從表面顯微結構看,著色膜是一層疏松結構。表面有許多10~20μm的凹槽,凹槽的面積約占總面積的20%,著色膜是柔軟的,不耐磨的,易為手指所沾污,無實用價值,必須進行固膜處理,提高膜的性能。


  固膜處理機理如下。將著色出來的彩(cai)色不(bu)銹鋼放入含有鉻酐和反應促進劑的溶液中。將彩色不銹鋼放在電解槽的陰極,陽極使用鉛板,進行電解處理,通過陰極上析出的氫把六價鉻(Cr6+)還原為三價鉻(Cr3+),并形成穩定的三價鉻絡合物沉積在著色膜上,達到封孔的目的。隨著電解過程中氫離子的析出,膜表面微孔內pH上升,達到三價鉻(Cr3+)水解的pH時,水解產生Cr2O3、Cr(OH)3、鉻化物,填充在膜孔中。


 固膜處理溶液成分和工藝條件見表(biao)8-31.


表 31.jpg


化學固膜溶液成分及工藝條件:


重鉻酸鉀(K2Cr2O7)  15g/L  、溫度  60~80℃  、時間  2~3min  、氫氧化鈉(NaOH)  3g/L  、pH  6.5~7.5


固(gu)(gu)膜(mo)(mo)處理(li)(li)對色(se)(se)彩的(de)影響:電解(jie)固(gu)(gu)膜(mo)(mo)處理(li)(li)后(hou),實質(zhi)上(shang)也能使氧化膜(mo)(mo)加厚,使彩色(se)(se)膜(mo)(mo)的(de)顏色(se)(se)發生變(bian)化,處理(li)(li)時間越長,顏色(se)(se)變(bian)化越大。因此,在達(da)到固(gu)(gu)膜(mo)(mo)的(de)效果后(hou),盡(jin)量縮(suo)短固(gu)(gu)膜(mo)(mo)處理(li)(li)時間。


固(gu)膜處理前后著色膜顏色變化(hua)見表8-32.


表 32.jpg


 從(cong)表(biao)8-32可(ke)(ke)見,茶色(se)(se)(se)(se)(se)至(zhi)藍灰色(se)(se)(se)(se)(se),固(gu)(gu)膜(mo)(mo)前后(hou)顏色(se)(se)(se)(se)(se)基本不變,黃(huang)色(se)(se)(se)(se)(se)由(you)淺變深,從(cong)深黃(huang)色(se)(se)(se)(se)(se)開(kai)始到(dao)橙(cheng)色(se)(se)(se)(se)(se),固(gu)(gu)膜(mo)(mo)后(hou)比(bi)固(gu)(gu)膜(mo)(mo)前向后(hou)移(yi)了(le)一種(zhong)顏色(se)(se)(se)(se)(se),這是(shi)由(you)于固(gu)(gu)膜(mo)(mo)增厚(hou)了(le)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜(mo)(mo),從(cong)而推后(hou)了(le)一種(zhong)顏色(se)(se)(se)(se)(se),為(wei)了(le)得(de)到(dao)彩色(se)(se)(se)(se)(se)所要求的(de)顏色(se)(se)(se)(se)(se),在(zai)著(zhu)這幾種(zhong)顏色(se)(se)(se)(se)(se)時(shi)應提(ti)早一種(zhong)顏色(se)(se)(se)(se)(se)出(chu)槽,固(gu)(gu)膜(mo)(mo)后(hou)正(zheng)(zheng)好達到(dao)所需(xu)要的(de)顏色(se)(se)(se)(se)(se)。固(gu)(gu)膜(mo)(mo)處(chu)理后(hou),對原來(lai)的(de)色(se)(se)(se)(se)(se)澤(ze)有加深作用(yong)。但色(se)(se)(se)(se)(se)澤(ze)變化在(zai)整個表(biao)面上是(shi)均勻的(de),所以可(ke)(ke)以在(zai)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)時(shi)控制著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)電(dian)位加以糾正(zheng)(zheng)。


 為了穩定著(zhu)色(se)膜(mo)(mo)的色(se)彩,使膜(mo)(mo)固(gu)化處(chu)理后色(se)澤不變(bian),發現用硒酸來代替(ti)硫酸、磷(lin)酸,如固(gu)膜(mo)(mo)4號配方(fang),不僅能保持色(se)澤穩定,而(er)且耐(nai)磨(mo)性更好。但由于(yu)硒酸價格(ge)昂貴(gui),有毒(du)性,很(hen)少應用。


