不锈钢化学着色配方 20 (见表8-9) ,本配方由沈阳工业学院金光、张学萍、毕监智于2004年提出。


 他们通过正交试验研究了不锈钢着色液配方、温度、时间、电极电位对着色的影响,优化着色工艺,获得电极电位与颜色的良好对应关系,测试了着色膜的耐磨性,耐蚀性、变形加工性能,分析添加剂对不锈钢着色的影响。所得膜层颜色均匀,耐磨性、耐蚀性、变形加工性能良好,工艺维护简单。



1. 实验工艺流程


   304不锈钢(镜面光亮8K)→清洗→碱性除油→水洗→酸活化→着色→硬化(铬酐250g/L,浓硫酸1.4mL/L,DK0.5~1.0A/d㎡,温度45~55℃,时间10~15min)→水洗→封闭(Na2SiO10g/L,温度沸腾,时间10~15min)→水洗→干燥。



2. 实验结果


①. 温度


   50℃时加入较多添加剂,反应速率平稳,着色膜色泽均匀,鲜艳度好。


   60℃时添加剂含量对结果影响不大,膜层质量好。


   100℃时温度高,使反应速率过快,着色膜色泽不均匀,不易控制。


②. 表面膜的电极电位与颜色的对应关系


  着色时,开始电位很高,而后迅速下降,之后逐步上升,到达一个高点电位后再下降。这个高点电位为着上颜色的起始电极电位。图8-22为不锈钢片对铂片的电极电位与时间的关系曲线。着色时,每隔1min用数字万用表记录下不锈钢片对铂片的电极电位,着色时间5min,199mV,变成黑色的电位是189mV,变成蓝色的电位是187mV,变成黄色的电位是185mV,变成金黄色的电位是183mV,所以,黑色的电位差是10mV,蓝色的电位差是12mV,黄色的电位差是14mV,金黄色的电位差是16mV。


图 22.jpg


③. 前处理对着色的影响


 化学除油时,着色面应充分被水所润湿,否则结合力欠佳或发花,甚至着不上色。


 活化是为了消除不锈钢表面的钝化膜,获得新鲜表面。活化不足,着色的起始电位保持时间长,颜色不容易控制,活化过度则使着色膜暗淡无光。


④. 后处理的影响


  着色膜形成后存在大量微细孔,腹层疏松不牢固,易磨损,必须硬化处理。硬化处理后防止表面被污染,需封闭处理。封闭煮沸时间以15~20min为佳。时间过短,耐磨性不佳,过长形成色斑,颜色深度下降。


⑤. 添加剂的影响


  适当加入少量钼酸铵有利于封闭后着色膜的耐磨性提高,会加速着色膜中微孔的充填效果。碳酸盐和硫酸盐加快着色速率。


⑥. 搅拌的影响


   搅拌着色液的着色膜色彩均匀性明显优于不搅拌的着色液。



3. 着色膜层性能实验


 ①. 耐蚀性


    着色试片放入20%硫酸中,48小时未发生腐蚀。未着色试片很快被腐蚀。


 ②. 耐磨性


    用橡皮反复擦拭着色面300次,没有发现起皮现象,说明耐磨性很好。


 ③. 加工性能


    弯曲180°,着色膜没有脱落。说明具有良好的机械加工性能。