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(deng)人(ren)提出用生產(chan)流水線的方式進行(xing)不銹鋼彩色(se)處(chu)理(li)(li),并(bing)且(qie)申請了專利。其裝置(zhi)示(shi)意圖見圖9-1。工藝(yi)采(cai)用方波電(dian)(dian)流進行(xing)著色(se)處(chu)理(li)(li)。溶液是鉻(ge)酐(gan)和(he)硫酸體系。通過控制陽極電(dian)(dian)流值(zhi)、陰極電(dian)(dian)流值(zhi)、頻率和(he)通電(dian)(dian)時(shi)間來獲得所需的顏色(se),與化學著色(se)法相比(bi),重現性很好,顏色(se)非常均勻(yun)。


圖 1.jpg


  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銹鋼(gang)。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(ge)拉和勞W.納卡雅馬M嘗(chang)試用(yong)三(san)角波電流(liu)脈沖法進行著(zhu)色(se)(se)(se),著(zhu)色(se)(se)(se)可在室溫(wen)下進行。要獲得特定的(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se),必須調整好適當的(de)(de)(de)Imax、Imin和r(三(san)角波周期值)。著(zhu)色(se)(se)(se)膜的(de)(de)(de)厚(hou)度與電解時(shi)間和r的(de)(de)(de)對數呈線性關系。K.奧(ao)格(ge)拉用(yong)紫(zi)外(wai)分光(guang)光(guang)度計測量(liang)了著(zhu)色(se)(se)(se)膜的(de)(de)(de)厚(hou)度。著(zhu)色(se)(se)(se)膜的(de)(de)(de)厚(hou)度可用(yong)下式來估算:


  式中,λ為著色膜(mo)的(de)反(fan)射(she)光(guang)譜中最大反(fan)射(she)系數對應的(de)波長;λ'為著色膜(mo)的(de)反(fan)射(she)光(guang)譜中最小反(fan)射(she)系數對應的(de)波長;n為化膜(mo)的(de)折射(she)系數。


  隨著通(tong)電時間(jian)的(de)(de)延(yan)長,工作的(de)(de)顏色(se)按照褐色(se)→黃色(se)→紅色(se)→藍色(se)→綠(lv)色(se)的(de)(de)順序變化。


  5. J.N.金、S.J.歐、S.C.李等人研究在正(zheng)弦波(bo)、正(zheng)弦波(bo)+直流(liu)、正(zheng)弦波(bo)+方波(bo)這(zhe)3種電流(liu)信號的(de)作(zuo)用(yong)下(xia),得到不同類型的(de)著色膜,都具有(you)良好的(de)性能。


  6. 郭(guo)稚弧、賈法龍、邱于兵研究三角(jiao)波電流掃描法制(zhi)備彩色(se)(se)(se)(se)不銹鋼。通過(guo)正交試驗探討最佳(jia)工藝參(can)數,并對(dui)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜的(de)各項性能(neng)做(zuo)了測試,耐(nai)磨(mo)性能(neng)較(jiao)好(hao)(hao)。此(ci)工藝對(dui)曲面著(zhu)色(se)(se)(se)(se)也有良好(hao)(hao)的(de)適(shi)應性,把試片彎成90°后進行著(zhu)色(se)(se)(se)(se),顏色(se)(se)(se)(se)也很均勻,重現性也很好(hao)(hao)。只要控(kong)制(zhi)好(hao)(hao)工藝參(can)數就可以獲得預期的(de)顏色(se)(se)(se)(se)。溫(wen)(wen)度對(dui)于顏色(se)(se)(se)(se)的(de)控(kong)制(zhi)有很大的(de)影響,溫(wen)(wen)度越(yue)高,著(zhu)色(se)(se)(se)(se)速率越(yue)快(kuai)。


  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(li)曉(xiao)煜、謝致微、張文(wen)雄等人(ren)研(yan)究了不(bu)銹鋼陽極氧化成金黃色(se)。著色(se)液中鉻酐20g/L,硫酸(suan)400mL/L,硫酸(suan)錳(meng)3g/L,添加劑 YZ-03 40g/L,乙酸(suan)鈉10.5g/L,電(dian)流密度為0.4A/d㎡,此工(gong)藝(yi)主要是(shi)用于形成金黃色(se)的著色(se)膜,對于其(qi)他顏色(se)則難以(yi)實現。不(bu)銹鋼在如此低的鉻酐濃度下的著色(se)液中,如果(guo)沒有電(dian)流通入,即使浸泡數(shu)小時也不(bu)著色(se)。


