1. C.J.林和J.G.杜研究用脈沖電流的方法對不銹鋼進行著色,同時研究膜的力學性能。著色溶液為鉻酐和硫酸體系,脈沖電流信號形狀為矩形方波,通過改變參數I1(正電流值)、I2(負電流值)、T1(正電流持續時間)和T2(負電流持續時間),研究不同脈沖電流信號變化下不銹鋼的著色情況。由脈沖獲得的著色膜具有良好的附著性和延展性。色膜經SEM分析,其晶粒大小為5nm,顯示出近乎非晶態的組織。在施加脈沖信號的過程中,陽極電流伴隨著陽極反應,陰極電流伴隨著陰極反應,在特定的信號參數范圍內,著色膜的厚度與通人的總電量呈正比。因此,可通過控制輸人的總電量來得到特定厚度的著色膜,從而達到控制顏色的目的。采用此方法,顏色的重現性較化學法的好,此法是在75℃溫度下進行的。
2. 宋玉繼等人提出用(yong)生產流水線的(de)(de)方(fang)式進(jin)行(xing)不銹鋼彩色處理(li),并且申請了專利(li)。其裝(zhuang)置示意圖見圖9-1。工藝采(cai)用(yong)方(fang)波電流進(jin)行(xing)著色處理(li)。溶液是鉻酐和(he)硫(liu)酸(suan)體系。通過控制陽(yang)極(ji)電流值(zhi)、陰極(ji)電流值(zhi)、頻率和(he)通電時間來(lai)獲得(de)所需(xu)的(de)(de)顏色,與化學(xue)著色法相比(bi),重(zhong)現性很(hen)好,顏色非(fei)常均勻(yun)。
3. 廖小珍、錢道蓀、朱新運研究了交流方波電解法制備彩色不(bu)銹鋼。用交流方波電解著色法可以制備茶色、藍色、黃色、紅色、綠色等系列的十多種色調不同的彩色不銹鋼,色彩均勻亮麗,重現性好。具體顏色取決于電流密度、方波周期、通電周期數,顏色控制容易。采用該法,可降低著色液溫度至55℃,可以縮短著色時間。
4. K.奧格(ge)拉和(he)勞W.納卡雅馬(ma)M嘗試用三角波(bo)電流脈沖法進行(xing)著(zhu)色(se),著(zhu)色(se)可(ke)在室(shi)溫下進行(xing)。要獲(huo)得特定的(de)顏色(se),必須調整(zheng)好適當的(de)Imax、Imin和(he)r(三角波(bo)周(zhou)期(qi)值)。著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)厚(hou)度(du)(du)與電解時間和(he)r的(de)對數呈(cheng)線(xian)性關系。K.奧格(ge)拉用紫外分光光度(du)(du)計測量了著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)厚(hou)度(du)(du)。著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)厚(hou)度(du)(du)可(ke)用下式來估算:
式中,λ為(wei)(wei)著(zhu)色膜的反(fan)射光(guang)譜(pu)中最大反(fan)射系(xi)數(shu)(shu)對應的波(bo)長;λ'為(wei)(wei)著(zhu)色膜的反(fan)射光(guang)譜(pu)中最小反(fan)射系(xi)數(shu)(shu)對應的波(bo)長;n為(wei)(wei)化(hua)膜的折射系(xi)數(shu)(shu)。
隨著(zhu)通電時間的(de)延(yan)長,工作的(de)顏(yan)色按照褐色→黃色→紅色→藍(lan)色→綠色的(de)順(shun)序(xu)變(bian)化。
