华中理工大学不锈钢电化学着彩色酸性溶液成分和工艺条件

不锈钢电化学着彩色酸性溶液成分和工艺条件见表9-9。配方9 (见表9-9)的说明 。本配方由华中理工大学化学系 郭稚弧、贾法龙、邱于兵提出。

1. 三角波电流扫描法着色不锈钢

 在着色液为铬酐 250g/L, 硫酸 490g/L, 实验中采用三角波电流，电流信号波形见图9-16.通过正交试验筛选出的最佳工艺参数为：最大电流密度imax=2mA/d㎡,最小电流密度imin=-0.5mA/d㎡,周期r=10s,温度T=25℃.可以制备出颜色均匀的彩色不锈钢。控制容易，重现性好。

2. 试片着色随时间的变化

在不同的时间下对不锈钢进行着色的结果见表9-26。

3. 控制电解时间获得所需的颜色

 从表9-26可知，随着通电时间的延长，膜的颜色发生变化。一定的电解时间对应着一定的颜色。因此，可通过控制电解时间来获得所需的颜色。在实验中，黄色对应的电解时间范围较宽，大约20min,相对来说容易控制。

4. 温度对颜色的影响

 温度对于颜色的控制有着很大的影响。温度越高，着色速率越快。同样通电20min,在不同的温度下所得的颜色见表9-27.

 在较高温度下，颜色的变化较快。着色时，严格地控制时间与温度是非常重要的。

5. 所需颜色的控制

 只要调节好适当的最大和最小电流密度、周期及温度参数，就可以得到所需要的颜色。在最大和最小电流密度、温度和周期固定的条件下。随着时间的延长，膜的颜色变化趋势大致为茶色一蓝色一黄色一红色。

6. 弯曲试片的着色

 把试片弯曲90°后进行三角波电流扫描着色，时间20min,试片为亮黄，颜色均匀，同样条件下所做的两个试片的颜色一样。此工艺对于曲面着色有良好的适应性。

7. 着色试片性能测试

 ①. 耐蚀性

  着色试片与未着色试片在0.2mol/L盐酸中的自然腐蚀电位比较见图9-17,该图表明彩色不锈钢片在此盐酸中长期浸泡仍然保持钝态电位，而且很稳定。耐蚀性显然要比未着色的要好。

 ②. 耐磨性

   用负荷500g的瓶塞橡

 皮在着色膜表面来回摩擦，接触面积为50m㎡.试片经过电解硬化和封闭后，其耐磨次数在1000次以上，表明耐磨性良好。

 ③. 耐热性

  着色试片在300℃的环境下烘烤1h,膜的颜色没有变化，表明其热稳定较好。

 ④. 加工性能

  把彩色试片来回弯曲180°数十次，表面膜无任何损伤，呈现良好的加工性能。

8. 不锈钢着色前处理

 1Cr18Ni9Ti不锈钢→机械抛光→清洗→除油^①→清洗→电化学抛光^②→清洗→着色。

注：①. 除油液： 氢氧化钠（NaOH) 20~40g/L,碳酸钠（NazCO₃) 30~40g/L, OP乳化剂 2~3mL/L,温度70~80℃,时间6~10min.

     ②. 电化学抛光： 磷酸（H₃PO₄)(85%)560mL/L,硫酸（H₂SO₄)(98%) 400mL/L, 铬酐 50g/L, 其余为水，电流密度20~50A/d㎡,电压10~20V,温度55~65℃,4~5min.

9. 着色后处理

着色→清洗→固膜处理^①→清洗→封闭^②→清洗→烘干。

注：①. 固膜处理： 采用阴极电解处理。铬酐（CrO₃) 250g/L, 磷酸（H₃PO₄) 2.5g/L,阴极电流密度0.4A/d㎡,温度25℃,时间10min.

       ②. 封闭：  硅酸钠（NazSiO₃)1%,温度煮沸，封闭时间，5min.