不銹鋼電化學著(zhu)彩色酸性溶液成分和(he)工藝(yi)條件見表(biao)9-9。配方2 (見表(biao)9-9)的說(shuo)明 。本配方由廣(guang)東工業大(da)學材料系(xi) 李(li)瑜煜、謝(xie)致微、黎(li)樵燊、張文雄提出。

1. 對(dui)SUS304不銹(xiu)鋼(gang)陽(yang)極氧化著金黃色技術的研究

   運(yun)用(yong)正交試(shi)驗法確(que)定最佳配方和工藝條件，獲得的不銹鋼著色(se)膜(mo)光亮美觀，呈金黃色(se)。

2. 工藝條件(jian)對著色(se)的影(ying)響

①. 溫(wen)度(du)

  以最佳配方在不(bu)同溫度下進行著色，結果見表9-10。

 注：1. 點(dian)蝕溶液(ye)為(wei)鹽酸250mL/L+重鉻酸鉀30g/L+蒸餾水(shui)750mL/L.

       2. 電流密度(du)0.4A/d㎡,著色時間3min.

       3. 電(dian)解固化10min,封閉處理5min.

  隨(sui)著(zhu)(zhu)溫(wen)度的上升，著(zhu)(zhu)色(se)膜的色(se)調加深，膜厚增加，可見溫(wen)度的升高加速了氧化成膜，同時(shi)，膜的耐蝕(shi)性、耐磨性均(jun)提(ti)高，但光澤和光潔度變差(cha)，這是由于高溫(wen)下輕微過蝕(shi)所(suo)致。實(shi)驗結果(guo)表明，對于金黃色(se)膜，最佳著(zhu)(zhu)色(se)溫(wen)度為(wei)50℃.

②. 電(dian)流密(mi)度的影響

 以最(zui)(zui)佳溫度和(he)最(zui)(zui)佳配方(fang)為(wei)基準，不(bu)同的電流密度對著色的影響見表(biao)9-11.

 由表(biao)9-11可(ke)知(zhi)，隨(sui)著(zhu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)的(de)上升(sheng)，著(zhu)色膜(mo)的(de)色調(diao)加(jia)(jia)深，膜(mo)厚(hou)增(zeng)加(jia)(jia)，耐蝕性及耐磨性亦隨(sui)之增(zeng)加(jia)(jia)，且兩者都(dou)在0.5A/d㎡附近(jin)達到最大值，隨(sui)后(hou)反(fan)而降低，可(ke)見電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)的(de)升(sheng)高加(jia)(jia)速了氧(yang)化膜(mo)成膜(mo)，但電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)過大，反(fan)而導致膜(mo)的(de)溶(rong)解速率增(zeng)大，使膜(mo)厚(hou)降低，甚(shen)至導致過蝕，使表(biao)面(mian)光(guang)澤和光(guang)潔度(du)(du)變(bian)差。實驗結(jie)果表(biao)明(ming)，對于(yu)金黃色膜(mo)，最佳著(zhu)色電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)(du)為0.4A/d㎡.

③. 著色(se)時間的影響

表9-12為最佳配方，最佳溫度、最佳電(dian)流密度下不同著色時間對著色的影響。

由表9-12可(ke)見，隨著(zhu)(zhu)時間的(de)延長，著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐蝕(shi)(shi)性和耐磨性增加，6min后，著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐蝕(shi)(shi)性及耐磨性基本保(bao)持不(bu)變(bian)，其色(se)調保(bao)持棕(zong)褐(he)色(se)；但時間太長，如(ru)30min,反(fan)而引起過(guo)蝕(shi)(shi)，導致表面(mian)光(guang)澤(ze)和光(guang)潔度變(bian)差。對金黃(huang)色(se)膜(mo)，著(zhu)(zhu)色(se)時間以3min為宜。

3. 著色液(ye)成(cheng)分的優選和作用

①. 硫酸

 隨(sui)著(zhu)硫酸濃度的(de)升(sheng)高，試樣的(de)腐(fu)蝕(shi)和氧(yang)(yang)化速率增(zeng)加較快，氧(yang)(yang)化膜膜厚增(zeng)加，耐蝕(shi)性和耐磨性提(ti)高，但濃度超過(guo)450mL/L后出(chu)現輕微過(guo)蝕(shi)，引(yin)起(qi)表面光澤和光潔度變差(cha)，最佳硫酸含量為400mL/L.

②. 鉻酐(gan)

 主要作(zuo)為氧化劑，能有效(xiao)地提高膜的耐蝕(shi)性(xing)和光潔度。考慮到環保因(yin)素，盡可(ke)能降低鉻(ge)酐含量，經過正(zheng)交試驗，鉻(ge)酐為20g/L.

③. 硫酸錳作為氧(yang)化(hua)促進(jin)劑(ji)，能加(jia)速氧(yang)化(hua)和(he)提高膜(mo)的結合力，正(zheng)交試驗優選為3g/L.