5. J.N.金、S.J.歐、S.C.李(li)等人研究(jiu)在(zai)正弦(xian)波(bo)(bo)(bo)、正弦(xian)波(bo)(bo)(bo)+直流、正弦(xian)波(bo)(bo)(bo)+方波(bo)(bo)(bo)這3種電流信號的(de)作用下,得到不(bu)同類型(xing)的(de)著色膜,都具有(you)良好的(de)性能(neng)。
6. 郭稚弧、賈法(fa)龍(long)、邱于兵研(yan)究三角波電流掃(sao)描法(fa)制備彩色(se)(se)(se)不(bu)銹鋼。通過(guo)正交試驗(yan)探討最(zui)佳工(gong)藝(yi)參(can)(can)數,并(bing)對(dui)著(zhu)色(se)(se)(se)膜的(de)各項性能做(zuo)了測試,耐磨性能較(jiao)好(hao)。此工(gong)藝(yi)對(dui)曲面著(zhu)色(se)(se)(se)也(ye)有(you)(you)良好(hao)的(de)適(shi)應性,把試片彎(wan)成90°后進行著(zhu)色(se)(se)(se),顏色(se)(se)(se)也(ye)很(hen)均勻,重現(xian)性也(ye)很(hen)好(hao)。只要(yao)控(kong)制好(hao)工(gong)藝(yi)參(can)(can)數就可以獲得預期(qi)的(de)顏色(se)(se)(se)。溫度(du)對(dui)于顏色(se)(se)(se)的(de)控(kong)制有(you)(you)很(hen)大的(de)影(ying)響(xiang),溫度(du)越(yue)高,著(zhu)色(se)(se)(se)速率越(yue)快。
7. 賈法龍、郭稚弧研究著色過程中,著色液中的雜質離子濃度的變化情況。在不銹鋼著色過程中,反應產生的雜質離子,如Fe3+、Cr3+、Ni2+的濃度不斷增加,這三種離子的含量是影響著色重現性的重要因素。對著色溶液體系建立可行的分析方法,對雜質離子的影響進行研究,發現隨著電解著色時間的延長,鉻離子濃度增加最快,鐵離子和鎳離子的濃度增加較慢。在Cr3+≤2.0g/L、Fe3+≤600mg/L、Ni2+≤184mg/L的范圍內,著色膜的重現性可得到保證。著色膜的EPMA分析表明,電化學著色得到的膜比化學法著色的膜要致密,耐磨性要好。他們還研究了低頻方波電化學著色法制備彩色不銹鋼,此法獲得的顏色均勻,容易控制,重現性好。
8. 李(li)曉煜、謝致微、張(zhang)文雄等人(ren)研究了不銹鋼陽極氧化(hua)成(cheng)金黃色(se)。著色(se)液中鉻(ge)酐(gan)20g/L,硫酸(suan)400mL/L,硫酸(suan)錳3g/L,添(tian)加劑 YZ-03 40g/L,乙酸(suan)鈉10.5g/L,電流密(mi)度為0.4A/d㎡,此工藝主要是用于形成(cheng)金黃色(se)的(de)著色(se)膜,對于其他顏(yan)色(se)則難以實現。不銹鋼在如(ru)此低的(de)鉻(ge)酐(gan)濃度下的(de)著色(se)液中,如(ru)果沒有電流通入,即使浸泡(pao)數小時也不著色(se)。
9. 方景禮(li)、劉琴、韓克平、陳耀輝等人研究了(le)在鉬(mu)酸鈉溶液中將不銹鋼(gang)成功(gong)鍍覆上一(yi)層藍色膜(mo)。不銹鋼(gang)在陰(yin)極電(dian)流的(de)作用下(xia),表面沉積上一(yi)層鉬(mu)的(de)復雜化合物。膜(mo)厚度(du)約為42.7μm.