  9. 方景(jing)禮、劉(liu)琴、韓克平、陳(chen)耀輝等人研究了在(zai)鉬酸鈉溶液中將不銹鋼(gang)成功鍍覆上一層(ceng)(ceng)藍(lan)色膜。不銹鋼(gang)在(zai)陰(yin)極(ji)電流(liu)的作用下,表(biao)面沉積上一層(ceng)(ceng)鉬的復雜化合物。膜厚度(du)約為42.7μm.


  10. 奧格拉K、沙庫來K、烏哈拉S等人研究了在(zai)(zai)(zai)室溫下用交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)位脈沖法(fa)(fa)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)著色(se)。他(ta)們首先以20mV/min和60mV/min的(de)(de)(de)掃描速(su)率做了奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)著色(se)液中的(de)(de)(de)動電(dian)(dian)位極(ji)(ji)化曲線,發現不(bu)銹(xiu)鋼(gang)開始過(guo)鈍化的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位為1.2V,隨著電(dian)(dian)位的(de)(de)(de)增(zeng)加,過(guo)鈍化電(dian)(dian)流(liu)達到一個(ge)極(ji)(ji)限(xian)值。根(gen)據這個(ge)極(ji)(ji)化曲線,確定了方波電(dian)(dian)位的(de)(de)(de)Emax和Emin,但(dan)Emax不(bu)能太大,否則生成(cheng)的(de)(de)(de)氧(yang)化膜(mo)會發生部分溶解。脈沖幅度和寬度對著色(se)情(qing)況也有(you)影響。在(zai)(zai)(zai)這種實驗條件下,最佳的(de)(de)(de)脈沖幅度應該(gai)在(zai)(zai)(zai)0.4~0.44V.這種方法(fa)(fa)可以在(zai)(zai)(zai)室溫下對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)進行(xing)著色(se),著色(se)速(su)率較(jiao)快。但(dan)是,電(dian)(dian)位法(fa)(fa)比電(dian)(dian)流(liu)法(fa)(fa)在(zai)(zai)(zai)生產中操作起來較(jiao)麻(ma)煩,因為不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)自然電(dian)(dian)位不(bu)完全一致,選擇的(de)(de)(de)極(ji)(ji)化電(dian)(dian)位不(bu)相同(tong)(tong)。目前這種方法(fa)(fa)已有(you)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(gong)司提出的電解(jie)著色工藝(yi),是先將不銹(xiu)鋼(gang)工件(jian)在(zai)5%硅酸(suan)鈉(na)溶液中(zhong)于(yu)85℃和5A/d㎡的電流密(mi)度下(xia)(xia)(xia)進行(xing)45秒的電化學(xue)除油,水洗后(hou)浸入室溫10%鹽酸(suan)中(zhong)洗滌30s,水洗后(hou)即浸人含(han)鉻酐并添(tian)加適量三價鉻離子的稀鉻酐硫酸(suan)溶液中(zhong),不銹(xiu)鋼(gang)作陰(yin)(yin)極,在(zai)5~15A/d㎡和液溫35~50℃的條件(jian)下(xia)(xia)(xia)電解(jie)5~20s,表面預鍍上一層(ceng)致密(mi)的金屬鉻(0.6~1.0mg/d㎡).然(ran)后(hou)在(zai)含(han)鉻酐10~50g/L的電解(jie)液中(zhong),在(zai)陰(yin)(yin)極電流密(mi)度3~15A/dm、槽溫15~45℃的條件(jian)下(xia)(xia)(xia)電解(jie)5~20s,便(bian)獲得(de)色調優雅、性能良好的彩色表面氧(yang)化膜(mo)。


