1. C.J.林和J.G.杜研究用脈沖電流的方法對不銹鋼進行著色,同時研究膜的力學性能。著色溶液為鉻酐和硫酸體系,脈沖電流信號形狀為矩形方波,通過改變參數I1(正電流值)、I2(負電流值)、T1(正電流持續時間)和T2(負電流持續時間),研究不同脈沖電流信號變化下不銹鋼的著色情況。由脈沖獲得的著色膜具有良好的附著性和延展性。色膜經SEM分析,其晶粒大小為5nm,顯示出近乎非晶態的組織。在施加脈沖信號的過程中,陽極電流伴隨著陽極反應,陰極電流伴隨著陰極反應,在特定的信號參數范圍內,著色膜的厚度與通人的總電量呈正比。因此,可通過控制輸人的總電量來得到特定厚度的著色膜,從而達到控制顏色的目的。采用此方法,顏色的重現性較化學法的好,此法是在75℃溫度下進行的。
2. 宋玉繼等人(ren)提出用(yong)生(sheng)產流(liu)水線(xian)的方式進行不銹鋼彩(cai)色(se)處理,并且申請了專利。其裝(zhuang)置示意圖見圖9-1。工(gong)藝采用(yong)方波(bo)電流(liu)進行著(zhu)色(se)處理。溶液是鉻酐(gan)和硫(liu)酸體系(xi)。通過控制(zhi)陽(yang)極電流(liu)值、陰(yin)極電流(liu)值、頻率和通電時(shi)間來獲得所(suo)需(xu)的顏色(se),與化學著(zhu)色(se)法相(xiang)比,重現(xian)性很好,顏色(se)非(fei)常(chang)均(jun)勻。
3. 廖小珍、錢道蓀、朱新運研究了交流方波電解法制備彩色不(bu)銹(xiu)鋼。用交流方波電解著色法可以制備茶色、藍色、黃色、紅色、綠色等系列的十多種色調不同的彩色不銹鋼,色彩均勻亮麗,重現性好。具體顏色取決于電流密度、方波周期、通電周期數,顏色控制容易。采用該法,可降低著色液溫度至55℃,可以縮短著色時間。
4. K.奧(ao)格拉(la)和(he)勞W.納卡(ka)雅馬M嘗試用(yong)三(san)角(jiao)波(bo)(bo)電流脈沖法進(jin)行著(zhu)(zhu)(zhu)色(se),著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)可(ke)在(zai)室溫(wen)下進(jin)行。要獲得特定(ding)的顏色(se),必(bi)須(xu)調整好(hao)適當的Imax、Imin和(he)r(三(san)角(jiao)波(bo)(bo)周期值)。著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)的厚度(du)(du)與電解(jie)時(shi)間和(he)r的對數(shu)呈線性關系(xi)。K.奧(ao)格拉(la)用(yong)紫外分(fen)光光度(du)(du)計測量了著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)的厚度(du)(du)。著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)的厚度(du)(du)可(ke)用(yong)下式來估算:
式(shi)中,λ為(wei)著(zhu)色膜的(de)反(fan)(fan)射(she)光(guang)譜中最大反(fan)(fan)射(she)系(xi)數(shu)對應的(de)波長(chang);λ'為(wei)著(zhu)色膜的(de)反(fan)(fan)射(she)光(guang)譜中最小反(fan)(fan)射(she)系(xi)數(shu)對應的(de)波長(chang);n為(wei)化膜的(de)折射(she)系(xi)數(shu)。
隨(sui)著通電時間的延長,工作的顏(yan)色(se)按照褐色(se)→黃色(se)→紅色(se)→藍色(se)→綠色(se)的順序變化(hua)。
