不(bu)銹鋼(gang)電化學(xue)著彩(cai)色(se)酸性(xing)溶液成分和工藝條(tiao)件見表9-9。配方2 (見表9-9)的(de)說(shuo)明(ming) 。本配方由廣東工業(ye)大(da)學(xue)材料系 李瑜煜(yu)、謝致微、黎(li)樵燊、張文(wen)雄提(ti)出。

1. 對SUS304不銹鋼陽(yang)極(ji)氧(yang)化著金(jin)黃色技術(shu)的研究

   運用正(zheng)交(jiao)試(shi)驗法(fa)確定最佳配方和工藝條(tiao)件，獲得的不銹鋼著色(se)膜光亮美觀，呈金(jin)黃色(se)。

2. 工(gong)藝(yi)條件對著(zhu)色(se)的影響

①. 溫度

  以最佳配方在不同溫度下進(jin)行著色，結果(guo)見表(biao)9-10。

 注：1. 點(dian)蝕溶液為鹽酸250mL/L+重鉻酸鉀30g/L+蒸餾水750mL/L.

       2. 電流密度(du)0.4A/d㎡,著色時間(jian)3min.

       3. 電(dian)解固化10min,封閉處理5min.

  隨著溫(wen)度(du)(du)的上(shang)升，著色膜(mo)的色調加(jia)深(shen)，膜(mo)厚增加(jia)，可見溫(wen)度(du)(du)的升高(gao)加(jia)速了氧化成膜(mo)，同時，膜(mo)的耐蝕性、耐磨性均提(ti)高(gao)，但光(guang)澤和光(guang)潔度(du)(du)變(bian)差，這是(shi)由于高(gao)溫(wen)下(xia)輕微過蝕所致。實驗結果表明，對(dui)于金黃(huang)色膜(mo)，最佳著色溫(wen)度(du)(du)為50℃.

②. 電流密度(du)的影響(xiang)

 以(yi)最佳溫度(du)和最佳配方為基準，不(bu)同(tong)的(de)(de)電流(liu)密(mi)度(du)對(dui)著色的(de)(de)影響(xiang)見表(biao)9-11.

 由表(biao)(biao)9-11可(ke)知，隨著(zhu)電(dian)(dian)流(liu)密度的(de)(de)上升，著(zhu)色(se)膜的(de)(de)色(se)調加(jia)深，膜厚增加(jia)，耐蝕(shi)性及耐磨(mo)性亦隨之增加(jia)，且兩(liang)者都在0.5A/d㎡附近達到最(zui)大(da)(da)值，隨后反而降低，可(ke)見電(dian)(dian)流(liu)密度的(de)(de)升高加(jia)速(su)了氧化膜成膜，但電(dian)(dian)流(liu)密度過(guo)大(da)(da)，反而導致(zhi)膜的(de)(de)溶解速(su)率增大(da)(da)，使膜厚降低，甚至導致(zhi)過(guo)蝕(shi)，使表(biao)(biao)面光(guang)澤(ze)和光(guang)潔度變差。實驗結果(guo)表(biao)(biao)明，對(dui)于金黃色(se)膜，最(zui)佳(jia)著(zhu)色(se)電(dian)(dian)流(liu)密度為0.4A/d㎡.

③. 著色(se)時間的(de)影響

表9-12為(wei)最佳(jia)配(pei)方，最佳(jia)溫度、最佳(jia)電流(liu)密(mi)度下不同著色時(shi)間對著色的影(ying)響。

由表9-12可見(jian)，隨著(zhu)時間(jian)(jian)的延(yan)長，著(zhu)色(se)膜的耐蝕(shi)(shi)性和(he)耐磨性增(zeng)加，6min后(hou)，著(zhu)色(se)膜的耐蝕(shi)(shi)性及耐磨性基本保持不變，其(qi)色(se)調(diao)保持棕(zong)褐(he)色(se)；但時間(jian)(jian)太長，如(ru)30min,反而(er)引起過蝕(shi)(shi)，導(dao)致(zhi)表面光(guang)澤和(he)光(guang)潔(jie)度變差。對金黃色(se)膜，著(zhu)色(se)時間(jian)(jian)以3min為宜。

3. 著(zhu)色(se)液成分的優選和作用

①. 硫酸

 隨著硫酸濃(nong)度的升高，試樣的腐蝕和氧化速(su)率增加(jia)較快(kuai)，氧化膜膜厚增加(jia)，耐蝕性和耐磨性提高，但濃(nong)度超過450mL/L后出現(xian)輕微過蝕，引起表面(mian)光澤和光潔度變(bian)差，最佳硫酸含量(liang)為400mL/L.

②. 鉻酐

 主要作(zuo)為(wei)氧(yang)化劑，能有效地提高(gao)膜的(de)耐蝕性和光潔度。考慮(lv)到環保(bao)因素(su)，盡可能降低鉻酐(gan)含量，經過正交試驗，鉻酐(gan)為(wei)20g/L.

③. 硫酸錳作為氧化(hua)(hua)促進劑(ji)，能(neng)加速(su)氧化(hua)(hua)和提高膜的結合力(li)，正交試(shi)驗優選(xuan)為3g/L.

④. 乙酸(suan)鈉作(zuo)為穩(wen)定劑(ji)，起到(dao)穩(wen)定槽液的(de)作(zuo)用，正交試驗優選(xuan)為10.5g/L.

