫色(se)(se)(se)(se)、藍(lan)紫色(se)(se)(se)(se)、藍(lan)色(se)(se)(se)(se)，共出現5種穩定的特征(zheng)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)。
2. 電化學著色過程
①. 試樣準備(bei)
304不銹鋼(gang)試樣面積約2.4c㎡,經水砂紙逐級打磨、拋光，蒸餾水沖洗，無水乙醇脫水，再蒸餾水沖洗，冷風吹干后，置于干燥器中備用。著色完畢，涂封非工作表面，留出1c㎡的工作面積，進行腐蝕測試。
②. 電(dian)化學著色條件及方法
著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)液(ye)為(wei)0.5mol/L NaOH,采(cai)用調制電壓(ya)的交流(liu)信號著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)，輻值為(wei)4.0~10.0V,周期T為(wei)0.02s,具(ju)體(ti)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)參數為(wei)：溫度為(wei)室(shi)溫，著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)時間為(wei)2~10min,著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)完畢高溫水進(jin)行(xing)封閉處理。
3. 著(zhu)色膜耐蝕(shi)性能檢(jian)測
①. 腐蝕介質為0.5mol/L H2SO4。
②. 采用動電位陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化曲線(xian)和線(xian)性極(ji)(ji)化阻力技術研(yan)究著色膜。陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化曲線(xian)測試按照美國材料(liao)試驗學會ASTM G59-97(2003),比(bi)較測試體系的維鈍電流密(mi)度Ip、過鈍化電位E1等(deng)電化學參數，研(yan)究著色膜的鈍化穩定性。
4. 著(zhu)色(se)工藝對著(zhu)色(se)膜表面形貌(mao)的影響
①. 電壓8.0V下，著色(se)(se)膜(mo)表面(mian)(mian)形(xing)(xing)貌隨(sui)時間的(de)(de)變(bian)化。2min時表面(mian)(mian)形(xing)(xing)成連續但不(bu)均(jun)(jun)勻的(de)(de)膜(mo)層(ceng)(ceng)，繼(ji)續氧化，已形(xing)(xing)成膜(mo)層(ceng)(ceng)逐漸變(bian)均(jun)(jun)勻，同(tong)時又有新膜(mo)生(sheng)成；新膜(mo)層(ceng)(ceng)也隨(sui)氧化時間的(de)(de)延長逐漸均(jun)(jun)勻連續；10min時形(xing)(xing)成比較厚(hou)且連續均(jun)(jun)勻的(de)(de)著色(se)(se)膜(mo)；進一步延長著色(se)(se)時間，由于(yu)膜(mo)層(ceng)(ceng)局(ju)部溶解速(su)率(lv)大于(yu)其生(sheng)成速(su)率(lv)，使得(de)膜(mo)厚(hou)反而減(jian)小，且不(bu)均(jun)(jun)勻；7~10min為制(zhi)備的(de)(de)著色(se)(se)膜(mo)在(zai)不(bu)同(tong)腐蝕介質中的(de)(de)耐蝕性有一定的(de)(de)選擇(ze)性。
②. 著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)處(chu)理過程中的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)變(bian)化。開(kai)(kai)始(shi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)降(jiang)低；延(yan)長(chang)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)時(shi)(shi)(shi)(shi)間，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和(he)電(dian)(dian)(dian)流(liu)都趨于穩(wen)(wen)定；一定時(shi)(shi)(shi)(shi)間后，電(dian)(dian)(dian)壓(ya)開(kai)(kai)始(shi)降(jiang)低，電(dian)(dian)(dian)流(liu)升(sheng)高(gao)。這是因(yin)為(wei)剛開(kai)(kai)始(shi)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)時(shi)(shi)(shi)(shi)，形(xing)成(cheng)的著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)使得體(ti)系的反應電(dian)(dian)(dian)阻(zu)增高(gao)；當著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)時(shi)(shi)(shi)(shi)間較長(chang)時(shi)(shi)(shi)(shi)，著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)比(bi)較完整且(qie)不(bu)再增厚(hou)，因(yin)此，反應電(dian)(dian)(dian)阻(zu)也(ye)趨于穩(wen)(wen)定；延(yan)長(chang)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)時(shi)(shi)(shi)(shi)間，在電(dian)(dian)(dian)場的作用下，晶界變(bian)粗大，表面膜(mo)溶解速(su)率加快，致使表面膜(mo)厚(hou)度減小，可能局部(bu)區域著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)完全溶解，因(yin)而(er)(er)體(ti)系的反應電(dian)(dian)(dian)阻(zu)反而(er)(er)降(jiang)低，所以著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)處(chu)理一定時(shi)(shi)(shi)(shi)間后，出現電(dian)(dian)(dian)壓(ya)降(jiang)低、電(dian)(dian)(dian)流(liu)升(sheng)高(gao)的現象。
③. 當(dang)著(zhu)(zhu)色電(dian)壓低于(yu)8.0V時(shi)，若色時(shi)間(jian)為(wei)7min時(shi)，不(bu)銹鋼表面(mian)即可形(xing)成完整的(de)著(zhu)(zhu)色膜(mo)；當(dang)電(dian)壓高于(yu)8.0V時(shi)，若色時(shi)間(jian)為(wei)4min時(shi)，就已經形(xing)成了完整的(de)著(zhu)(zhu)色膜(mo)。
5. 著色(se)膜機械和抗污性能
不銹鋼電解著色膜(mo)性(xing)館檢測(ce)結果見表9-7.