5. J.N.金、S.J.歐、S.C.李等人研究在正(zheng)弦(xian)波(bo)、正(zheng)弦(xian)波(bo)+直流、正(zheng)弦(xian)波(bo)+方波(bo)這3種電(dian)流信號的作用下,得到不同(tong)類型的著色膜,都具有良好的性能。
6. 郭(guo)稚弧、賈(jia)法龍、邱于兵(bing)研究(jiu)三角波電流掃描法制(zhi)備彩色(se)(se)不銹鋼。通過正交試驗探討(tao)最佳工藝參(can)數,并對(dui)著色(se)(se)膜的(de)各項(xiang)性(xing)能做了(le)測試,耐磨性(xing)能較好(hao)(hao)。此工藝對(dui)曲面著色(se)(se)也有良(liang)好(hao)(hao)的(de)適應性(xing),把試片彎成90°后進行著色(se)(se),顏色(se)(se)也很(hen)均勻,重現性(xing)也很(hen)好(hao)(hao)。只要(yao)控(kong)制(zhi)好(hao)(hao)工藝參(can)數就(jiu)可以(yi)獲(huo)得預期的(de)顏色(se)(se)。溫(wen)度(du)對(dui)于顏色(se)(se)的(de)控(kong)制(zhi)有很(hen)大的(de)影(ying)響(xiang),溫(wen)度(du)越高,著色(se)(se)速率越快。
7. 賈法龍、郭稚弧研究著色過程中,著色液中的雜質離子濃度的變化情況。在不銹鋼著色過程中,反應產生的雜質離子,如Fe3+、Cr3+、Ni2+的濃度不斷增加,這三種離子的含量是影響著色重現性的重要因素。對著色溶液體系建立可行的分析方法,對雜質離子的影響進行研究,發現隨著電解著色時間的延長,鉻離子濃度增加最快,鐵離子和鎳離子的濃度增加較慢。在Cr3+≤2.0g/L、Fe3+≤600mg/L、Ni2+≤184mg/L的范圍內,著色膜的重現性可得到保證。著色膜的EPMA分析表明,電化學著色得到的膜比化學法著色的膜要致密,耐磨性要好。他們還研究了低頻方波電化學著色法制備彩色不銹鋼,此法獲得的顏色均勻,容易控制,重現性好。
8. 李曉煜、謝致微、張文雄等(deng)人研究了不銹(xiu)鋼(gang)陽極氧化成金(jin)黃(huang)(huang)色(se)(se)(se)。著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)液中鉻酐20g/L,硫酸(suan)400mL/L,硫酸(suan)錳3g/L,添加劑 YZ-03 40g/L,乙(yi)酸(suan)鈉10.5g/L,電(dian)流(liu)密(mi)度(du)為0.4A/d㎡,此工藝主要是用于(yu)形成金(jin)黃(huang)(huang)色(se)(se)(se)的(de)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜,對于(yu)其他顏(yan)色(se)(se)(se)則難以實現(xian)。不銹(xiu)鋼(gang)在如此低的(de)鉻酐濃度(du)下的(de)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)液中,如果沒(mei)有電(dian)流(liu)通入,即(ji)使(shi)浸泡數小時(shi)也不著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)。
9. 方景禮、劉琴、韓克平、陳耀輝等人研究了(le)在鉬(mu)酸鈉(na)溶液(ye)中將不銹鋼(gang)成功鍍覆上(shang)一層(ceng)藍色膜。不銹鋼(gang)在陰極(ji)電流的作用(yong)下,表面沉(chen)積(ji)上(shang)一層(ceng)鉬(mu)的復雜化合(he)物。膜厚度(du)約為42.7μm.
