不(bu)銹鋼(gang)電化學(xue)著(zhu)彩色酸性溶液成(cheng)分(fen)和(he)工(gong)藝條件見表9-9。配方2 (見表9-9)的說明(ming) 。本(ben)配方由廣東工(gong)業大學(xue)材料系(xi) 李瑜煜、謝致微、黎樵燊、張文雄提出。

1. 對SUS304不銹鋼陽極氧(yang)化著金黃(huang)色技術的(de)研究

   運用正交試驗(yan)法確定(ding)最佳配方和工藝條件，獲得的不(bu)銹鋼著色(se)(se)膜光亮(liang)美(mei)觀，呈金黃色(se)(se)。

2. 工藝條件對著色的(de)影(ying)響

①. 溫度

  以(yi)最佳配方在不同溫度(du)下(xia)進行著(zhu)色(se)，結果見(jian)表9-10。

 注：1. 點蝕溶液為鹽酸(suan)250mL/L+重(zhong)鉻酸(suan)鉀30g/L+蒸餾水750mL/L.

       2. 電流密度0.4A/d㎡,著色時間(jian)3min.

       3. 電解固化10min,封(feng)閉(bi)處理(li)5min.

  隨(sui)著(zhu)(zhu)溫(wen)(wen)度的(de)上升(sheng)，著(zhu)(zhu)色膜(mo)的(de)色調(diao)加(jia)深，膜(mo)厚(hou)增加(jia)，可見(jian)溫(wen)(wen)度的(de)升(sheng)高加(jia)速(su)了氧(yang)化成膜(mo)，同(tong)時，膜(mo)的(de)耐蝕性、耐磨性均提高，但光(guang)澤和光(guang)潔度變差，這是由于高溫(wen)(wen)下(xia)輕微過蝕所(suo)致。實驗(yan)結果表明，對(dui)于金黃色膜(mo)，最佳著(zhu)(zhu)色溫(wen)(wen)度為50℃.

②. 電流密度(du)的影響(xiang)

 以(yi)最佳(jia)(jia)溫度和最佳(jia)(jia)配方為基(ji)準，不同的(de)電流(liu)密度對著(zhu)色的(de)影響見表(biao)9-11.

 由表9-11可(ke)知，隨著(zhu)電流密(mi)度(du)的(de)上升，著(zhu)色(se)膜(mo)(mo)的(de)色(se)調加(jia)(jia)深(shen)，膜(mo)(mo)厚(hou)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，耐蝕性(xing)及耐磨(mo)性(xing)亦隨之增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，且兩者都(dou)在(zai)0.5A/d㎡附近達(da)到最大(da)(da)值(zhi)，隨后反而(er)降低(di)，可(ke)見電流密(mi)度(du)的(de)升高加(jia)(jia)速(su)(su)了氧化膜(mo)(mo)成膜(mo)(mo)，但電流密(mi)度(du)過(guo)大(da)(da)，反而(er)導致膜(mo)(mo)的(de)溶(rong)解速(su)(su)率增(zeng)(zeng)大(da)(da)，使膜(mo)(mo)厚(hou)降低(di)，甚(shen)至導致過(guo)蝕，使表面光澤和光潔(jie)度(du)變差。實驗結果表明(ming)，對(dui)于金(jin)黃色(se)膜(mo)(mo)，最佳著(zhu)色(se)電流密(mi)度(du)為(wei)0.4A/d㎡.

③. 著色時間(jian)的影響

表9-12為最(zui)佳配(pei)方，最(zui)佳溫度、最(zui)佳電流密度下不同著(zhu)色時間對著(zhu)色的影響。

由(you)表(biao)9-12可見，隨著(zhu)(zhu)時(shi)間的(de)延長，著(zhu)(zhu)色(se)膜的(de)耐(nai)(nai)蝕性和耐(nai)(nai)磨性增加，6min后，著(zhu)(zhu)色(se)膜的(de)耐(nai)(nai)蝕性及耐(nai)(nai)磨性基本保(bao)持(chi)不變(bian)，其(qi)色(se)調保(bao)持(chi)棕褐(he)色(se)；但時(shi)間太長，如(ru)30min,反(fan)而引起過蝕，導致表(biao)面(mian)光澤和光潔度變(bian)差。對金黃色(se)膜，著(zhu)(zhu)色(se)時(shi)間以3min為宜。

3. 著色液成分的優選(xuan)和(he)作用

①. 硫酸(suan)

 隨著硫(liu)酸濃度(du)的(de)升(sheng)高，試樣(yang)的(de)腐蝕(shi)(shi)和氧化速率(lv)增加較快(kuai)，氧化膜膜厚增加，耐(nai)蝕(shi)(shi)性和耐(nai)磨性提高，但(dan)濃度(du)超(chao)過450mL/L后出現(xian)輕微過蝕(shi)(shi)，引起表面光(guang)澤和光(guang)潔度(du)變差(cha)，最佳硫(liu)酸含量為400mL/L.

②. 鉻酐

 主要作為氧化劑，能有效地提(ti)高膜的耐(nai)蝕性和(he)光(guang)潔(jie)度(du)。考慮到(dao)環(huan)保因素，盡可能降低鉻酐含量，經過正(zheng)交試(shi)驗，鉻酐為20g/L.

