不銹鋼電化學著彩色(se)酸性溶液成分和工藝條(tiao)件見表9-9。配(pei)方4 (見表9-9)的說明 。本(ben)配(pei)方由長沙中南大學冶金物理化學與材料化學研究所 何新快、陳白珍、周(zhou)寧波、張(zhang)欽發提出。
1. 重(zhong)鉻酸鉀用量(liang)對成(cheng)膜速(su)率及其顏色的影(ying)響
重(zhong)鉻(ge)酸(suan)鉀是主成膜(mo)物質，提供三價(jia)鉻(ge)在陽極表面達到臨(lin)界值(zhi)水解而(er)生(sheng)成金(jin)屬(shu)著(zhu)色膜(mo)。其他成分不(bu)變，改變重(zhong)鉻(ge)酸(suan)鉀用量，其對著(zhu)色膜(mo)的影響(xiang)見表9-17。
由表9-17可見(jian)，隨著重鉻酸鉀用量(liang)的增加，其他成(cheng)分不變，成(cheng)膜(mo)(mo)速(su)率加快(kuai)，所得著色膜(mo)(mo)的質量(liang)也越均勻，致密。但當其達到50g/L時，成(cheng)膜(mo)(mo)速(su)率幾乎(hu)不變。選取重鉻酸鉀含量(liang)為(wei)40g/L。
2. 硫(liu)酸錳用(yong)量(liang)對成(cheng)膜速(su)率及其顏色(se)的影響
硫酸錳是輔助成膜劑，其他(ta)成分不變(bian)，改變(bian)硫酸錳用(yong)量，對成膜速率及其顏色(se)的影響(xiang)見表9-18。
從(cong)表9-18可(ke)見，硫酸錳的用(yong)量(liang)既影響著色速率，又(you)影響著色膜的質量(liang)。硫酸錳的最佳(jia)含量(liang)取20g/L為宜。
3. 硫酸銨的(de)主要作用
銨離子（NH+4)能配位三價鉻離子及被溶解下來的鎳離子（Ni2+),控制反應速率。其含量偏高，成膜速率太快，易掉色；含量偏低，配位不了溶解下來的鎳、鉻等離子，致使電解液老化，成膜速率減緩。硫酸銨的最佳含量以20g/L為宜。
4. 添(tian)加劑A的作用及其影響
添加(jia)劑(ji)A是鉬(mu)酸根鹽，它(ta)參與成(cheng)膜(mo)，促(cu)進氧化(hua)(hua)膜(mo)的形成(cheng)。它(ta)能使不銹(xiu)鋼(gang)表面鈍(dun)化(hua)(hua)而生成(cheng)鉬(mu)系列(lie)金屬(shu)氧化(hua)(hua)物(wu)（如(ru)二氧化(hua)(hua)鉬(mu)，氧化(hua)(hua)亞鉬(mu)等），使得(de)著色膜(mo)致密，提高著色膜(mo)的耐(nai)蝕性、耐(nai)磨性。分別(bie)改(gai)變(bian)添加(jia)劑(ji)A的用量，其(qi)對膜(mo)的影響見表9-19。
由表9-19可知，沒有(you)添(tian)加劑A的(de)著色(se)液著不上(shang)金黃色(se)而是黑色(se)的(de)，隨著其用量的(de)增(zeng)加，著色(se)膜(mo)(mo)變得致密且(qie)光亮(liang)，當(dang)其用量達到15g/L時(shi)，再增(zeng)加用量，對成(cheng)膜(mo)(mo)幾(ji)乎(hu)無影響(xiang)。添(tian)加劑的(de)最佳含量以9~12g/L為宜(yi)。
5. 添加劑B的作(zuo)用及(ji)其影響
添加劑B是過渡區金屬硫酸鹽，具(ju)有(you)光亮劑的(de)作用，提(ti)高(gao)著色膜(mo)的(de)光亮性、色澤，且(qie)重現性好(hao)。其他成(cheng)分不變(bian)，改變(bian)添加劑B的(de)用量，其對成(cheng)膜(mo)的(de)影響見表9-20。
