华中理工大学不锈钢化学着色配方工艺说明

不锈钢化学着色配方 5~8(见表8-9)的说明

本系列HR配方由华中理工大学化学系郭稚弧、王海人、贾法龙提出。

1. 实验材料

   采用1Cr17不锈钢。

2. 时间与色彩的关系

   见表8-17

3. HR添加剂对着色的影响

  未加添加剂的配方着色反应达到终点黄绿色的时间最长，需48min.配方8中加入HR-6添加剂的时间最短，19min达到黄绿色终点。添加剂HR-6等有利于促进着色反应的进行，缩短反应时间。

4. 颜色的控制

  不锈钢在着色过程中，随着时间的延长，表面的电位也随之发生变化。经过起色电位后，电位继续上升，依次出现蓝色→金黄色→紫色→黄绿色，每种颜色都对应着一定的电位，虽然在实际操作中，由于温度和着色液成分的变化，起色电位和各种颜色对应的电位值会有所变化，但对于某种特定的不锈钢材料来说，着色电位差，即起色电位和某种颜色对应的电位差值是恒定的，故可用控制着色电位的方法来获得特定的颜色。根据电位差值的大小，在相同时间内取出不锈钢，基本上是同一种颜色。

5. 前处理的影响

  前处理对不锈钢后期的着色效果影响很大，其中以抛光和活化尤为重要，直接影响着色膜的质量。

 ①. 化学抛光

 用添加剂HR-1配制抛光液： 磷酸（H₃PO₄)  50mL/L  、硫酸（H₂SO₄)  400mL/L 、盐酸（HCI)  300mL/L 、 3mL/L  HR-1 。

 HR-1添加剂由缓冲剂、整平剂、光亮剂组成，对抛光效果有明显改善。

②. 活化

  在活化液中加人HR-2添加剂后，着色反应可在较低的温度下进行。活化后不清洗，直接放入着色液中。HR-2中包含去极化剂，可以阻止金属表面自钝化，使其维持在活化溶解区，活化液的成分如下：

a. 盐酸（HCl)(d=1.19)  10mL/L  、硫酸（H₂SO₄)(d=1.84)   10mL/L

b. 盐酸（HC1)(d=1.19)  10mL/L  、HR-2   5~10mL/L

6. 后处理的影响

 后处理包括固膜和封闭。

①. 固膜

使着色膜表层的六价铬（Cr⁶⁺)还原成三价铬（Cr³⁺),本研究采用的固膜配方及操作条件见表8-18.

②. 封闭

 将疏松的氧化膜进一步固化，封闭液为1%硅酸钠（Na₂SiO₃)水溶液，在封闭液中煮沸10min。

7. 着色膜的耐磨性

 将着金黄色膜的不锈钢经过4种固膜处理后，用日本スガ磨耗试验机检测，对磨材料为瓶塞橡皮，负荷5N(牛顿）。固膜液1的耐磨次数为1000次，固膜液2为2000次，固膜液3和固膜液4都不到100次。HR-7的含量在固膜液2 中对耐磨性的影响见表8-19。

 可见HR-7的加入量在6%为好

8. 着色膜的耐蚀性

 在10%三氯化铁（FeCl₃)溶液中的极化曲线见图8-15,不锈钢经着色、固化、封闭处理后，其耐蚀性比未着色不锈钢好得多。