③. 硫酸錳作為氧化促進劑，能加速氧化和提高膜的結合力，正交(jiao)試驗優選為3g/L.

④. 乙(yi)酸鈉(na)作(zuo)為(wei)穩(wen)定(ding)劑，起到穩(wen)定(ding)槽液(ye)的(de)作(zuo)用(yong)，正(zheng)交試驗優選(xuan)為(wei)10.5g/L.

⑤. 添加劑YZ-03能有效地提高膜的耐(nai)磨性、光澤和重現性。正交試驗優選(xuan)為40g/L.

4. 前處(chu)理

不銹(xiu)鋼(gang)機械拋光→清洗(xi)(xi)→化學除油→清洗(xi)(xi)→電化學拋光→清洗(xi)(xi)→活化（硫酸30%,溫度0~60℃,時(shi)間3~5min)→著色。

5. 后處理

著(zhu)色(se)后→清洗→電解固膜處(chu)理(li)→清洗→封閉處(chu)理(li)→清洗→熱風干燥→成品(pin)。

①. 電解固膜處理

   a. 鉻酐(gan)含(han)量對著(zhu)色膜硬化(hua)(hua)的影響。著(zhu)色膜分別在鉻酐(gan)100g/L、180g/L、250g/L的固(gu)化(hua)(hua)液(ye)中固(gu)化(hua)(hua)，實驗結(jie)果表明(ming)，鉻酐(gan)濃(nong)度對固(gu)化(hua)(hua)效果的影響不明(ming)顯，著(zhu)色膜的色調基本保(bao)持金黃色，耐蝕耐磨性稍有(you)提高。鉻酐(gan)濃(nong)度高的固(gu)化(hua)(hua)液(ye)使(shi)用壽(shou)命較長，建議鉻酐(gan)濃(nong)度為180g/L.

   b. 固(gu)化溫度(du)的影響(xiang)。著色膜(mo)在(zai)27℃、50℃、70℃下(xia)的固(gu)化實(shi)驗表明(ming)，溫度(du)升高(gao)，著色膜(mo)顏色加(jia)深，耐(nai)磨耐(nai)蝕性(xing)稍微(wei)提高(gao)，但效果不明(ming)顯(xian)。從節能(neng)和操作(zuo)環境考慮，建議固(gu)化溫度(du)以室(shi)溫為佳。

   c. 固(gu)(gu)(gu)化電流密(mi)度的影響。不同(tong)固(gu)(gu)(gu)化電流密(mi)度下的固(gu)(gu)(gu)化實驗結果見表9-13。

  由表9-13可見，在0.6A/d㎡ 電流密(mi)度(du)下固化(hua)略顯不足，耐(nai)蝕耐(nai)磨性(xing)略差，1.0A/d㎡ 較理想(xiang)，電流密(mi)度(du)太大，如2.0A/d㎡,陽極析(xi)出大量氣泡，引起著色(se)膜(mo)疏松，使(shi)其耐(nai)磨耐(nai)蝕性(xing)降低。建議(yi)固化(hua)電流密(mi)度(du)以1.0A/d㎡ 為宜。

  d. 固化時間(jian)對固化效果的影響。

    不(bu)同固化時間(jian)即(ji)5min、10min、20min,固化結果(guo)表明，固化時間(jian)對固化效果(guo)的影響(xiang)不(bu)明顯。這是因(yin)為固化過程進行得較快之故，當反(fan)應(ying)物填充膜微(wei)孔(kong)后，反(fan)應(ying)即(ji)趨于停止(zhi)。建議采用固化時間(jian)以(yi)10min為宜。

②. 封閉(bi)處(chu)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(nai)人工雨水、天然海水腐蝕實驗

  著(zhu)色(se)試樣(yang)在人工雨水、自(zi)然海(hai)水中室溫浸泡(pao)300小時后，顏色(se)無變化，表(biao)面光潔(jie)度(du)好，均未出現點蝕，可見著(zhu)色(se)膜具有良好的耐自(zi)然介質(zhi)腐(fu)蝕性能，適宜作戶外裝(zhuang)飾材料(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(de)附著力檢驗

   將著色膜(mo)劃上方格后彎(wan)曲(qu)180°,未(wei)見任何剝落現象，可見著色膜(mo)與(yu)基體結合(he)牢固。

  ④. 耐磨性檢驗

   著(zhu)色(se)膜(mo)試樣進行(xing)1.5N負載的(de)圖(tu)釘來(lai)回刻劃實驗，其表(biao)面未見(jian)明(ming)(ming)顯(xian)劃痕。同時，試樣經受負載5.0N的(de)橡皮270次摩(mo)擦未見(jian)脫(tuo)色(se)，可見(jian)著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)較(jiao)好。同時，實驗表(biao)明(ming)(ming)，經固化(hua)處(chu)理后的(de)和封閉(bi)處(chu)理后的(de)著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)明(ming)(ming)顯(xian)優于(yu)未固化(hua)和封閉(bi)處(chu)理的(de)著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)。