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。將著色出來的彩色不銹鋼(gang)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(mo)處理溶(rong)液成分(fen)和工藝條(tiao)件(jian)見表8-31.


表 31.jpg


化(hua)學固膜溶液成分(fen)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


固膜(mo)(mo)處理(li)(li)對(dui)色(se)(se)彩的(de)影響:電解固膜(mo)(mo)處理(li)(li)后,實(shi)質上也(ye)能使(shi)氧化(hua)膜(mo)(mo)加厚,使(shi)彩色(se)(se)膜(mo)(mo)的(de)顏色(se)(se)發生(sheng)變(bian)化(hua),處理(li)(li)時(shi)(shi)間越長,顏色(se)(se)變(bian)化(hua)越大。因此,在達到(dao)固膜(mo)(mo)的(de)效(xiao)果后,盡量(liang)縮(suo)短固膜(mo)(mo)處理(li)(li)時(shi)(shi)間。


固(gu)膜處理(li)前后著色(se)(se)膜顏色(se)(se)變化見(jian)表8-32.


表 32.jpg


 從表8-32可(ke)見,茶(cha)色(se)(se)(se)(se)(se)至藍灰色(se)(se)(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)(mo)前(qian)后顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)基本不變(bian),黃(huang)(huang)色(se)(se)(se)(se)(se)由(you)淺變(bian)深(shen),從深(shen)黃(huang)(huang)色(se)(se)(se)(se)(se)開始到(dao)(dao)橙色(se)(se)(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)(mo)后比(bi)固(gu)膜(mo)(mo)前(qian)向(xiang)后移了(le)(le)一(yi)(yi)種(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se),這(zhe)是(shi)由(you)于固(gu)膜(mo)(mo)增厚了(le)(le)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜(mo)(mo),從而推后了(le)(le)一(yi)(yi)種(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se),為了(le)(le)得到(dao)(dao)彩(cai)色(se)(se)(se)(se)(se)所要求的(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se),在著(zhu)這(zhe)幾(ji)種(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)時應提早(zao)一(yi)(yi)種(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)出槽,固(gu)膜(mo)(mo)后正好達到(dao)(dao)所需要的(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)。固(gu)膜(mo)(mo)處理(li)后,對原來的(de)(de)色(se)(se)(se)(se)(se)澤有(you)加深(shen)作用。但色(se)(se)(se)(se)(se)澤變(bian)化在整個表面上是(shi)均勻的(de)(de),所以可(ke)以在著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)時控制(zhi)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)電位(wei)加以糾正。


 為了穩定(ding)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)的色(se)(se)彩,使膜(mo)固化處理后色(se)(se)澤(ze)不變,發現用(yong)硒酸(suan)(suan)來代替(ti)硫(liu)酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan),如固膜(mo)4號配方,不僅能保持色(se)(se)澤(ze)穩定(ding),而且耐磨性更好。但由(you)于硒酸(suan)(suan)價格(ge)昂貴(gui),有毒(du)性,很少應用(yong)。


 鉬酸鈉加(jia)入(ru)固(gu)膜溶(rong)液中(zhong),對顏色無影響,可明顯提高著色層的光(guang)亮度。



一、固膜(mo)處理后彩色(se)膜(mo)性能


1. 耐磨性(xing)


   未經固(gu)膜處(chu)理的(de)著色膜。經有500g荷重的(de)橡皮頭往復摩擦(ca),5~8次(ci)即露底。經過固(gu)膜處(chu)理的(de)著色膜,可(ke)以(yi)承受200~400次(ci)往復摩擦(ca)后(hou)才露底。耐(nai)磨性提高(gao)數十倍(bei)。


   著色膜(mo)(mo)經(jing)固膜(mo)(mo)處(chu)理后的耐(nai)磨性大大提高,硬度增加。其(qi)原因可解釋為鉻的氧化物在表面上(shang)沉積(ji)出來,使著色膜(mo)(mo)變得致密,使硬度增加。


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(jian),著色后并固(gu)膜處(chu)理的試樣失重最小,也(ye)就(jiu)是(shi)說耐蝕(shi)性最好。


3. 針孔實(shi)驗


 試樣在10%FeCl3水溶液中,室溫浸漬1h,結果見表8-34。


表 34.jpg


  可以看出(chu),僅著色處(chu)理的(de)試樣麻點大而深(shen),針孔(kong)(kong)(kong)耐(nai)蝕性比(bi)原材(cai)料還(huan)差(cha)。但固膜處(chu)理后(hou)的(de)針孔(kong)(kong)(kong)很細很淺(qian),針孔(kong)(kong)(kong)耐(nai)蝕性最好。


4. 耐污性測試


  ①. 用藍墨水滴在已(yi)著色試片上,烘(hong)干(gan)后用清水沖洗,觀察試片上是否留有痕跡,見表8-35。


表 35.jpg


  ②. 用手(shou)觸摸試片實驗。耐污性(xing)差的試片手(shou)汗可(ke)使膜變色,見(jian)表8-36.





二(er)、封閉(bi)處理


 固膜(mo)處理(li)后(hou)的著色(se)膜(mo)仍有少量孔隙(xi)存在(zai)。對固膜(mo)處理(li)后(hou)的著色(se)膜(mo)進(jin)行封(feng)閉處理(li)。見(jian)表(biao)8-37封(feng)閉溶液(ye)和工藝條(tiao)件。


表 37.jpg


 封(feng)閉對著色(se)膜的(de)影(ying)響(xiang)如下(xia)。


①. 耐摩擦性能(neng)


表 38.jpg


  由表8-38可見(jian),最滿意的結果為(wei)4號樣品(pin),即固化處理后在1%硅酸(suan)鹽水(shui)溶液中沸騰5min。


②. 耐磨損實驗(yan)


   摩擦件(jian)為(wei)塑(su)料橡皮(pi),正(zheng)壓力為(wei)0.625kgf/cm(1kgf/c㎡=98.07kPa).表8-39為(wei)各種(zhong)著色膜表面耐磨(mo)損實驗結果(耐磨(mo)次數)。


表 39.1.jpg


   由表(biao)(biao)8-39可見,電(dian)解固膜(mo)(mo)后(hou)表(biao)(biao)面耐磨損(sun)比固膜(mo)(mo)前黃(huang)色(se)膜(mo)(mo)提高7倍(bei),藍色(se)膜(mo)(mo)提高11倍(bei)。封閉后(hou)表(biao)(biao)面耐磨損(sun)比電(dian)解固膜(mo)(mo)后(hou)提高0.75倍(bei)(黃(huang)色(se)膜(mo)(mo))。


③. 表(biao)面粗糙度的(de)影響


表 40.jpg


  不銹(xiu)鋼(gang)經化學(xue)著色、固膜處理和硅酸鹽封閉后(hou)表面(mian)粗糙(cao)度(du)均(jun)會發生變化,見(jian)表8-40不銹(xiu)鋼(gang)表面(mian)粗糙(cao)度(du)變化。