不銹鋼電化學著彩色(se)酸性溶液成(cheng)分(fen)和工(gong)(gong)藝條件(jian)見(jian)表9-9。配方2 (見(jian)表9-9)的(de)說(shuo)明 。本配方由廣東工(gong)(gong)業大學材料系 李瑜(yu)煜、謝致微(wei)、黎樵(qiao)燊、張文雄提出。

1. 對SUS304不銹(xiu)鋼陽極氧化著金黃色技術的研究(jiu)

   運用正交試驗法確(que)定最佳(jia)配方和工藝條件，獲得(de)的不銹鋼著(zhu)色膜光亮(liang)美觀，呈(cheng)金(jin)黃色。

2. 工藝條(tiao)件對著色的影響

①. 溫度

  以最佳配(pei)方在不同溫(wen)度下進行著(zhu)色，結(jie)果見表9-10。

 注：1. 點(dian)蝕溶液為鹽酸(suan)250mL/L+重鉻(ge)酸(suan)鉀30g/L+蒸餾水(shui)750mL/L.

       2. 電流(liu)密度0.4A/d㎡,著(zhu)色時間3min.

       3. 電解固化10min,封閉處理(li)5min.

  隨著(zhu)溫(wen)度的(de)上升(sheng)，著(zhu)色(se)膜的(de)色(se)調加(jia)深，膜厚增加(jia)，可見溫(wen)度的(de)升(sheng)高加(jia)速了(le)氧化成膜，同時，膜的(de)耐(nai)蝕性、耐(nai)磨性均提高，但光(guang)澤(ze)和光(guang)潔度變差，這是由于高溫(wen)下輕微過蝕所致。實驗結果(guo)表(biao)明，對于金黃色(se)膜，最佳(jia)著(zhu)色(se)溫(wen)度為50℃.

②. 電流密度的影響

 以最(zui)佳溫度和(he)最(zui)佳配方為基(ji)準，不(bu)同的(de)電(dian)流密度對著色的(de)影響(xiang)見(jian)表9-11.

 由表9-11可知，隨著(zhu)電(dian)流密度(du)的(de)上升(sheng)，著(zhu)色膜(mo)(mo)的(de)色調加(jia)深(shen)，膜(mo)(mo)厚增加(jia)，耐蝕性(xing)及耐磨(mo)性(xing)亦隨之增加(jia)，且兩者都在(zai)0.5A/d㎡附近達到最大(da)值，隨后反(fan)而(er)降低，可見電(dian)流密度(du)的(de)升(sheng)高(gao)加(jia)速(su)了氧化膜(mo)(mo)成膜(mo)(mo)，但(dan)電(dian)流密度(du)過大(da)，反(fan)而(er)導(dao)致膜(mo)(mo)的(de)溶解速(su)率增大(da)，使(shi)膜(mo)(mo)厚降低，甚至導(dao)致過蝕，使(shi)表面光澤和光潔度(du)變(bian)差。實驗結(jie)果表明，對于(yu)金黃(huang)色膜(mo)(mo)，最佳著(zhu)色電(dian)流密度(du)為0.4A/d㎡.

③. 著色時間的影(ying)響

表9-12為最佳(jia)配方，最佳(jia)溫度(du)、最佳(jia)電流(liu)密度(du)下不(bu)同著(zhu)色(se)時(shi)間對(dui)著(zhu)色(se)的(de)影響。

由表9-12可見，隨(sui)著時間的(de)延長，著色(se)膜的(de)耐蝕(shi)性和耐磨性增加，6min后(hou)，著色(se)膜的(de)耐蝕(shi)性及(ji)耐磨性基(ji)本保持不變，其色(se)調保持棕褐色(se)；但時間太長，如(ru)30min,反而引起過(guo)蝕(shi)，導致表面(mian)光澤和光潔度變差(cha)。對金黃(huang)色(se)膜，著色(se)時間以3min為宜。

3. 著色液成分的(de)優選和作用

①. 硫酸

 隨著硫酸(suan)濃(nong)度的升(sheng)高，試樣(yang)的腐蝕和氧(yang)化速率(lv)增(zeng)加較快，氧(yang)化膜(mo)膜(mo)厚增(zeng)加，耐(nai)蝕性和耐(nai)磨(mo)性提高，但濃(nong)度超過450mL/L后出現輕微過蝕，引起表面光澤和光潔度變差，最佳硫酸(suan)含量(liang)為400mL/L.

②. 鉻酐

 主(zhu)要作(zuo)為(wei)氧化(hua)劑，能有效地提高膜的(de)耐蝕性和光(guang)潔度(du)。考慮到環(huan)保(bao)因素，盡可能降(jiang)低鉻酐含量，經過正(zheng)交試(shi)驗，鉻酐為(wei)20g/L.

③. 硫(liu)酸錳(meng)作(zuo)為氧(yang)化(hua)促(cu)進劑，能加速氧(yang)化(hua)和提高膜的結合力，正交試驗優(you)選為3g/L.

④. 乙酸(suan)鈉(na)作為(wei)穩定(ding)劑，起(qi)到(dao)穩定(ding)槽液的(de)作用，正交(jiao)試(shi)驗優選(xuan)為(wei)10.5g/L.

⑤. 添加劑YZ-03能有效地提(ti)高(gao)膜(mo)的耐磨性、光(guang)澤和重現性。正交試驗優選為40g/L.

