不銹鋼電化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)著彩(cai)色(se)酸(suan)性溶液成分和工藝條件見表9-9。配方4 (見表9-9)的說明(ming) 。本配方由(you)長沙中南大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)冶(ye)金物理化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)與(yu)材料(liao)化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)研究所 何新快、陳白(bai)珍、周(zhou)寧波、張(zhang)欽發(fa)提出。
1. 重鉻酸鉀用量對成膜速(su)率及(ji)其(qi)顏(yan)色(se)的(de)影響
重(zhong)鉻酸(suan)(suan)鉀是主成(cheng)膜物(wu)質,提供(gong)三價鉻在陽(yang)極表面達到臨界(jie)值水解而生成(cheng)金屬著(zhu)色膜。其(qi)他成(cheng)分不變,改變重(zhong)鉻酸(suan)(suan)鉀用量,其(qi)對(dui)著(zhu)色膜的(de)影響(xiang)見(jian)表9-17。
由表9-17可見(jian),隨著重(zhong)鉻(ge)酸鉀(jia)(jia)用(yong)量的增加(jia),其(qi)他成分不變,成膜(mo)速(su)率加(jia)快,所(suo)得著色膜(mo)的質量也越(yue)均勻,致密(mi)。但當其(qi)達到50g/L時,成膜(mo)速(su)率幾乎不變。選取重(zhong)鉻(ge)酸鉀(jia)(jia)含(han)量為(wei)40g/L。
2. 硫酸(suan)錳用(yong)量(liang)對成膜速率及其顏(yan)色的影響
硫(liu)酸錳(meng)是輔助成(cheng)膜(mo)劑,其(qi)(qi)他成(cheng)分不變,改變硫(liu)酸錳(meng)用量,對成(cheng)膜(mo)速率及其(qi)(qi)顏(yan)色(se)的影響見表9-18。
從表(biao)9-18可見,硫酸(suan)(suan)錳的用(yong)量既(ji)影(ying)響著色速率,又影(ying)響著色膜的質量。硫酸(suan)(suan)錳的最佳含量取(qu)20g/L為(wei)宜。
3. 硫(liu)酸(suan)銨的主要作(zuo)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. 添加(jia)劑A的作用及其影響
添(tian)加劑(ji)A是鉬(mu)酸(suan)根鹽,它(ta)參與成膜(mo),促進氧(yang)化膜(mo)的形成。它(ta)能使不銹(xiu)鋼表面(mian)鈍化而生(sheng)成鉬(mu)系列金屬氧(yang)化物(如(ru)二氧(yang)化鉬(mu),氧(yang)化亞鉬(mu)等),使得(de)著色膜(mo)致(zhi)密,提(ti)高著色膜(mo)的耐蝕性(xing)、耐磨性(xing)。分別改變添(tian)加劑(ji)A的用量(liang),其(qi)對膜(mo)的影響(xiang)見表9-19。
由表(biao)9-19可知,沒有添加(jia)(jia)劑A的(de)著(zhu)色(se)液著(zhu)不上金黃(huang)色(se)而是黑色(se)的(de),隨著(zhu)其用(yong)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)(jia),著(zhu)色(se)膜(mo)變得致密且(qie)光亮,當其用(yong)量(liang)達到15g/L時,再(zai)增(zeng)加(jia)(jia)用(yong)量(liang),對成膜(mo)幾乎無影響。添加(jia)(jia)劑的(de)最佳(jia)含量(liang)以9~12g/L為宜。
5. 添加劑(ji)B的(de)作用及其影響
添加劑B是過渡區金屬硫酸鹽(yan),具有光亮劑的(de)作用,提高著色膜的(de)光亮性、色澤,且重(zhong)現性好。其他成(cheng)分不變(bian),改變(bian)添加劑B的(de)用量,其對成(cheng)膜的(de)影響見表(biao)9-20。
由(you)表(biao)9-20可(ke)見,沒(mei)有添加(jia)劑B的(de)著色液著上的(de)金黃(huang)色膜不光亮(liang)。添加(jia)劑B的(de)最(zui)佳用量以10g/L為宜。
6. 溫度與時間的影響(xiang)
實驗(yan)發現(xian),溫度升高,電(dian)解著(zhu)(zhu)色(se)(se)的速(su)率(lv)增大。當溫度在10~30℃內變化(hua),著(zhu)(zhu)色(se)(se)速(su)率(lv)變化(hua)不大。在20℃恒溫下(xia),著(zhu)(zhu)色(se)(se)時間與著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜顏色(se)(se)的關系見表9-21。
由表9-21可知(zhi),電(dian)解著金黃色(se)的時間為12~15min,有利(li)于試樣著色(se)的控(kong)制,能得到重現(xian)性好的成品。
7. 電解著色(se)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→沸水干燥。
注:①. 材料為1Cr18Ni9Ti不銹(xiu)鋼 .
②. 化學除(chu)油一定要將不銹鋼(gang)上(shang)的(de)油除(chu)干凈,否則著不上(shang)金色(se)或著色(se)不均勻。除(chu)油液組分為(wei):氫氧化鈉40g/L,碳酸鈉60g/L,OP乳化劑(ji)5mL/L,除(chu)油溫度60~70℃,時間8~12min。
③. 拋光活(huo)化液組(zu)分(fen)。硫酸200ml/L,鹽酸70mL/L,硝酸20mL/L,溫(wen)度(du)40~60℃,時(shi)間2~3min.要控(kong)制(zhi)好活(huo)化程(cheng)度(du)。活(huo)化時(shi)間不夠,著色速率慢,著色不均勻,結合力差;活(huo)化時(shi)間太長,不銹鋼易(yi)產生過腐蝕。
④. 電化學(xue)著色,按(an)配方4 的(de)成分和工藝條件進行(xing)。不銹(xiu)鋼作(zuo)陽極(ji),鉛板作(zuo)陰(yin)極(ji),陰(yin)陽兩極(ji)的(de)面積(ji)之比(bi)為3:1.所用試劑均為分析純。
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(yan)
①. 耐(nai)磨性實(shi)驗(yan)
按(an)GB 1768-79進行(xing)耐(nai)磨性(xing)實驗。橡(xiang)皮輪加壓5N,實驗3min,膜(mo)層顏色基本(ben)不(bu)變,該(gai)著色膜(mo)具有優良(liang)的耐(nai)磨性(xing)。
②. 耐(nai)腐蝕(shi)性
按GB 4334.6-84,將著(zhu)色(se)后的(de)(de)樣(yang)(yang)品和未(wei)著(zhu)色(se)的(de)(de)空(kong)白不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼試樣(yang)(yang)進行耐腐蝕(shi)性對照實驗,空(kong)白不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼試樣(yang)(yang)的(de)(de)失重腐蝕(shi)率為30.65g/(㎡·h)而金黃膜(mo)試樣(yang)(yang)的(de)(de)失重腐蝕(shi)率為1.28g/(㎡2·h),僅約為空(kong)白不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)1/30。因而該著(zhu)色(se)膜(mo)具有優良(liang)的(de)(de)耐腐蝕(shi)性。