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。


 固膜處理(li)溶液成分和工(gong)藝條件(jian)見表8-31.


表 31.jpg


化學固膜溶液成分(fen)及工藝條(tiao)件(jian):


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(gu)膜(mo)處(chu)(chu)理(li)對色(se)(se)彩的(de)影(ying)響:電解固(gu)膜(mo)處(chu)(chu)理(li)后,實質上也能使氧化膜(mo)加厚,使彩色(se)(se)膜(mo)的(de)顏(yan)色(se)(se)發生變(bian)化,處(chu)(chu)理(li)時(shi)間越長(chang),顏(yan)色(se)(se)變(bian)化越大。因此,在達到固(gu)膜(mo)的(de)效果(guo)后,盡量縮(suo)短固(gu)膜(mo)處(chu)(chu)理(li)時(shi)間。


固膜處理前(qian)后(hou)著(zhu)色膜顏色變化見表8-32.


表 32.jpg


 從(cong)表8-32可(ke)見,茶(cha)色(se)(se)(se)(se)(se)至(zhi)藍灰色(se)(se)(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)前后(hou)顏色(se)(se)(se)(se)(se)基本不(bu)變,黃色(se)(se)(se)(se)(se)由淺變深(shen),從(cong)深(shen)黃色(se)(se)(se)(se)(se)開始(shi)到橙色(se)(se)(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)后(hou)比固(gu)膜(mo)前向后(hou)移(yi)了一種(zhong)顏色(se)(se)(se)(se)(se),這是(shi)由于固(gu)膜(mo)增厚了著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)膜(mo),從(cong)而推后(hou)了一種(zhong)顏色(se)(se)(se)(se)(se),為(wei)了得到彩色(se)(se)(se)(se)(se)所(suo)要求的(de)顏色(se)(se)(se)(se)(se),在著(zhu)這幾種(zhong)顏色(se)(se)(se)(se)(se)時應提(ti)早(zao)一種(zhong)顏色(se)(se)(se)(se)(se)出槽,固(gu)膜(mo)后(hou)正(zheng)好達到所(suo)需要的(de)顏色(se)(se)(se)(se)(se)。固(gu)膜(mo)處理后(hou),對原來的(de)色(se)(se)(se)(se)(se)澤有加深(shen)作用。但色(se)(se)(se)(se)(se)澤變化(hua)在整個表面上是(shi)均勻的(de),所(suo)以可(ke)以在著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)時控(kong)制著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)電位加以糾正(zheng)。


 為(wei)了(le)穩(wen)定(ding)著色(se)膜(mo)(mo)的(de)色(se)彩(cai),使膜(mo)(mo)固化處理后色(se)澤不(bu)變(bian),發現用硒酸來(lai)代替(ti)硫酸、磷酸,如(ru)固膜(mo)(mo)4號配方,不(bu)僅能(neng)保(bao)持色(se)澤穩(wen)定(ding),而且耐磨性更好(hao)。但由于(yu)硒酸價格昂(ang)貴(gui),有(you)毒(du)性,很少應用。


 鉬酸鈉加入固(gu)膜溶液中(zhong),對(dui)顏色(se)無影響,可明顯提高著(zhu)色(se)層(ceng)的光(guang)亮度(du)。



一、固膜(mo)處理后(hou)彩色膜(mo)性(xing)能


1. 耐磨性


   未經(jing)固膜處理的(de)(de)著色膜。經(jing)有500g荷重的(de)(de)橡皮頭往復摩擦,5~8次即露底。經(jing)過固膜處理的(de)(de)著色膜,可以承受200~400次往復摩擦后(hou)才露底。耐磨性提高數十倍。


   著色(se)膜(mo)經(jing)固膜(mo)處(chu)理后的(de)耐(nai)磨(mo)性大(da)(da)大(da)(da)提(ti)高,硬度(du)增(zeng)(zeng)加(jia)。其原因可解釋(shi)為(wei)鉻(ge)的(de)氧化物(wu)在(zai)表面(mian)上沉積(ji)出來,使著色(se)膜(mo)變(bian)得(de)致密,使硬度(du)增(zeng)(zeng)加(jia)。


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(you)表8-33可見,著(zhu)色后并(bing)固膜處理的(de)試樣失重最小,也就是說耐蝕性(xing)最好。


3. 針孔(kong)實驗


 試樣在10%FeCl3水溶液中,室溫浸漬1h,結果見表8-34。


表 34.jpg


  可(ke)以(yi)看(kan)出(chu),僅著色處理的試樣(yang)麻點大而深,針(zhen)孔(kong)(kong)耐蝕(shi)(shi)性(xing)比原材(cai)料(liao)還差(cha)。但固膜(mo)處理后的針(zhen)孔(kong)(kong)很細很淺(qian),針(zhen)孔(kong)(kong)耐蝕(shi)(shi)性(xing)最好(hao)。


4. 耐污(wu)性測試


  ①. 用藍墨(mo)水滴在(zai)已著色試片上,烘干(gan)后用清水沖洗,觀察試片上是(shi)否留有痕跡,見(jian)表8-35。


表 35.jpg


  ②. 用手(shou)觸(chu)摸試片實驗。耐污性差的試片手(shou)汗(han)可使膜變(bian)色,見表8-36.





二(er)、封閉處理


 固(gu)膜(mo)(mo)處理后的著色膜(mo)(mo)仍有(you)少量孔隙存在。對固(gu)膜(mo)(mo)處理后的著色膜(mo)(mo)進行封閉處理。見表8-37封閉溶液和(he)工藝條件。


表 37.jpg


 封(feng)閉對著(zhu)色膜的影響如下(xia)。


①. 耐(nai)摩擦性(xing)能(neng)


表 38.jpg


  由表(biao)8-38可見(jian),最滿(man)意的結果為4號樣品(pin),即固化處理后在1%硅酸鹽水溶(rong)液(ye)中沸騰5min。


②. 耐磨損實驗(yan)


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


表 39.1.jpg


   由表8-39可見,電解固(gu)膜(mo)(mo)后表面(mian)耐(nai)磨(mo)損(sun)(sun)比固(gu)膜(mo)(mo)前黃色膜(mo)(mo)提(ti)(ti)高(gao)(gao)7倍,藍色膜(mo)(mo)提(ti)(ti)高(gao)(gao)11倍。封閉(bi)后表面(mian)耐(nai)磨(mo)損(sun)(sun)比電解固(gu)膜(mo)(mo)后提(ti)(ti)高(gao)(gao)0.75倍(黃色膜(mo)(mo))。


③. 表面粗糙(cao)度的影響


表 40.jpg


  不銹(xiu)鋼(gang)經(jing)化學著色、固膜處(chu)理和(he)硅酸鹽(yan)封閉后表(biao)面粗(cu)(cu)糙度(du)均會(hui)發生(sheng)變化,見表(biao)8-40不銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面粗(cu)(cu)糙度(du)變化。