10. 奧格拉(la)K、沙庫(ku)來K、烏(wu)哈(ha)拉(la)S等人研究了(le)在室(shi)溫下用交流電(dian)(dian)位(wei)脈沖法(fa)(fa)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)著(zhu)色。他們首先以(yi)20mV/min和(he)60mV/min的(de)(de)掃描速率做了(le)奧氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在著(zhu)色液中(zhong)的(de)(de)動電(dian)(dian)位(wei)極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線,發現不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)開(kai)始過鈍化(hua)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)為(wei)1.2V,隨著(zhu)電(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)增(zeng)加,過鈍化(hua)電(dian)(dian)流達到一(yi)個極(ji)(ji)限(xian)值。根據(ju)這個極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線,確定了(le)方(fang)波電(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)Emax和(he)Emin,但(dan)Emax不(bu)(bu)(bu)(bu)能太大,否則(ze)生成(cheng)的(de)(de)氧化(hua)膜會發生部分溶(rong)解。脈沖幅(fu)度和(he)寬度對(dui)著(zhu)色情況也(ye)有影響。在這種實驗條件(jian)下,最佳的(de)(de)脈沖幅(fu)度應該在0.4~0.44V.這種方(fang)法(fa)(fa)可(ke)以(yi)在室(shi)溫下對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)進行著(zhu)色,著(zhu)色速率較快(kuai)。但(dan)是,電(dian)(dian)位(wei)法(fa)(fa)比電(dian)(dian)流法(fa)(fa)在生產(chan)中(zhong)操作起來較麻煩(fan),因為(wei)不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)自然電(dian)(dian)位(wei)不(bu)(bu)(bu)(bu)完(wan)全一(yi)致,選(xuan)擇的(de)(de)極(ji)(ji)化(hua)電(dian)(dian)位(wei)不(bu)(bu)(bu)(bu)相同(tong)。目前(qian)這種方(fang)法(fa)(fa)已有幾(ji)個專利。
11. 因科電解著色法對鉻-鎳系不銹鋼工件著色處理時,在含有碳酸鈉(Na2CO3)、硅酸鈉(Na2SiO3)、鋁酸鈉等成分或含少量的硫酸中,在常溫下,在32~107A/dm電流密度下,進行交流電解,不同時間可獲得褐色、金黃色、紅色、綠色等不同的色彩。對13Cr鐵素體不銹鋼工件和18Cr8Ni奧氏體不銹鋼也可在含氫氧化鈉(NaOH)500~700g/L、鉻酸銨[(NH4)2CrO4]50~100g/L、氯化鈉20g/L的水溶液中作直流電解著色。改變電流密度或時間,可獲得預期的色彩。
12. 日新制(zhi)鋼(gang)公司提出的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解著色工(gong)藝,是先將不(bu)銹鋼(gang)工(gong)件(jian)在(zai)5%硅酸(suan)鈉溶液(ye)中于85℃和5A/d㎡的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度下(xia)(xia)進(jin)行45秒的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學除油,水洗(xi)后(hou)(hou)浸入室溫10%鹽酸(suan)中洗(xi)滌30s,水洗(xi)后(hou)(hou)即浸人含(han)鉻(ge)(ge)酐(gan)并添(tian)加適量三價(jia)鉻(ge)(ge)離子的(de)(de)稀(xi)鉻(ge)(ge)酐(gan)硫酸(suan)溶液(ye)中,不(bu)銹鋼(gang)作陰極,在(zai)5~15A/d㎡和液(ye)溫35~50℃的(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)電(dian)(dian)(dian)(dian)解5~20s,表(biao)面預鍍上一層致密(mi)的(de)(de)金屬鉻(ge)(ge)(0.6~1.0mg/d㎡).然(ran)后(hou)(hou)在(zai)含(han)鉻(ge)(ge)酐(gan)10~50g/L的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解液(ye)中,在(zai)陰極電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度3~15A/dm、槽(cao)溫15~45℃的(de)(de)條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)電(dian)(dian)(dian)(dian)解5~20s,便獲得色調(diao)優雅、性能(neng)良好的(de)(de)彩(cai)色表(biao)面氧化(hua)膜。
