不銹鋼電(dian)化學(xue)著彩(cai)色酸性溶液成分(fen)和(he)工(gong)(gong)藝條(tiao)件(jian)見表(biao)9-9。配方2 (見表(biao)9-9)的說(shuo)明 。本配方由(you)廣東工(gong)(gong)業大學(xue)材料(liao)系 李瑜煜、謝致(zhi)微、黎樵燊、張文雄提出(chu)。

1. 對(dui)SUS304不(bu)銹鋼陽極(ji)氧化著(zhu)金(jin)黃色(se)技術(shu)的研究

   運用正(zheng)交試驗(yan)法確定最佳配方(fang)和工藝條件(jian)，獲得(de)的不銹(xiu)鋼著色(se)膜光亮美觀，呈金黃色(se)。

2. 工藝條件對著色的(de)影響(xiang)

①. 溫(wen)度

  以最(zui)佳配方在不同溫度下進行著(zhu)色，結果見表9-10。

 注：1. 點蝕溶液(ye)為鹽酸250mL/L+重鉻酸鉀(jia)30g/L+蒸餾水750mL/L.

       2. 電流密度(du)0.4A/d㎡,著色時間3min.

       3. 電解固化10min,封閉處理5min.

  隨著溫(wen)度(du)(du)的(de)上升(sheng)，著色膜(mo)的(de)色調加深，膜(mo)厚增加，可見溫(wen)度(du)(du)的(de)升(sheng)高(gao)(gao)加速了氧化成膜(mo)，同時，膜(mo)的(de)耐(nai)蝕性、耐(nai)磨(mo)性均提(ti)高(gao)(gao)，但光澤(ze)和光潔(jie)度(du)(du)變(bian)差，這是由于高(gao)(gao)溫(wen)下輕微過(guo)蝕所致。實驗結(jie)果表(biao)明，對(dui)于金黃色膜(mo)，最佳著色溫(wen)度(du)(du)為50℃.

②. 電流(liu)密(mi)度的影響

 以(yi)最佳(jia)溫度和最佳(jia)配方為基準(zhun)，不同(tong)的(de)(de)電流(liu)密度對著色的(de)(de)影響見表9-11.

 由表(biao)9-11可知，隨(sui)著(zhu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)的上升，著(zhu)色(se)膜(mo)的色(se)調(diao)加深，膜(mo)厚增(zeng)加，耐蝕性及耐磨性亦隨(sui)之增(zeng)加，且兩者都在0.5A/d㎡附近達(da)到最(zui)大值(zhi)，隨(sui)后(hou)反而(er)降(jiang)低，可見電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)的升高加速了氧(yang)化膜(mo)成膜(mo)，但電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)過大，反而(er)導致膜(mo)的溶解速率增(zeng)大，使(shi)膜(mo)厚降(jiang)低，甚(shen)至導致過蝕，使(shi)表(biao)面光(guang)澤(ze)和光(guang)潔度(du)(du)變差。實驗(yan)結果表(biao)明(ming)，對于金黃色(se)膜(mo)，最(zui)佳(jia)著(zhu)色(se)電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度(du)(du)為0.4A/d㎡.

③. 著色時(shi)間(jian)的(de)影響

表9-12為最佳配方，最佳溫(wen)度(du)(du)、最佳電流(liu)密度(du)(du)下不同著色(se)時間對著色(se)的影響。

由表(biao)9-12可(ke)見，隨著(zhu)時(shi)間的延長，著(zhu)色膜的耐蝕性和(he)耐磨性增加，6min后，著(zhu)色膜的耐蝕性及耐磨性基本(ben)保持(chi)不(bu)變(bian)，其(qi)色調保持(chi)棕褐(he)色；但時(shi)間太長，如30min,反而引起過蝕，導(dao)致表(biao)面光澤和(he)光潔度變(bian)差。對金(jin)黃色膜，著(zhu)色時(shi)間以3min為宜。

3. 著色液成分(fen)的優選和作用(yong)

①. 硫酸

 隨(sui)著硫酸濃度(du)(du)的升高，試樣的腐蝕和氧(yang)化速(su)率增加較(jiao)快，氧(yang)化膜膜厚(hou)增加，耐(nai)蝕性(xing)和耐(nai)磨性(xing)提高，但(dan)濃度(du)(du)超過450mL/L后(hou)出(chu)現輕(qing)微過蝕，引起表面光澤(ze)和光潔度(du)(du)變差，最佳硫酸含(han)量為400mL/L.

②. 鉻(ge)酐

 主要作(zuo)為氧化劑，能(neng)有效地提高膜的耐蝕性和光潔度。考慮到環保因素(su)，盡可能(neng)降低鉻(ge)酐含量(liang)，經(jing)過正交(jiao)試驗，鉻(ge)酐為20g/L.

③. 硫(liu)酸錳作為氧化促進(jin)劑，能加速氧化和提(ti)高膜(mo)的結(jie)合力，正交試驗優(you)選為3g/L.

④. 乙酸鈉作為穩定(ding)劑(ji)，起到穩定(ding)槽液的作用(yong)，正交試驗優(you)選為10.5g/L.

⑤. 添加劑YZ-03能有效(xiao)地提高膜的(de)耐磨性、光澤和重現性。正交(jiao)試驗優選為40g/L.