由表9-7可(ke)見(jian)，著色膜具(ju)有良好的耐磨(mo)性(xing)、抗彎曲性(xing)能(neng)和抗污性(xing)能(neng)，能(neng)滿足應用要求。
6. 著色工藝(yi)對著色膜穩定性的影響(xiang)
①. 著色電壓的影響
著(zhu)(zhu)色(se)膜在堿性介質中(zhong)制(zhi)備(bei)，為評價(jia)著(zhu)(zhu)色(se)膜的鈍(dun)化(hua)穩定(ding)性，選用0.5mol/L H2SO4作為測試介質，著(zhu)(zhu)色(se)時間為10min,OV表(biao)示(shi)未著(zhu)(zhu)色(se)不銹鋼(gang)，測試體系的電化(hua)學參數腐蝕電位Ecor、維鈍(dun)電流密(mi)度Ip和過鈍(dun)化(hua)電位Et 等數值列于表(biao)9-8中(zhong)。
由表(biao)9-8可(ke)見，不銹鋼著(zhu)色(se)(se)(se)后Ecorr和(he)Et明(ming)顯提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)，而(er)Ip又降低近兩(liang)個數量級，說(shuo)明(ming)著(zhu)色(se)(se)(se)處理提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)不銹鋼的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)。同時，著(zhu)色(se)(se)(se)電壓(ya)對著(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)能有(you)一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)影響，電壓(ya)7.0V時Ip最(zui)(zui)小(xiao)，而(er)當著(zhu)色(se)(se)(se)電壓(ya)降低或升(sheng)高(gao)(gao)(gao)時，Ip都有(you)一(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)(gao)，著(zhu)色(se)(se)(se)電壓(ya)為7.0V時，制備(bei)的(de)(de)著(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)和(he)耐蝕(shi)性(xing)(xing)能最(zui)(zui)好。
②著色時間(jian)的影響
a. 著色電壓(ya)為4.0V,不同著色時間的影響如下：
著色電壓為4.0V、時間為2min時，著色膜在0.5mol/L H2SO4中的陰極極化曲線非常接近未著色處理的不銹鋼，說明該電壓下較短時間不足以在不銹鋼表面形成完整的著色膜。
著色(se)電壓為4.0V、時(shi)間為4min時(shi)，著色(se)膜(mo)Ecorr、Et 明顯升高(gao)，而Ip降低(di)近2個數(shu)量級(ji)，著色(se)膜(mo)穩(wen)定性(xing)大幅度(du)提高(gao)。
著(zhu)(zhu)色電壓(ya)為4.0V、時間為7min時，著(zhu)(zhu)色膜穩定(ding)性進一步提高。
著色電壓(ya)為4.0V、時(shi)(shi)間超過10min時(shi)(shi)，穩定性反而有降低的趨勢(shi)。
b. 著色電(dian)壓為8.0V時，不同著色時間(jian)的影響如下:
時間為2min時，著(zhu)色可形(xing)成完整的著(zhu)色膜。
時間為4min時，著色膜(mo)穩定性進一(yi)步提高(gao)。
繼(ji)續延(yan)長著(zhu)色(se)時間，膜層穩定性降低。
因此、由上可見、著色電壓為7.0~8.0V,著色時間為4~7min,著色膜具有好的耐磨性和抗污性能，膜顯藍紫色，在0.5mol/L H2SO4中具有良好的鈍化穩定性和耐蝕性。