4. 前(qian)處(chu)理

不銹(xiu)鋼機械拋光→清洗→化學除油→清洗→電化學拋光→清洗→活化（硫酸30%,溫度0~60℃,時間(jian)3~5min)→著色。

5. 后處(chu)理

著色后→清(qing)洗→電(dian)解固(gu)膜(mo)處(chu)理→清(qing)洗→封閉處(chu)理→清(qing)洗→熱(re)風干燥(zao)→成品(pin)。

①. 電解固膜處理

   a. 鉻(ge)(ge)酐含量對著(zhu)色膜(mo)硬(ying)化(hua)(hua)的(de)影(ying)(ying)響。著(zhu)色膜(mo)分別在(zai)鉻(ge)(ge)酐100g/L、180g/L、250g/L的(de)固(gu)化(hua)(hua)液(ye)中固(gu)化(hua)(hua)，實驗結果表(biao)明(ming)，鉻(ge)(ge)酐濃(nong)(nong)度對固(gu)化(hua)(hua)效果的(de)影(ying)(ying)響不明(ming)顯，著(zhu)色膜(mo)的(de)色調(diao)基本保持金(jin)黃色，耐蝕耐磨性稍有(you)提(ti)高(gao)。鉻(ge)(ge)酐濃(nong)(nong)度高(gao)的(de)固(gu)化(hua)(hua)液(ye)使用壽命較(jiao)長，建議鉻(ge)(ge)酐濃(nong)(nong)度為180g/L.

   b. 固化(hua)溫(wen)(wen)度的(de)影響(xiang)。著色膜(mo)(mo)在(zai)27℃、50℃、70℃下的(de)固化(hua)實(shi)驗表明(ming)，溫(wen)(wen)度升高(gao)，著色膜(mo)(mo)顏色加深，耐磨耐蝕性稍微提高(gao)，但(dan)效果不(bu)明(ming)顯。從節(jie)能和(he)操作環境考慮(lv)，建議固化(hua)溫(wen)(wen)度以室(shi)溫(wen)(wen)為佳(jia)。

   c. 固(gu)(gu)化電流(liu)密(mi)度(du)的影響。不同固(gu)(gu)化電流(liu)密(mi)度(du)下的固(gu)(gu)化實驗結果見表9-13。

  由表9-13可見，在0.6A/d㎡ 電流密度下固化略(lve)顯不足，耐蝕耐磨性略(lve)差，1.0A/d㎡ 較理想，電流密度太大(da)，如2.0A/d㎡,陽極析出大(da)量氣泡(pao)，引起著色膜(mo)疏松，使其耐磨耐蝕性降低。建(jian)議固化電流密度以1.0A/d㎡ 為宜。

  d. 固化時(shi)間對固化效(xiao)果(guo)的影響。

    不同固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間即5min、10min、20min,固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)結果(guo)(guo)表明，固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間對固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)效果(guo)(guo)的影響不明顯。這是因為(wei)固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)過程進行得較(jiao)快之故，當反(fan)(fan)應物填充膜微孔后，反(fan)(fan)應即趨于停止。建議(yi)采用固(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)時(shi)間以10min為(wei)宜。

②. 封閉處理

   為進一步提高著色膜的質量，采用1%硅酸鈉溶液，NazSiO₃對經固化處理后的著色膜進行浸泡沸騰5min的封閉處理。

6. 著(zhu)色膜(mo)性能(neng)檢(jian)驗

  ①. 耐(nai)人工雨(yu)水、天然海水腐蝕(shi)實(shi)驗

  著色試(shi)樣(yang)在人工雨水(shui)、自(zi)(zi)然(ran)海(hai)水(shui)中室溫浸泡300小時后(hou)，顏(yan)色無變化，表(biao)面光潔(jie)度好，均未出現點(dian)蝕，可見(jian)著色膜(mo)具有良(liang)好的耐自(zi)(zi)然(ran)介質腐蝕性能，適宜作戶外裝飾材料。

  ②. 點滴實(shi)驗

   用40%FeCl₃對著色膜進行點滴實驗的時間為42'40”，未著色試樣為2'3”，著色試樣的耐蝕性優于未著色樣。

  ③. 膜的附著力檢驗

   將著色膜劃(hua)上(shang)方格后彎(wan)曲180°,未見(jian)任何剝落現象(xiang)，可(ke)見(jian)著色膜與基體結合牢(lao)固。

  ④. 耐磨性檢驗

   著色(se)(se)膜(mo)試樣進行1.5N負(fu)(fu)載的(de)(de)(de)(de)圖釘來回刻劃(hua)實驗，其表面未(wei)見明(ming)顯劃(hua)痕(hen)。同時，試樣經受(shou)負(fu)(fu)載5.0N的(de)(de)(de)(de)橡皮270次(ci)摩擦未(wei)見脫色(se)(se)，可見著色(se)(se)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)較好。同時，實驗表明(ming)，經固化處理(li)后(hou)的(de)(de)(de)(de)和(he)封閉(bi)處理(li)后(hou)的(de)(de)(de)(de)著色(se)(se)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)明(ming)顯優于未(wei)固化和(he)封閉(bi)處理(li)的(de)(de)(de)(de)著色(se)(se)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)。