不銹鋼電化(hua)學著彩色酸性溶液成分和工藝條(tiao)件見表9-9。配方(fang)12 (見表9-9)的說明 。本配方由四川理工學院材料與化學工程系張述林、王曉波、陳世波及化學系李敏嬌于2007年6月提出。作者通過正交試驗研制了一種奧氏體不銹鋼低溫、無鉻環保型電化學著色新工藝，獲得了其最佳配方及工藝參數。所得到的不(bu)銹鋼著色膜光亮美觀，呈金黃色，具有優越的耐蝕性。采用電化學方法研究了不銹鋼表面著色膜在3.5%NaCl溶液中的動電位極化曲線。結果表明，不銹鋼著色顯著提高了膜的電化學穩定性，經封閉處理后，其耐點蝕能力大為提高，腐蝕電流密度較小。
1. 工藝流程
實驗材料奧氏體不銹鋼→打磨（400#、800#、1200#金相砂紙依次打磨拋光）→ 除油（NaOH 40g/L、Na2CO3 60g/L, OP-10乳化劑 5mL/L, 在60~70℃除油 5~10min)→水洗→拋光活化（20%H2SO4、10%HCl,40~60℃,2~3min)→水洗→著色處理（見配方12)→水洗→封閉（1% Na2SiO3封閉液中煮沸5min)→水洗→冷風干燥。
2. 著(zhu)色
采用(yong)(yong)三電(dian)(dian)(dian)極體系：不銹(xiu)鋼試樣為(wei)工作電(dian)(dian)(dian)極、飽和氯化(hua)鉀甘汞(gong)電(dian)(dian)(dian)極為(wei)參(can)比電(dian)(dian)(dian)極，鉛片為(wei)輔助電(dian)(dian)(dian)極，將(jiang)三電(dian)(dian)(dian)極置于著(zhu)色液（見(jian)配方12)中，用(yong)(yong)HDV-7C晶體管恒(heng)電(dian)(dian)(dian)位儀控制(zhi)電(dian)(dian)(dian)位在－600~-700mV,將(jiang)前處理后奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼試樣在50~60℃,pH為(wei)8.0的著(zhu)色液中處理3~5min 。
3. 極(ji)化(hua)曲線測試
用LK98電化學分析(xi)系統對所得的彩色膜進行動(dong)電位(wei)極化曲線測試。用HD-1ASMR2F信號發生器、TYPE-3036X函數記錄儀，圖(tu)9-27是試樣著色前后(hou)及封(feng)閉后(hou)的極化曲線。電化學測試溶液為(wei)3.5%NaCl,動(dong)電位(wei)掃(sao)描速(su)率為(wei)0.3mV/s.
從圖9-27可見，未(wei)著(zhu)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)表現出(chu)活(huo)(huo)性(xing)溶(rong)解，而經(jing)過著(zhu)色(se)(se)(se)和封閉(bi)處(chu)理(li)后的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電位負移，陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)表現出(chu)鈍(dun)化(hua)特征(zheng)，說明(ming)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)過程(cheng)在著(zhu)色(se)(se)(se)和封閉(bi)處(chu)理(li)后得到明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)阻滯。著(zhu)金(jin)黃色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電位比未(wei)經(jing)著(zhu)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電位負移了(le)0.3V,著(zhu)色(se)(se)(se)膜的(de)(de)(de)(de)形成提高了(le)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)行為，使陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)到高電位處(chu)時才(cai)處(chu)于(yu)(yu)活(huo)(huo)性(xing)溶(rong)解狀態，說明(ming)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)著(zhu)色(se)(se)(se)后，顯著(zhu)提高了(le)膜層的(de)(de)(de)(de)電化(hua)學穩定(ding)性(xing)。未(wei)經(jing)封閉(bi)的(de)(de)(de)(de)彩色(se)(se)(se)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)由(you)(you)于(yu)(yu)疏松(song)多孔，溶(rong)液通過滲透直接與基(ji)體接觸，點蝕(shi)(shi)嚴重，腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電流(liu)密度(du)(du)較大。經(jing)過封閉(bi)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)由(you)(you)于(yu)(yu)表面氧化(hua)膜的(de)(de)(de)(de)存(cun)在，機械阻礙阻擋了(le)活(huo)(huo)性(xing)Cl-的(de)(de)(de)(de)浸蝕(shi)(shi)，耐點蝕(shi)(shi)能(neng)力提高；阻礙氧和電子自由(you)(you)傳輸(shu)，抑制不(bu)銹(xiu)鋼(gang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)反應，腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電流(liu)密度(du)(du)較小。
4. 預處理對著(zhu)色的影響(xiang)
預處理主要包括拋光、除油和活化，徹(che)底清除試(shi)樣表面的污垢層(ceng)和氧(yang)化層(ceng)。預處理的好壞決定膜(mo)厚和表面質(zhi)量，處理不當(dang)，會使色(se)(se)彩不均勻、暗淡、不平整，甚(shen)至不著色(se)(se)，其中拋光是關(guan)鍵(jian)的一環。
5. 通過正交試驗確定工藝(yi)配方
硼酸 8.0g/L 、電位-600~-700mV 、檸檬酸三(san)銨 10.0g/L 、溫(wen)度 60~70℃ 、硫酸亞鐵銨 25.0g/L 、時間 3~5min 、添(tian)加劑ZH-1 4.0mL/L 、pH 8.0