10. 奧格拉(la)(la)K、沙庫來(lai)K、烏哈拉(la)(la)S等(deng)人研究了在室溫下用(yong)交流(liu)(liu)電(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)脈沖法(fa)的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼著(zhu)(zhu)色(se)(se)。他們(men)首先以20mV/min和60mV/min的(de)(de)掃描速率做了奧氏體不(bu)(bu)銹鋼在著(zhu)(zhu)色(se)(se)液中的(de)(de)動電(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)極化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)線(xian),發現不(bu)(bu)銹鋼開(kai)始過鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)電(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)為(wei)1.2V,隨(sui)著(zhu)(zhu)電(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)增加,過鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)流(liu)(liu)達到一(yi)個(ge)極限值(zhi)。根據(ju)這(zhe)個(ge)極化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)線(xian),確定了方(fang)波電(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)Emax和Emin,但Emax不(bu)(bu)能(neng)太大(da),否則生成的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)膜會發生部分溶解。脈沖幅(fu)度和寬度對(dui)著(zhu)(zhu)色(se)(se)情況也有影響(xiang)。在這(zhe)種實(shi)驗條件下,最(zui)佳的(de)(de)脈沖幅(fu)度應該在0.4~0.44V.這(zhe)種方(fang)法(fa)可以在室溫下對(dui)不(bu)(bu)銹鋼進行著(zhu)(zhu)色(se)(se),著(zhu)(zhu)色(se)(se)速率較(jiao)快。但是,電(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)法(fa)比電(dian)流(liu)(liu)法(fa)在生產中操作起來(lai)較(jiao)麻煩,因為(wei)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)自(zi)然(ran)電(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)不(bu)(bu)完(wan)全(quan)一(yi)致,選(xuan)擇的(de)(de)極化(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)不(bu)(bu)相同(tong)。目前這(zhe)種方(fang)法(fa)已(yi)有幾個(ge)專利。
11. 因科電解著色法對鉻-鎳系不銹鋼工件著色處理時,在含有碳酸鈉(Na2CO3)、硅酸鈉(Na2SiO3)、鋁酸鈉等成分或含少量的硫酸中,在常溫下,在32~107A/dm電流密度下,進行交流電解,不同時間可獲得褐色、金黃色、紅色、綠色等不同的色彩。對13Cr鐵素體不銹鋼工件和18Cr8Ni奧氏體不銹鋼也可在含氫氧化鈉(NaOH)500~700g/L、鉻酸銨[(NH4)2CrO4]50~100g/L、氯化鈉20g/L的水溶液中作直流電解著色。改變電流密度或時間,可獲得預期的色彩。
12. 日(ri)新制鋼(gang)公司提出的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)著(zhu)色(se)工藝,是(shi)先將不銹鋼(gang)工件(jian)在5%硅酸鈉溶(rong)液中于85℃和(he)5A/d㎡的(de)(de)電(dian)(dian)流密度下(xia)進行45秒(miao)的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)除油(you),水(shui)洗(xi)后(hou)浸入室溫10%鹽酸中洗(xi)滌30s,水(shui)洗(xi)后(hou)即浸人含鉻(ge)酐并添加適量三價鉻(ge)離子的(de)(de)稀(xi)鉻(ge)酐硫酸溶(rong)液中,不銹鋼(gang)作陰(yin)(yin)極,在5~15A/d㎡和(he)液溫35~50℃的(de)(de)條件(jian)下(xia)電(dian)(dian)解(jie)5~20s,表面(mian)預鍍上一層致密的(de)(de)金屬鉻(ge)(0.6~1.0mg/d㎡).然后(hou)在含鉻(ge)酐10~50g/L的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)液中,在陰(yin)(yin)極電(dian)(dian)流密度3~15A/dm、槽溫15~45℃的(de)(de)條件(jian)下(xia)電(dian)(dian)解(jie)5~20s,便獲得色(se)調(diao)優(you)雅、性(xing)能良好的(de)(de)彩色(se)表面(mian)氧化(hua)膜(mo)。