④. 乙酸鈉作(zuo)為穩(wen)定劑，起到(dao)穩(wen)定槽液的作(zuo)用，正(zheng)交試驗優選為10.5g/L.

⑤. 添加劑(ji)YZ-03能有效(xiao)地提高膜的耐磨(mo)性(xing)、光澤和重現性(xing)。正(zheng)交試驗優(you)選(xuan)為(wei)40g/L.

4. 前處理(li)

不銹鋼機(ji)械拋光(guang)(guang)→清洗(xi)(xi)→化學除油→清洗(xi)(xi)→電化學拋光(guang)(guang)→清洗(xi)(xi)→活化（硫酸(suan)30%,溫(wen)度0~60℃,時間3~5min)→著(zhu)色(se)。

5. 后處(chu)理

著色(se)后→清洗(xi)→電解固(gu)膜處理→清洗(xi)→封閉處理→清洗(xi)→熱風干燥→成品。

①. 電解固膜處理

   a. 鉻酐(gan)(gan)含量對(dui)著色膜硬(ying)化(hua)(hua)的(de)影響(xiang)。著色膜分別在(zai)鉻酐(gan)(gan)100g/L、180g/L、250g/L的(de)固(gu)化(hua)(hua)液中固(gu)化(hua)(hua)，實驗結(jie)果(guo)表明，鉻酐(gan)(gan)濃(nong)度(du)對(dui)固(gu)化(hua)(hua)效(xiao)果(guo)的(de)影響(xiang)不明顯，著色膜的(de)色調基(ji)本保持(chi)金黃色，耐蝕耐磨性稍有(you)提高。鉻酐(gan)(gan)濃(nong)度(du)高的(de)固(gu)化(hua)(hua)液使用(yong)壽命較(jiao)長，建議(yi)鉻酐(gan)(gan)濃(nong)度(du)為180g/L.

   b. 固化溫度(du)(du)的影(ying)響(xiang)。著(zhu)色膜在(zai)27℃、50℃、70℃下的固化實驗(yan)表(biao)明，溫度(du)(du)升高(gao)，著(zhu)色膜顏色加深，耐(nai)磨(mo)耐(nai)蝕(shi)性稍微提高(gao)，但(dan)效(xiao)果不明顯。從節能和操作環境考慮，建(jian)議固化溫度(du)(du)以室溫為(wei)佳(jia)。

   c. 固化(hua)電流(liu)密(mi)度的(de)影響。不同固化(hua)電流(liu)密(mi)度下(xia)的(de)固化(hua)實(shi)驗結果見表(biao)9-13。

  由表9-13可見，在0.6A/d㎡ 電流密(mi)(mi)度下固化(hua)略顯不足，耐(nai)蝕(shi)耐(nai)磨性略差，1.0A/d㎡ 較理想，電流密(mi)(mi)度太大，如2.0A/d㎡,陽極析出大量氣泡，引(yin)起著色膜疏松(song)，使其耐(nai)磨耐(nai)蝕(shi)性降(jiang)低。建議固化(hua)電流密(mi)(mi)度以1.0A/d㎡ 為宜。

  d. 固化(hua)時間對固化(hua)效果(guo)的影(ying)響。

    不同固化時間(jian)(jian)即5min、10min、20min,固化結果(guo)表(biao)明，固化時間(jian)(jian)對固化效果(guo)的(de)影(ying)響不明顯。這是因(yin)為固化過程進行(xing)得較快之故，當反應物填充膜微(wei)孔后，反應即趨于(yu)停止。建議(yi)采用固化時間(jian)(jian)以10min為宜。

②. 封閉處理

   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(shui)、天然海水(shui)腐蝕(shi)實驗(yan)

  著色試樣(yang)在人工雨水(shui)、自然海(hai)水(shui)中室溫(wen)浸泡300小(xiao)時后，顏色無變(bian)化，表面光潔度(du)好，均未出現點蝕，可見著色膜具有(you)良(liang)好的耐自然介質(zhi)腐蝕性(xing)能，適宜(yi)作戶外(wai)裝飾材料。

  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(fu)著力檢驗

   將(jiang)著色膜劃上方(fang)格后(hou)彎曲180°,未(wei)見(jian)(jian)任何剝落現象，可見(jian)(jian)著色膜與基體結合牢固。

  ④. 耐磨(mo)性檢驗

   著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)試(shi)樣(yang)進(jin)行1.5N負(fu)載的(de)圖釘來回刻(ke)劃實驗(yan)，其表(biao)面未見(jian)(jian)明(ming)顯劃痕。同(tong)時(shi)，試(shi)樣(yang)經(jing)受負(fu)載5.0N的(de)橡皮270次摩(mo)擦未見(jian)(jian)脫色(se)，可見(jian)(jian)著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐磨性較好。同(tong)時(shi)，實驗(yan)表(biao)明(ming)，經(jing)固化(hua)處理后(hou)的(de)和封閉(bi)處理后(hou)的(de)著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐磨性明(ming)顯優于未固化(hua)和封閉(bi)處理的(de)著(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐磨性。