⑤. 添加(jia)劑YZ-03能(neng)有效地(di)提高膜的(de)耐磨性、光澤(ze)和重現性。正交(jiao)試驗(yan)優選為40g/L.

4. 前處理

不銹鋼(gang)機(ji)械拋光→清洗(xi)→化學除油→清洗(xi)→電化學拋光→清洗(xi)→活化（硫酸30%,溫度0~60℃,時間3~5min)→著色。

5. 后處理

著色后→清(qing)洗(xi)→電解(jie)固膜處理→清(qing)洗(xi)→封閉(bi)處理→清(qing)洗(xi)→熱風干燥→成品。

①. 電解固膜處理

   a. 鉻酐(gan)(gan)(gan)含量對著色(se)(se)膜硬化(hua)的影響。著色(se)(se)膜分別在鉻酐(gan)(gan)(gan)100g/L、180g/L、250g/L的固化(hua)液(ye)(ye)中固化(hua)，實驗(yan)結果表明(ming)，鉻酐(gan)(gan)(gan)濃度(du)對固化(hua)效果的影響不明(ming)顯，著色(se)(se)膜的色(se)(se)調基本保(bao)持金黃色(se)(se)，耐蝕(shi)耐磨性(xing)稍有提(ti)高(gao)。鉻酐(gan)(gan)(gan)濃度(du)高(gao)的固化(hua)液(ye)(ye)使用(yong)壽命較長，建議鉻酐(gan)(gan)(gan)濃度(du)為180g/L.

   b. 固化溫(wen)(wen)度的(de)影響。著色(se)膜在27℃、50℃、70℃下的(de)固化實驗表明，溫(wen)(wen)度升高，著色(se)膜顏色(se)加深(shen)，耐(nai)磨耐(nai)蝕性(xing)稍微提高，但效果不明顯。從節能(neng)和操作環境考(kao)慮，建議(yi)固化溫(wen)(wen)度以室溫(wen)(wen)為佳。

   c. 固化電流密度(du)的(de)影響。不同固化電流密度(du)下的(de)固化實驗結果見(jian)表9-13。

  由表(biao)9-13可見，在(zai)0.6A/d㎡ 電(dian)流密(mi)度(du)下固化略顯不足，耐(nai)蝕(shi)耐(nai)磨性(xing)略差，1.0A/d㎡ 較理想，電(dian)流密(mi)度(du)太大，如2.0A/d㎡,陽(yang)極析出大量氣泡，引起著色(se)膜(mo)疏松，使其耐(nai)磨耐(nai)蝕(shi)性(xing)降低(di)。建議(yi)固化電(dian)流密(mi)度(du)以1.0A/d㎡ 為(wei)宜。

  d. 固化時間對固化效果(guo)的影響。

    不(bu)同固(gu)(gu)化時間即5min、10min、20min,固(gu)(gu)化結果(guo)表明，固(gu)(gu)化時間對固(gu)(gu)化效果(guo)的影響(xiang)不(bu)明顯(xian)。這是因為固(gu)(gu)化過程(cheng)進行得較快(kuai)之故，當(dang)反(fan)(fan)應(ying)物填充膜(mo)微孔后，反(fan)(fan)應(ying)即趨于停止。建議(yi)采用固(gu)(gu)化時間以10min為宜(yi)。

②. 封閉處理

   為進一步提高著色膜的質量，采用1%硅酸鈉溶液，NazSiO₃對經固化處理后的著色膜進行浸泡沸騰5min的封閉處理。

6. 著色膜(mo)性能(neng)檢驗

  ①. 耐人工雨水、天然海水腐蝕實驗

  著色試樣在人工雨水、自(zi)然(ran)海(hai)水中室(shi)溫(wen)浸(jin)泡(pao)300小時后，顏色無變化，表(biao)面光潔(jie)度好，均未出現點(dian)蝕，可見著色膜(mo)具有良好的耐自(zi)然(ran)介質腐蝕性能(neng)，適(shi)宜作戶(hu)外裝飾材料。

  ②. 點滴(di)實驗

   用40%FeCl₃對著色膜進行點滴實驗的時間為42'40”，未著色試樣為2'3”，著色試樣的耐蝕性優于未著色樣。

  ③. 膜(mo)的附著力檢驗

   將(jiang)著(zhu)色膜劃上(shang)方格后彎曲180°,未見任何剝(bo)落現象，可見著(zhu)色膜與基體結合牢固。

  ④. 耐磨性(xing)檢驗(yan)

   著色膜試樣(yang)進(jin)行(xing)1.5N負載的(de)(de)圖(tu)釘來(lai)回刻劃實驗，其表面未見明(ming)顯劃痕。同時(shi)，試樣(yang)經(jing)受負載5.0N的(de)(de)橡(xiang)皮(pi)270次摩擦未見脫(tuo)色，可見著色膜的(de)(de)耐磨性(xing)較好。同時(shi)，實驗表明(ming)，經(jing)固化(hua)處(chu)理(li)后(hou)的(de)(de)和封(feng)閉處(chu)理(li)后(hou)的(de)(de)著色膜的(de)(de)耐磨性(xing)明(ming)顯優(you)于未固化(hua)和封(feng)閉處(chu)理(li)的(de)(de)著色膜的(de)(de)耐磨性(xing)。