13. 傅綺君在(zai)(zai)手(shou)術器(qi)械呈本色(se)(se)(se)表面(mian)(mian)處理(保持拋光(guang)色(se)(se)(se)澤并要(yao)求達到(dao)(dao)(dao)抗蝕性能)中(zhong)采用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學方法,使表面(mian)(mian)產生一(yi)層(ceng)透明致(zhi)密(mi)的(de)氧化(hua)膜(mo)覆(fu)蓋層(ceng)。硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)、磷(lin)酸(suan)(suan)或硼酸(suan)(suan)5%~10%(質量(liang)分數),鉬(mu)酸(suan)(suan)或鉬(mu)酸(suan)(suan)鹽5~10g/L,陽極電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)度1~10A/d㎡,溫度20~70℃,時間5~20min;或鉻(ge)酐250g/L,硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)2.5g/L,鉬(mu)酸(suan)(suan)鹽1~5g/L,工藝(yi)(yi)條件相同。所生成(cheng)的(de)氧化(hua)膜(mo)穩定,膜(mo)層(ceng)達1.0~20.0nm.此外(wai)(wai),還可用(yong)(yong)手(shou)術器(qi)械經手(shou)工拋光(guang)后(Ra≤0.8μm)在(zai)(zai)特殊的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學工藝(yi)(yi)條件下用(yong)(yong)無(wu)機酸(suan)(suan)加消光(guang)劑達到(dao)(dao)(dao)柔(rou)色(se)(se)(se)的(de)無(wu)光(guang)澤的(de)處理。柔(rou)色(se)(se)(se)膜(mo)的(de)厚度達到(dao)(dao)(dao)300.0~600.0nm(經AES俄歇電(dian)(dian)(dian)子能譜或XPSX射線光(guang)電(dian)(dian)(dian)子能譜分析(xi)),反光(guang)系數<30%.除此之外(wai)(wai),還可用(yong)(yong)堿性著色(se)(se)(se)液(ye),以電(dian)(dian)(dian)化(hua)學方法在(zai)(zai)手(shou)術器(qi)械的(de)表面(mian)(mian)形(xing)成(cheng)一(yi)層(ceng)致(zhi)密(mi)的(de)具有一(yi)定厚度的(de)彩色(se)(se)(se)膜(mo)。
14. 安成強、韓玉梅、車永泉研究了304不銹鋼在氫氧化鈉溶液中的電化學著色工藝。不同的工藝條件可得到不同的色膜,其電解液不僅成分簡單,溶液穩定,維護簡便,來源廣,成本低,且廢水處理容易。因膜是在堿性溶液中生成的,所以膜耐堿性,但不耐酸性。
15. 周一(yi)揚、吳繼民(min)采(cai)用不(bu)銹(xiu)鋼在硫(liu)酸水溶液(ye)(ye)中以恒電位(wei)(wei)方波充電法使不(bu)銹(xiu)鋼表面產生彩色(se)(se)膜。溶液(ye)(ye)不(bu)含鉻(ge)酸,有(you)望能(neng)克服不(bu)銹(xiu)鋼在鉻(ge)酸溶液(ye)(ye)中浸泡時間較長,有(you)時表面有(you)粗(cu)糙現象產生的(de)(de)缺點,而(er)且要得到均勻一(yi)致的(de)(de)著色(se)(se)膜有(you)一(yi)定的(de)(de)難度(du),難于(yu)控制。溶液(ye)(ye)成分為(wei)2mol/L的(de)(de)硫(liu)酸,相當于(yu)196g/L,采(cai)用的(de)(de)脈沖電位(wei)(wei)范圍為(wei)0.1~0.9V,脈沖時間為(wei)0.001~0.100s.著色(se)(se)顏色(se)(se)為(wei)藍色(se)(se)、紫色(se)(se)和黑(hei)色(se)(se),沒有(you)明顯的(de)(de)中間色(se)(se)出現。這種膜的(de)(de)生成,推(tui)測是由(you)于(yu)膜/溶液(ye)(ye)的(de)(de)表面鉻(ge)離子的(de)(de)生成與還原所致。實驗采(cai)用中等含鉻(ge)量的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼1Cr17。
16. 張俊喜、周國定(ding)、喬亦男、曹(cao)楚南、張鑒清等(deng)人(ren)提出(chu)了(le)(le)一種新的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼著(zhu)色(se)方(fang)法(fa)(fa)-載(zai)波鈍(dun)化(hua)(hua)著(zhu)色(se),即(ji)在無鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸溶液中(zhong)用載(zai)波鈍(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)電(dian)化(hua)(hua)學方(fang)法(fa)(fa)得到(dao)各(ge)種色(se)彩的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼表面(mian)(mian)(mian)。同(tong)時研(yan)究了(le)(le)載(zai)波鈍(dun)化(hua)(hua)著(zhu)色(se)膜的(de)(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)。