不銹鋼電化學著彩色酸性溶液成分和工藝條件見表9-9。配方11 (見表9-9)的說明 。本配方由四川理工學院材料化學工程系 張述林、陳世波、王曉波于2006年9月提出。作者介紹了奧氏(shi)不銹鋼在硼酸、檸檬酸三銨、硫酸亞鐵銨和添加劑的電解液中進行彩色化的環保型配方，通過正交試驗得到著色條件，進行電化學氧化，形成綠色彩色膜。
1. 不銹(xiu)鋼著色實驗裝置
見圖9-25.微機(ji)為LK98微機(ji)電(dian)化(hua)學(xue)分析系統。5為飽和氯(lv)化(hua)鉀甘示電(dian)極(ji)作(zuo)為參比(bi)電(dian)極(ji)，6為 213鉑電(dian)極(ji)作(zuo)為輔助電(dian)極(ji)。
2. 實驗步驟
①. 前處理
打磨(mo)（400#水砂(sha)紙(zhi)粗砂(sha)拋光(guang)，再用(yong)800#水砂(sha)紙(zhi)細砂(sha)拋光(guang)，使(shi)表面光(guang)潔平整(zheng)）→除(chu)油（堿溶(rong)液(ye)常規除(chu)去油污）→水洗(xi)→酸(suan)洗(xi)（用(yong)硫酸(suan)和鹽酸(suan)去除(chu)不銹鋼(gang)表面的氧化(hua)物）→水洗(xi)→電解拋光(guang)→水洗(xi)→活化(hua)（在活化(hua)液(ye)中1min)→水洗(xi)。
②. 按(an)圖9-25所(suo)示連接
不銹鋼試樣為(wei)工作(zuo)電極，飽和氯化(hua)鉀甘汞電極作(zuo)為(wei)參(can)比電(dian)(dian)極，鉑電(dian)(dian)極作(zuo)為輔助電(dian)(dian)極，將(jiang)三電(dian)(dian)極置于含有硼酸(suan)、硫(liu)酸(suan)亞(ya)鐵銨(an)、檸檬酸(suan)三銨(an)、添加劑ZH-L1 電(dian)(dian)解(jie)液(ye)中(zhong)，用(yong)LK98微(wei)機(ji)電(dian)(dian)化學分析系統，將(jiang)奧氏(shi)不銹鋼試樣(yang)在(zai)溶液(ye)中(zhong)采(cai)用(yong)單電(dian)(dian)位(wei)階躍計時(shi)法(fa)進行著(zhu)色。工藝條(tiao)件如下(xia)：控制電(dian)(dian)位(wei)-700mV,階躍電(dian)(dian)位(wei)1mV,等待時(shi)間(jian)1s,采(cai)樣(yang)間(jian)隔(ge)時(shi)間(jian)1.000s,采(cai)用(yong)點數240點，自(zi)動(dong)調節極化電(dian)(dian)流，使試樣(yang)的電(dian)(dian)位(wei)（相對于參(can)比電(dian)(dian)極）隨給定電(dian)(dian)位(wei)發生線性(xing)變化，得到鈍(dun)化曲線，如圖(tu)9-26所示。
3. 正交(jiao)試驗的結果
影(ying)響不銹(xiu)鋼(gang)彩色化的主要因素有：陽(yang)極(ji)極(ji)化電(dian)位φ,溫度(du)T,硼酸溶液體積(ji)VB,檸(ning)檬酸三銨溶液體積(ji)Vc,硫酸亞鐵銨溶液體積(ji)VF 固定(ding)為(wei)150mL,添加劑ZH-L1體積(ji)Vz固定(ding)為(wei)1.0mL,著(zhu)(zhu)色(se)電(dian)位一般為(wei)-700~-300mV,通過(guo)正(zheng)交試驗，確(que)定(ding)不銹(xiu)鋼(gang)著(zhu)(zhu)綠色(se)工藝(yi)配方及工藝(yi)條(tiao)件如下：
0.15mol/L硼酸(suan)溶(rong)液(ye) 100mL 、蒸(zheng)餾水 100mL 、0.15mol/L硫酸(suan)亞(ya)鐵(tie)銨 150mL 、溫(wen)度(du) 60~70℃
0.1mol/L檸(ning)檬酸三銨 10mL 、電位(wei)（SCE) -600~-700mV 、添加劑ZH-L1 1.0mL 、時間(jian) 2~5min
4. 各(ge)種因素的影響
①. 預處理對著(zhu)色的影(ying)響
預處(chu)理(li)的(de)好(hao)壞是決(jue)定(ding)膜厚和表(biao)面質量的(de)關鍵因(yin)素，預處(chu)理(li)不當，會(hui)引起色(se)(se)(se)(se)彩(cai)(cai)不均勻，顏色(se)(se)(se)(se)不同、色(se)(se)(se)(se)彩(cai)(cai)暗淡(dan)或不平整，甚至(zhi)不著(zhu)色(se)(se)(se)(se)，故預處(chu)理(li)中電解拋光是關鍵工序，影響著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜的(de)厚度，從(cong)而影響著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜的(de)色(se)(se)(se)(se)彩(cai)(cai)。
②. 添(tian)加劑的影響
隨著添加劑(ji)ZH-L1濃(nong)度的升高(gao)(gao)，試樣(yang)的腐蝕速率(lv)和(he)(he)氧化(hua)(hua)速率(lv)增加較快，氧化(hua)(hua)膜厚度增加，耐蝕性(xing)和(he)(he)耐磨性(xing)提高(gao)(gao)，用(yong)量(liang)超過2.0mL,出現(xian)輕微過蝕，引起表面光澤和(he)(he)粗糙度變差(cha)，故(gu)ZH-L1用(yong)量(liang)應嚴格控制。
③. 著(zhu)色溫度的影響(xiang)
溫度(du)(du)上(shang)升，著色膜的色調加(jia)(jia)深，膜層加(jia)(jia)厚，同時膜的耐蝕(shi)性(xing)、耐磨性(xing)提高，光(guang)澤和粗糙度(du)(du)變差(cha)。對于綠色膜最佳溫度(du)(du)為60℃.表9-36為溫度(du)(du)對著色效果的影(ying)響。
④. 著色時間的影響
在著(zhu)色(se)(se)時(shi)間(jian)2min、3min、4min、6min、9min、30min內，隨著(zhu)時(shi)間(jian)的延長，著(zhu)色(se)(se)膜的耐蝕性及(ji)耐磨(mo)性增加。6min后，時(shi)間(jian)再延長，其(qi)耐蝕性及(ji)耐磨(mo)性保持不變(bian)，色(se)(se)調為(wei)棕(zong)褐色(se)(se)；30min引起過(guo)蝕，表面光澤度變(bian)差。綠(lv)色(se)(se)膜的最佳著(zhu)色(se)(se)時(shi)間(jian)為(wei)3min.
⑤. 耐蝕性(xing)
通過陰極處理，使其耐蝕性(xing)增(zeng)強，從環保(bao)角度(du)，采用不含鉻的(de)配(pei)方，對(dui)環境污染較(jiao)INCO法(fa)有(you)改(gai)善。本工藝實驗(yan)(yan)結果基本令人滿意，有(you)其廣闊的(de)應用前景。本實驗(yan)(yan)只在總體積361mL內實驗(yan)(yan)。擴大到較(jiao)大規模，其配(pei)方為：
硼酸 2.6g/L 、溫度(du)60℃ 、硫酸亞鐵銨 25g/L 、時間 3min 、檸檬酸三銨 0.7g/L 、電位 -600~-700mV 、添加劑 ZH-LI 3mL/L