  13. 傅(fu)綺君在(zai)(zai)手術器(qi)械(xie)呈(cheng)本色表(biao)面(mian)(mian)處理(保(bao)持拋光色澤并(bing)要求達到(dao)抗(kang)蝕性(xing)能(neng))中采用(yong)(yong)電(dian)化(hua)學(xue)方法(fa),使表(biao)面(mian)(mian)產生一層透明致(zhi)密的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)覆蓋層。硫(liu)酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)或(huo)硼酸(suan)(suan)5%~10%(質量分(fen)數),鉬(mu)酸(suan)(suan)或(huo)鉬(mu)酸(suan)(suan)鹽5~10g/L,陽極電(dian)流密度(du)1~10A/d㎡,溫度(du)20~70℃,時間5~20min;或(huo)鉻酐250g/L,硫(liu)酸(suan)(suan)2.5g/L,鉬(mu)酸(suan)(suan)鹽1~5g/L,工藝(yi)條(tiao)件相同。所生成(cheng)的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)穩定,膜(mo)層達1.0~20.0nm.此(ci)外(wai),還可(ke)用(yong)(yong)手術器(qi)械(xie)經手工拋光后(Ra≤0.8μm)在(zai)(zai)特(te)殊的(de)(de)電(dian)化(hua)學(xue)工藝(yi)條(tiao)件下用(yong)(yong)無機(ji)酸(suan)(suan)加消光劑達到(dao)柔(rou)色的(de)(de)無光澤的(de)(de)處理。柔(rou)色膜(mo)的(de)(de)厚度(du)達到(dao)300.0~600.0nm(經AES俄(e)歇(xie)電(dian)子(zi)能(neng)譜(pu)或(huo)XPSX射(she)線(xian)光電(dian)子(zi)能(neng)譜(pu)分(fen)析(xi)),反光系數<30%.除(chu)此(ci)之外(wai),還可(ke)用(yong)(yong)堿性(xing)著色液,以電(dian)化(hua)學(xue)方法(fa)在(zai)(zai)手術器(qi)械(xie)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)形成(cheng)一層致(zhi)密的(de)(de)具有一定厚度(du)的(de)(de)彩色膜(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、吳繼民采用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)硫(liu)酸水溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)以恒電位方波充(chong)電法使不銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面產生(sheng)彩色(se)膜。溶(rong)(rong)(rong)液(ye)不含(han)鉻(ge)酸,有(you)(you)(you)(you)望能克服不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)(zai)鉻(ge)酸溶(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)浸泡時(shi)間(jian)較長,有(you)(you)(you)(you)時(shi)表(biao)面有(you)(you)(you)(you)粗糙現象產生(sheng)的(de)(de)缺點,而且要(yao)得到(dao)均(jun)勻一(yi)致(zhi)的(de)(de)著(zhu)色(se)膜有(you)(you)(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)難度,難于(yu)控制。溶(rong)(rong)(rong)液(ye)成(cheng)分為(wei)(wei)2mol/L的(de)(de)硫(liu)酸,相當于(yu)196g/L,采用(yong)的(de)(de)脈(mo)沖(chong)電位范圍為(wei)(wei)0.1~0.9V,脈(mo)沖(chong)時(shi)間(jian)為(wei)(wei)0.001~0.100s.著(zhu)色(se)顏色(se)為(wei)(wei)藍色(se)、紫色(se)和(he)黑(hei)色(se),沒(mei)有(you)(you)(you)(you)明顯(xian)的(de)(de)中(zhong)間(jian)色(se)出現。這種膜的(de)(de)生(sheng)成(cheng),推測是(shi)由于(yu)膜/溶(rong)(rong)(rong)液(ye)的(de)(de)表(biao)面鉻(ge)離子的(de)(de)生(sheng)成(cheng)與還原所致(zhi)。實(shi)驗采用(yong)中(zhong)等含(han)鉻(ge)量的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)1Cr17。