研(yan)究結(jie)果表明,不(bu)(bu)銹鋼表面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)色(se)彩是(shi)(shi)由(you)于膜的(de)(de)(de)(de)干涉所(suo)致的(de)(de)(de)(de),膜層結(jie)構呈(cheng)微晶(jing)-非晶(jing)過渡(du)態,與(yu)化(hua)(hua)學著(zhu)色(se)法(fa)(fa)所(suo)得膜層的(de)(de)(de)(de)結(jie)構是(shi)(shi)相(xiang)近的(de)(de)(de)(de),而且膜層的(de)(de)(de)(de)導(dao)電(dian)性(xing)測試表明,載(zai)波鈍(dun)化(hua)(hua)著(zhu)色(se)膜有半導(dao)體(ti)性(xing)質(zhi),膜層的(de)(de)(de)(de)導(dao)電(dian)具(ju)有整流性(xing)。從干涉原理出(chu)發,可作出(chu)不(bu)(bu)銹鋼載(zai)波鈍(dun)化(hua)(hua)著(zhu)色(se)工藝中(zhong)色(se)彩的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)方(fang)法(fa)(fa),通過對載(zai)波參數(shu)的(de)(de)(de)(de)調節(jie),就(jiu)可以得到(dao)不(bu)(bu)同(tong)色(se)彩的(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)膜。
17. 鄧姝皓、龔(gong)竹青、柳(liu)勇采用化(hua)(hua)(hua)學浸漬法、電解(jie)(jie)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)法均可以將304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)生成(cheng)啞光銀灰色(se)(se)外觀。化(hua)(hua)(hua)學著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)液的(de)(de)組(zu)成(cheng)為(wei)硫(liu)酸(suan)100mL/L,添加(jia)(jia)劑A為(wei)40~60mL/L,添加(jia)(jia)劑B為(wei)90~110mL/L.電解(jie)(jie)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)液的(de)(de)主要(yao)組(zu)成(cheng)為(wei)100mL/L硫(liu)酸(suan),50~60g/L鉻酐,電流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)在(zai)0.4~0.6A/d㎡。對于電解(jie)(jie)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se),電流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)是(shi)成(cheng)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)關(guan)鍵因(yin)素。電流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)越(yue)大(da),失(shi)重越(yue)多,成(cheng)膜(mo)(mo)(mo)越(yue)致(zhi)密(mi)。相同電流(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)下,脈沖著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)比直(zhi)流(liu)(liu)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)要(yao)致(zhi)密(mi)。鉻酐濃度(du)(du)越(yue)大(da),失(shi)重越(yue)小(xiao)(xiao),成(cheng)膜(mo)(mo)(mo)越(yue)慢。X衍射和(he)掃(sao)描電鏡(jing)顯示,成(cheng)膜(mo)(mo)(mo)后的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)表(biao)面晶(jing)粒細小(xiao)(xiao)、致(zhi)密(mi),形成(cheng)的(de)(de)是(shi)Ni2O3、Cr2O3、TiO等致(zhi)密(mi)的(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)(mo)(mo)。著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐蝕性(xing)和(he)耐高溫性(xing)優(you)于未著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。
18. 南紅艷、張躍(yue)敏、尹新斌、徐可(ke)等人對(dui)電(dian)(dian)化學(xue)不銹鋼(gang)著(zhu)色(se)工(gong)藝進行了系統的(de)(de)研(yan)究。通過(guo)電(dian)(dian)流變化研(yan)究著(zhu)色(se)的(de)(de)變化規律,得出對(dui)于每(mei)一種顏色(se),電(dian)(dian)量密(mi)度與(yu)著(zhu)色(se)時(shi)間(jian)的(de)(de)對(dui)應關系基本上是線性(xing)的(de)(de)。提出電(dian)(dian)量控制不銹鋼(gang)著(zhu)色(se)能提高(gao)電(dian)(dian)化學(xue)不銹鋼(gang)著(zhu)色(se)工(gong)藝的(de)(de)效率。電(dian)(dian)化學(xue)不銹鋼(gang)著(zhu)色(se)工(gong)藝時(shi)間(jian)短,效率高(gao),顏色(se)豐富。
19. 巴赫氏洛(luo)夫介紹了不銹鋼在重(zhong)鉻酸鈉和硫酸混合液中的電化學(xue)氧化著色。