13. 傅綺君在手術(shu)器(qi)械呈(cheng)本(ben)色(se)(se)表面處(chu)理(保持拋光(guang)色(se)(se)澤(ze)并要求達(da)到抗蝕性(xing)能(neng))中采用電(dian)化(hua)學(xue)方法(fa),使表面產生一(yi)層透明致密的氧化(hua)膜(mo)覆蓋層。硫酸(suan)、磷酸(suan)或(huo)硼(peng)酸(suan)5%~10%(質量分(fen)數),鉬酸(suan)或(huo)鉬酸(suan)鹽(yan)5~10g/L,陽(yang)極電(dian)流密度(du)1~10A/d㎡,溫(wen)度(du)20~70℃,時(shi)間5~20min;或(huo)鉻(ge)酐(gan)250g/L,硫酸(suan)2.5g/L,鉬酸(suan)鹽(yan)1~5g/L,工藝條件相(xiang)同。所(suo)生成(cheng)的氧化(hua)膜(mo)穩定(ding),膜(mo)層達(da)1.0~20.0nm.此外,還可用手術(shu)器(qi)械經手工拋光(guang)后(Ra≤0.8μm)在特殊的電(dian)化(hua)學(xue)工藝條件下用無機(ji)酸(suan)加消光(guang)劑達(da)到柔(rou)色(se)(se)的無光(guang)澤(ze)的處(chu)理。柔(rou)色(se)(se)膜(mo)的厚度(du)達(da)到300.0~600.0nm(經AES俄歇電(dian)子(zi)能(neng)譜(pu)或(huo)XPSX射線光(guang)電(dian)子(zi)能(neng)譜(pu)分(fen)析),反光(guang)系數<30%.除此之外,還可用堿(jian)性(xing)著色(se)(se)液,以電(dian)化(hua)學(xue)方法(fa)在手術(shu)器(qi)械的表面形成(cheng)一(yi)層致密的具(ju)有(you)一(yi)定(ding)厚度(du)的彩色(se)(se)膜(mo)。
14. 安成強、韓玉梅、車永泉研究了304不(bu)銹(xiu)鋼在氫氧化鈉溶液中的電化學著色工藝。不同的工藝條件可得到不同的色膜,其電解液不僅成分簡單,溶液穩定,維護簡便,來源廣,成本低,且廢水處理容易。因膜是在堿性溶液中生成的,所以膜耐堿性,但不耐酸性。
15. 周一(yi)揚、吳繼民采用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼在硫(liu)酸水溶(rong)液(ye)中以恒電位方波充電法使不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼表面產生(sheng)(sheng)彩色(se)膜。溶(rong)液(ye)不(bu)含(han)鉻(ge)酸,有望能(neng)克服不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼在鉻(ge)酸溶(rong)液(ye)中浸泡時間較長,有時表面有粗糙(cao)現象產生(sheng)(sheng)的(de)缺點,而且要得到均(jun)勻一(yi)致(zhi)的(de)著(zhu)色(se)膜有一(yi)定的(de)難度,難于(yu)控制(zhi)。溶(rong)液(ye)成分為(wei)2mol/L的(de)硫(liu)酸,相當于(yu)196g/L,采用(yong)的(de)脈沖電位范圍為(wei)0.1~0.9V,脈沖時間為(wei)0.001~0.100s.著(zhu)色(se)顏色(se)為(wei)藍(lan)色(se)、紫色(se)和黑色(se),沒有明(ming)顯的(de)中間色(se)出現。這種膜的(de)生(sheng)(sheng)成,推(tui)測是由于(yu)膜/溶(rong)液(ye)的(de)表面鉻(ge)離子的(de)生(sheng)(sheng)成與還原所致(zhi)。實(shi)驗采用(yong)中等(deng)含(han)鉻(ge)量的(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼1Cr17。
16. 張(zhang)俊(jun)喜、周國定、喬亦男、曹楚南、張(zhang)鑒清等人提(ti)出了(le)一種新(xin)的(de)(de)(de)不銹鋼著(zhu)色方(fang)法(fa)-載波(bo)鈍(dun)化(hua)著(zhu)色,即在無鉻的(de)(de)(de)硫酸溶(rong)液中用載波(bo)鈍(dun)化(hua)的(de)(de)(de)電化(hua)學(xue)方(fang)法(fa)得(de)到(dao)各(ge)種色彩(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)不銹鋼表(biao)(biao)面。同時研究了(le)載波(bo)鈍(dun)化(hua)著(zhu)色膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)。研究結果表(biao)(biao)明,不銹鋼表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)色彩(cai)(cai)(cai)是由(you)于(yu)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)干涉所(suo)致的(de)(de)(de),膜(mo)(mo)層(ceng)結構(gou)呈(cheng)微(wei)晶(jing)-非晶(jing)過(guo)渡態(tai),與(yu)化(hua)學(xue)著(zhu)色法(fa)所(suo)得(de)膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)結構(gou)是相近的(de)(de)(de),而且膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)導電性(xing)測試表(biao)(biao)明,載波(bo)鈍(dun)化(hua)著(zhu)色膜(mo)(mo)有半導體性(xing)質(zhi),膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)導電具(ju)有整流(liu)性(xing)。