 鉬酸鈉加入固膜溶液中,對(dui)顏色無影響(xiang),可明顯(xian)提高著色層(ceng)的光亮度。



一、固膜處理后彩色膜性能


1. 耐磨性(xing)


   未(wei)經固(gu)膜處(chu)理的著色(se)膜。經有500g荷重的橡皮頭往復摩擦,5~8次(ci)即露底。經過固(gu)膜處(chu)理的著色(se)膜,可(ke)以(yi)承受200~400次(ci)往復摩擦后才露底。耐(nai)磨性提高數(shu)十倍(bei)。


   著色膜(mo)(mo)經(jing)固膜(mo)(mo)處理后的(de)耐(nai)磨(mo)性大(da)大(da)提(ti)高,硬度(du)增(zeng)加。其原因可(ke)解釋為鉻(ge)的(de)氧化物在表面(mian)上沉積出來,使著色膜(mo)(mo)變得致密,使硬度(du)增(zeng)加。


2. 耐點蝕實驗


   用10%FeCl3溶液,室溫,將未著色的、著巧克力色的和固膜處理的不銹鋼浸漬100h,試樣失重結果見表8-33。


表 33.jpg


   由表8-33可見,著色后并固(gu)膜處(chu)理的(de)試(shi)樣失重最(zui)小,也(ye)就是說耐蝕性最(zui)好。


3. 針(zhen)孔實驗


 試樣在10%FeCl3水溶液中,室溫浸漬1h,結果見表8-34。


表 34.jpg


  可以(yi)看出,僅著色處理的試樣麻點大而深,針(zhen)孔(kong)耐(nai)蝕(shi)性比原(yuan)材料還差。但固膜處理后(hou)的針(zhen)孔(kong)很細很淺,針(zhen)孔(kong)耐(nai)蝕(shi)性最好。


4. 耐污(wu)性測試


  ①. 用藍墨(mo)水滴在已著色試片(pian)上(shang),烘干后用清水沖(chong)洗,觀察(cha)試片(pian)上(shang)是否(fou)留有痕(hen)跡,見表8-35。


表 35.jpg


  ②. 用手觸摸試片實驗。耐污性(xing)差(cha)的試片手汗可(ke)使膜變色,見表8-36.





二、封閉處(chu)理


 固膜(mo)處理后的著(zhu)色膜(mo)仍有少量孔隙存(cun)在。對固膜(mo)處理后的著(zhu)色膜(mo)進行封(feng)閉處理。見表8-37封(feng)閉溶液和工藝(yi)條件。


表 37.jpg


 封閉對著色膜的(de)影響如(ru)下。


①. 耐摩擦性能


表 38.jpg


  由表8-38可(ke)見,最滿(man)意的結(jie)果為(wei)4號(hao)樣品(pin),即固化處理后在1%硅(gui)酸鹽水(shui)溶液中沸騰5min。


②. 耐(nai)磨(mo)損實(shi)驗


   摩擦件為(wei)塑料橡(xiang)皮,正壓(ya)力為(wei)0.625kgf/cm(1kgf/c㎡=98.07kPa).表8-39為(wei)各種著色膜表面耐(nai)磨損實驗結果(耐(nai)磨次數)。


表 39.1.jpg


   由表8-39可見,電(dian)解固(gu)膜(mo)(mo)后(hou)表面耐磨(mo)損比固(gu)膜(mo)(mo)前黃色膜(mo)(mo)提(ti)高7倍,藍色膜(mo)(mo)提(ti)高11倍。封(feng)閉后(hou)表面耐磨(mo)損比電(dian)解固(gu)膜(mo)(mo)后(hou)提(ti)高0.75倍(黃色膜(mo)(mo))。


③. 表面粗糙度的影(ying)響(xiang)


表 40.jpg


  不銹鋼經化學著色、固膜處理和硅酸鹽(yan)封閉后表(biao)面(mian)粗(cu)糙度均會發生變化,見表(biao)8-40不銹鋼表(biao)面(mian)粗(cu)糙度變化。