4. 前處理

不銹鋼機械(xie)拋光→清(qing)洗(xi)→化學(xue)除(chu)油→清(qing)洗(xi)→電化學(xue)拋光→清(qing)洗(xi)→活化（硫酸30%,溫度0~60℃,時(shi)間3~5min)→著色。

5. 后(hou)處理

著色(se)后→清(qing)洗(xi)→電解固膜處(chu)(chu)理(li)→清(qing)洗(xi)→封閉處(chu)(chu)理(li)→清(qing)洗(xi)→熱風干燥→成品。

①. 電解(jie)固膜處(chu)理

   a. 鉻酐含量(liang)對著(zhu)色(se)(se)膜硬化(hua)(hua)(hua)的(de)影響(xiang)(xiang)。著(zhu)色(se)(se)膜分(fen)別在鉻酐100g/L、180g/L、250g/L的(de)固(gu)化(hua)(hua)(hua)液中固(gu)化(hua)(hua)(hua)，實驗結果(guo)表明，鉻酐濃度對固(gu)化(hua)(hua)(hua)效果(guo)的(de)影響(xiang)(xiang)不(bu)明顯，著(zhu)色(se)(se)膜的(de)色(se)(se)調基本保持金黃色(se)(se)，耐(nai)蝕耐(nai)磨性稍有提(ti)高(gao)(gao)。鉻酐濃度高(gao)(gao)的(de)固(gu)化(hua)(hua)(hua)液使用壽命較長，建議鉻酐濃度為(wei)180g/L.

   b. 固化(hua)溫(wen)度的影響。著(zhu)色膜在27℃、50℃、70℃下(xia)的固化(hua)實驗表明，溫(wen)度升高(gao)，著(zhu)色膜顏(yan)色加深，耐磨耐蝕性稍微提高(gao)，但(dan)效果不明顯。從(cong)節能和操作(zuo)環境考慮(lv)，建議固化(hua)溫(wen)度以室溫(wen)為佳。

   c. 固化電(dian)流(liu)(liu)密度的影響。不同固化電(dian)流(liu)(liu)密度下的固化實(shi)驗結(jie)果見表9-13。

  由表9-13可見，在0.6A/d㎡ 電流(liu)密度下固化略顯(xian)不足，耐蝕耐磨(mo)性略差，1.0A/d㎡ 較理想，電流(liu)密度太(tai)大(da)，如2.0A/d㎡,陽極析出大(da)量氣泡，引起著(zhu)色膜疏松，使其耐磨(mo)耐蝕性降低。建(jian)議固化電流(liu)密度以1.0A/d㎡ 為宜。

  d. 固化時間對固化效果的影響。

    不同(tong)固(gu)化(hua)時(shi)(shi)間(jian)即(ji)5min、10min、20min,固(gu)化(hua)結果表明(ming)，固(gu)化(hua)時(shi)(shi)間(jian)對固(gu)化(hua)效(xiao)果的影響不明(ming)顯。這(zhe)是因為固(gu)化(hua)過程進行(xing)得較(jiao)快之故，當反(fan)(fan)應物填充膜微(wei)孔后，反(fan)(fan)應即(ji)趨于(yu)停止。建議采用固(gu)化(hua)時(shi)(shi)間(jian)以10min為宜。

②. 封閉(bi)處理

   為進一步提高著色膜的質量，采用1%硅酸鈉溶液，NazSiO₃對經固化處理后的著色膜進行浸泡沸騰5min的封閉處理。

6. 著色膜性能檢驗

  ①. 耐人工雨水、天然(ran)海水腐蝕實驗

  著(zhu)色(se)試樣在人工雨水(shui)、自然海水(shui)中室溫浸(jin)泡300小時后，顏色(se)無變化，表面(mian)光(guang)潔(jie)度好(hao)，均未出(chu)現點蝕，可見著(zhu)色(se)膜具有良好(hao)的耐自然介質(zhi)腐蝕性能，適(shi)宜作(zuo)戶外裝飾材(cai)料(liao)。

  ②. 點滴(di)實驗

   用40%FeCl₃對著色膜進行點滴實驗的時間為42'40”，未著色試樣為2'3”，著色試樣的耐蝕性優于未著色樣。

  ③. 膜的附著力檢驗

   將著色(se)膜(mo)劃(hua)上方格后彎(wan)曲(qu)180°,未見(jian)任何(he)剝(bo)落現象，可見(jian)著色(se)膜(mo)與基(ji)體結(jie)合(he)牢(lao)固。

  ④. 耐(nai)磨性檢驗

   著色膜試(shi)樣進行1.5N負(fu)載的(de)(de)(de)圖釘來回(hui)刻劃實驗，其表面未見明顯(xian)(xian)劃痕。同時，試(shi)樣經受負(fu)載5.0N的(de)(de)(de)橡皮270次摩擦未見脫色，可見著色膜的(de)(de)(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)較好。同時，實驗表明，經固化(hua)處(chu)(chu)理后(hou)的(de)(de)(de)和(he)封閉(bi)(bi)處(chu)(chu)理后(hou)的(de)(de)(de)著色膜的(de)(de)(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)明顯(xian)(xian)優于(yu)未固化(hua)和(he)封閉(bi)(bi)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)著色膜的(de)(de)(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)。