從干涉原(yuan)理出發,可作出不銹鋼載波(bo)鈍(dun)化(hua)著(zhu)色工藝中色彩(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)控(kong)制方(fang)法(fa),通(tong)過(guo)對載波(bo)參數的(de)(de)(de)調節,就可以得(de)到(dao)不同色彩(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面膜(mo)(mo)。
17. 鄧(deng)姝皓、龔竹青、柳勇采用(yong)化(hua)學浸(jin)漬法、電(dian)解著(zhu)色(se)(se)法均可以(yi)將304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)著(zhu)色(se)(se)生成(cheng)(cheng)啞光銀灰色(se)(se)外觀。化(hua)學著(zhu)色(se)(se)液(ye)(ye)的(de)(de)組(zu)成(cheng)(cheng)為硫酸100mL/L,添加(jia)劑A為40~60mL/L,添加(jia)劑B為90~110mL/L.電(dian)解著(zhu)色(se)(se)液(ye)(ye)的(de)(de)主(zhu)要組(zu)成(cheng)(cheng)為100mL/L硫酸,50~60g/L鉻(ge)酐,電(dian)流(liu)密(mi)(mi)(mi)度在0.4~0.6A/d㎡。對于電(dian)解著(zhu)色(se)(se),電(dian)流(liu)密(mi)(mi)(mi)度是成(cheng)(cheng)膜的(de)(de)關鍵因素。電(dian)流(liu)密(mi)(mi)(mi)度越(yue)大,失重(zhong)越(yue)多,成(cheng)(cheng)膜越(yue)致密(mi)(mi)(mi)。相同電(dian)流(liu)密(mi)(mi)(mi)度下,脈(mo)沖(chong)著(zhu)色(se)(se)的(de)(de)膜比直流(liu)著(zhu)色(se)(se)的(de)(de)膜要致密(mi)(mi)(mi)。鉻(ge)酐濃度越(yue)大,失重(zhong)越(yue)小(xiao),成(cheng)(cheng)膜越(yue)慢(man)。X衍射和(he)掃描電(dian)鏡顯示,成(cheng)(cheng)膜后的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表面(mian)晶(jing)粒細小(xiao)、致密(mi)(mi)(mi),形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)是Ni2O3、Cr2O3、TiO等致密(mi)(mi)(mi)的(de)(de)氧化(hua)膜。著(zhu)色(se)(se)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐蝕性和(he)耐高(gao)溫(wen)性優于未著(zhu)色(se)(se)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。
18. 南紅艷、張(zhang)躍敏、尹(yin)新斌、徐可等人對(dui)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學不(bu)銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)進行了(le)系統的(de)(de)研(yan)究。通過(guo)電(dian)(dian)(dian)流變化(hua)研(yan)究著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)變化(hua)規(gui)律,得出(chu)對(dui)于每一種顏(yan)色(se)(se)(se)(se),電(dian)(dian)(dian)量密(mi)度與著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)時間的(de)(de)對(dui)應關系基(ji)本(ben)上是線性的(de)(de)。提出(chu)電(dian)(dian)(dian)量控制不(bu)銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)能提高電(dian)(dian)(dian)化(hua)學不(bu)銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)效率(lv)。電(dian)(dian)(dian)化(hua)學不(bu)銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)時間短,效率(lv)高,顏(yan)色(se)(se)(se)(se)豐(feng)富(fu)。
19. 巴赫(he)氏(shi)洛夫(fu)介紹了不銹鋼在重(zhong)鉻酸鈉和(he)硫酸混合液(ye)中的電化學氧(yang)化著色。