  16. 張俊(jun)喜、周國定、喬(qiao)亦(yi)男、曹楚(chu)南、張鑒清等(deng)人提出(chu)(chu)了一(yi)種新(xin)的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)方(fang)法(fa)-載(zai)波(bo)鈍(dun)(dun)化(hua)著(zhu)(zhu)色(se)(se),即在無鉻的(de)(de)硫酸溶液(ye)中用(yong)載(zai)波(bo)鈍(dun)(dun)化(hua)的(de)(de)電化(hua)學方(fang)法(fa)得(de)(de)(de)到各(ge)種色(se)(se)彩(cai)的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)(biao)面(mian)。同時(shi)研究了載(zai)波(bo)鈍(dun)(dun)化(hua)著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)(mo)的(de)(de)性(xing)(xing)質(zhi)。研究結(jie)(jie)果表(biao)(biao)明(ming),不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)色(se)(se)彩(cai)是(shi)由于膜(mo)(mo)的(de)(de)干涉(she)所(suo)致的(de)(de),膜(mo)(mo)層(ceng)結(jie)(jie)構呈微(wei)晶-非晶過(guo)渡(du)態,與(yu)化(hua)學著(zhu)(zhu)色(se)(se)法(fa)所(suo)得(de)(de)(de)膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)結(jie)(jie)構是(shi)相(xiang)近的(de)(de),而(er)且(qie)膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)導電性(xing)(xing)測試(shi)表(biao)(biao)明(ming),載(zai)波(bo)鈍(dun)(dun)化(hua)著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)(mo)有半導體性(xing)(xing)質(zhi),膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)導電具(ju)有整流性(xing)(xing)。從干涉(she)原理出(chu)(chu)發(fa),可(ke)作出(chu)(chu)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)載(zai)波(bo)鈍(dun)(dun)化(hua)著(zhu)(zhu)色(se)(se)工藝中色(se)(se)彩(cai)的(de)(de)控(kong)制方(fang)法(fa),通(tong)過(guo)對載(zai)波(bo)參數的(de)(de)調節,就(jiu)可(ke)以得(de)(de)(de)到不(bu)(bu)同色(se)(se)彩(cai)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)膜(mo)(mo)。


  17. 鄧姝皓、龔竹青、柳勇采用化學浸(jin)漬法、電(dian)解著(zhu)(zhu)色(se)法均可以將304不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)著(zhu)(zhu)色(se)生成(cheng)啞光(guang)銀(yin)灰(hui)色(se)外觀。化學著(zhu)(zhu)色(se)液的組成(cheng)為硫酸(suan)100mL/L,添加劑A為40~60mL/L,添加劑B為90~110mL/L.電(dian)解著(zhu)(zhu)色(se)液的主要(yao)組成(cheng)為100mL/L硫酸(suan),50~60g/L鉻酐,電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)在0.4~0.6A/d㎡。對于電(dian)解著(zhu)(zhu)色(se),電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)是(shi)成(cheng)膜的關鍵因素。電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)越(yue)(yue)大(da),失(shi)重(zhong)越(yue)(yue)多(duo),成(cheng)膜越(yue)(yue)致(zhi)密(mi)(mi)。相同電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)下(xia),脈沖著(zhu)(zhu)色(se)的膜比(bi)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)著(zhu)(zhu)色(se)的膜要(yao)致(zhi)密(mi)(mi)。鉻酐濃度(du)(du)(du)越(yue)(yue)大(da),失(shi)重(zhong)越(yue)(yue)小,成(cheng)膜越(yue)(yue)慢。X衍射和(he)掃描電(dian)鏡(jing)顯(xian)示,成(cheng)膜后(hou)的不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)表(biao)面晶粒細(xi)小、致(zhi)密(mi)(mi),形(xing)成(cheng)的是(shi)Ni2O3、Cr2O3、TiO等致(zhi)密(mi)(mi)的氧化膜。著(zhu)(zhu)色(se)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的耐蝕(shi)性和(he)耐高溫性優于未著(zhu)(zhu)色(se)的不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)。


  18. 南紅艷、張躍敏、尹新斌、徐可等(deng)人對(dui)電化(hua)學不銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)(se)工(gong)(gong)藝(yi)進行了系統的(de)(de)(de)研究。通(tong)過電流變化(hua)研究著(zhu)色(se)(se)(se)的(de)(de)(de)變化(hua)規律,得出對(dui)于每(mei)一(yi)種顏色(se)(se)(se),電量密度與著(zhu)色(se)(se)(se)時間的(de)(de)(de)對(dui)應關系基(ji)本上是線性(xing)的(de)(de)(de)。提出電量控制不銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)(se)能提高(gao)電化(hua)學不銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)(se)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)。電化(hua)學不銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)(se)工(gong)(gong)藝(yi)時間短,效(xiao)率(lv)高(gao),顏色(se)(se)(se)豐富。


  19. 巴赫氏洛(luo)夫介紹了不銹鋼在重鉻酸(suan)鈉和(he)硫酸(suan)混(hun)合(he)液中的(de)電化學氧化著色。