由表9-20可見，沒有添(tian)加(jia)劑B的著(zhu)色液著(zhu)上的金黃色膜不光亮。添(tian)加(jia)劑B的最佳用(yong)量以(yi)10g/L為宜。
6. 溫度與時間的影響
實驗發現(xian)，溫度升高，電解(jie)著(zhu)(zhu)色(se)(se)的(de)速率(lv)增(zeng)大。當溫度在10~30℃內變(bian)化，著(zhu)(zhu)色(se)(se)速率(lv)變(bian)化不大。在20℃恒(heng)溫下，著(zhu)(zhu)色(se)(se)時間(jian)與著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜顏色(se)(se)的(de)關系見表9-21。
由表9-21可知，電解著金黃色的(de)時間為12~15min,有(you)利于試樣著色的(de)控制，能得(de)到重現性好的(de)成品。
7. 電解著色工藝流程(cheng)
不銹鋼試樣①→化學除油②→水洗→拋光活化處理③→水洗→電化學著色④→水洗→封閉處理⑤→沸水(shui)干(gan)燥。
注：①. 材料為1Cr18Ni9Ti不銹(xiu)鋼 .
②. 化(hua)學除油(you)一定(ding)要將不(bu)銹鋼上的油(you)除干凈，否則(ze)著不(bu)上金(jin)色或(huo)著色不(bu)均勻。除油(you)液組分為：氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉40g/L,碳(tan)酸鈉60g/L,OP乳化(hua)劑5mL/L,除油(you)溫度60~70℃,時間8~12min。
③. 拋光活化液(ye)組(zu)分。硫酸(suan)200ml/L,鹽酸(suan)70mL/L,硝酸(suan)20mL/L,溫度40~60℃,時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)2~3min.要控制好活化程(cheng)度。活化時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)不夠，著色速率慢，著色不均勻(yun)，結合力差；活化時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)太(tai)長(chang)，不銹(xiu)鋼易產生過腐(fu)蝕。
④. 電化學著色，按配方4 的成分和工藝條件(jian)進行。不銹鋼作(zuo)陽極，鉛板作(zuo)陰(yin)(yin)極，陰(yin)(yin)陽兩(liang)極的面(mian)積之比為3:1.所用試(shi)劑均為分析純。
⑤. 封閉處理。由于著色膜的附著力強，且致密耐路，對一般不銹鋼裝審器材，可直接封閉處理，無需固膜處理。封閉處理液組成為；硅酸鈉（Na2Sio3)2%~4%,添加劑1.5%,表面活性劑0.5%,封閉處理溫度70~90℃,時間5~6min.
8. 著色膜性能檢驗
①. 耐磨性實(shi)驗
按GB 1768-79進行耐磨(mo)性(xing)實(shi)驗。橡皮(pi)輪加壓5N,實(shi)驗3min,膜層顏色(se)(se)基本不變，該(gai)著(zhu)色(se)(se)膜具有(you)優良的耐磨(mo)性(xing)。
②. 耐腐蝕性
按GB 4334.6-84,將(jiang)著色后的樣(yang)品和未(wei)著色的空白不(bu)銹(xiu)鋼試樣(yang)進(jin)行耐腐(fu)蝕(shi)性對照實驗(yan)，空白不(bu)銹(xiu)鋼試樣(yang)的失重腐(fu)蝕(shi)率為(wei)30.65g/(㎡·h)而(er)金黃(huang)膜試樣(yang)的失重腐(fu)蝕(shi)率為(wei)1.28g/(㎡2·h),僅約為(wei)空白不(bu)銹(xiu)鋼的1/30。因而(er)該著色膜具有優(you)良的耐腐(fu)蝕(shi)性。
