不銹鋼化學(xue)著色配(pei)方(fang) 19 (見表8-9),本配方由山東大學化學與化工學院李廣武、張忠誠和鄭淑娟于2004年提出。


  采用化學著色工藝,在250g/dm3鉻酐,490g/dm3 硫酸和少量添加劑的混合液中,在70℃左右測定了不銹鋼樣品在著色過程中電位隨時間的變化,從而找到了不銹鋼起色電位和顏色的對應規律。即使溶液組成、溫度稍有變化,色彩也能較好的重現,將有助于解決不銹鋼表面著色的重現性問題。研究了不銹鋼預處理、各種添加劑和溫度對不銹鋼著色的影響。結果表明:經過稀硫酸活化和電拋光的不銹鋼著色均勻,色澤艷麗;不同添加劑對著色速率有明顯的影響;溫度升高明顯加快著色速率。


1. 工藝流(liu)程


  樣品(304不銹鋼)→水洗→除油(金屬去污劑除油)→水洗→電解拋光(60% H3PO4, 20%濃H2SO4,水余量,樣品為陽極,陰極為鉛塊,DA0.6A/c㎡,時間8min,溫度74℃)→水洗→活化(8% H2SO4,時間5min,溫度室溫)→水洗→化學著色(配方見19#,溫度74℃,電位測量儀負極接不銹鋼,正極接飽和甘汞電極)→水洗→堅膜(2%Na2SiO3 硅酸鈉溶液,煮沸5min)→清洗→烘干。



2. 實(shi)驗結果


  ①. 在24℃著色(se)液中(zhong),不銹(xiu)鋼片電(dian)位隨(sui)時間變化值見(jian)表8-24, 實驗裝(zhuang)置見(jian)圖8-19.


表 24.jpg

圖 19.jpg



 ②. 在相同條件下,不銹(xiu)鋼著色電動勢-時間曲線見圖8-20


   由圖8-20可知,A點是起色電(dian)位,電(dian)動勢(shi)的(de)(de)值(zhi)是負值(zhi),隨著時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)延長,氧化膜不(bu)斷增(zeng)厚,電(dian)位下(xia)降(jiang),到達C點時(shi)(shi)生成的(de)(de)速率和溶解的(de)(de)速率趨于平(ping)衡,電(dian)位波幅不(bu)大(da)。溫(wen)度(du)和組成變化不(bu)大(da)時(shi)(shi),B點的(de)(de)電(dian)位和A點的(de)(de)電(dian)位差ΔE與顏(yan)色有很(hen)好的(de)(de)對(dui)應關系,較好地(di)解決了色彩的(de)(de)重現問題。


 ③. 色譜和著色電(dian)位差的關系見(jian)表8-25.


表 25.jpg


 由表 8-25可見,一定的著色電位差對應著不同的顏色。


④. 溫度對電動勢-時(shi)間的影響


  在74℃和84℃的著色液中分別測(ce)電位-時間值。見(jian)圖8-21曲(qu)線。


圖 21.jpg


 由圖8-21可(ke)見,著(zhu)(zhu)色(se)溫度升高(gao)(gao),加快(kuai)(kuai)著(zhu)(zhu)色(se)速率(lv)。但(dan)溫度過高(gao)(gao),水分蒸發較(jiao)快(kuai)(kuai),顏色(se)重現性較(jiao)難把握(wo);而溫度太低,著(zhu)(zhu)色(se)慢,色(se)澤差。故以70℃較(jiao)為適宜。


 ⑤. 活(huo)化的影響


  經過稀硫(liu)酸浸泡,增加了不銹鋼表面(mian)活(huo)性(xing)點,加快(kuai)了著色(se)速率,且(qie)色(se)澤(ze)較好。浸泡時間(jian)不宜過長,使表面(mian)發(fa)黑(hei),影(ying)響著色(se),以(yi)5~7min為適宜。


 ⑥. 起色電位(wei)對應(ying)的時間


  相(xiang)同(tong)時間(jian)測得(de)的電位值不(bu)同(tong),在相(xiang)同(tong)條(tiao)件下,出現同(tong)種顏色所用(yong)時間(jian)不(bu)因(yin)試(shi)樣的大小而改變。


⑦. 電解拋光的影響


  電解拋光使金屬表(biao)面形成陽(yang)離子溶(rong)解,同時在(zai)表(biao)面形成氧(yang)化膜鈍化,降(jiang)低(di)著色速(su)率(lv)。故拋光完后(hou)最好立即在(zai)稀(xi)硫酸溶(rong)液中浸泡一(yi)下。


⑧. 添加劑的影(ying)響(xiang)


  著色液中加入硫代硫酸鈉(Na2S2O3)或亞硫酸鈉,由于其還原性,減慢了表面氧化速率,延長著色時間。加入硫酸錳(MnSO4),由于Mn2+的催化作用,加快著色速率;加入鉬酸銨(NH4)2MoO4,使色澤更加美觀。故添加劑的加人僅起調配著色的效果。