不(bu)銹鋼電化學(xue)著彩色酸性溶液成分(fen)和(he)工藝條件見表9-9。配方(fang)2 (見表9-9)的說明(ming) 。本配方(fang)由廣東(dong)工業大學(xue)材料系(xi) 李(li)瑜(yu)煜(yu)、謝致微、黎樵燊、張文雄提出。

1. 對SUS304不銹鋼陽極氧化著金黃色技術的研究

   運用正交試驗法確(que)定最佳配(pei)方和工藝條件，獲得的(de)不銹鋼著(zhu)色(se)膜光(guang)亮美觀，呈(cheng)金黃(huang)色(se)。

2. 工藝(yi)條件對著色的影響

①. 溫度(du)

  以最佳配方在(zai)不同(tong)溫(wen)度(du)下(xia)進行著(zhu)色，結果見表9-10。

 注：1. 點蝕溶液為鹽(yan)酸250mL/L+重鉻酸鉀30g/L+蒸餾水750mL/L.

       2. 電流密度0.4A/d㎡,著色時間3min.

       3. 電解固化10min,封閉處(chu)理(li)5min.

  隨著溫(wen)度的上升，著色(se)膜的色(se)調加深，膜厚增加，可(ke)見溫(wen)度的升高(gao)加速(su)了(le)氧(yang)化成膜，同時，膜的耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)磨(mo)性(xing)均提(ti)高(gao)，但光澤和光潔(jie)度變差，這是由于(yu)高(gao)溫(wen)下輕微過蝕所致。實驗結果表明，對于(yu)金黃色(se)膜，最佳著色(se)溫(wen)度為(wei)50℃.

②. 電流密(mi)度的影響

 以最(zui)佳(jia)溫(wen)度(du)(du)和最(zui)佳(jia)配方(fang)為基準，不同的電流密度(du)(du)對著色的影響見(jian)表9-11.

 由表9-11可(ke)知，隨著(zhu)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)的(de)上(shang)升，著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)色(se)調加(jia)深，膜(mo)厚(hou)(hou)增(zeng)加(jia)，耐蝕性及耐磨性亦隨之(zhi)增(zeng)加(jia)，且兩者都(dou)在0.5A/d㎡附近達到最大(da)(da)值，隨后反(fan)而(er)降低(di)，可(ke)見電(dian)流(liu)密(mi)度(du)的(de)升高加(jia)速了氧化(hua)膜(mo)成膜(mo)，但電(dian)流(liu)密(mi)度(du)過大(da)(da)，反(fan)而(er)導(dao)致(zhi)膜(mo)的(de)溶解速率增(zeng)大(da)(da)，使膜(mo)厚(hou)(hou)降低(di)，甚至導(dao)致(zhi)過蝕，使表面光澤(ze)和(he)光潔度(du)變差。實驗(yan)結(jie)果表明，對于(yu)金黃色(se)膜(mo)，最佳著(zhu)色(se)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)為(wei)0.4A/d㎡.

③. 著色時間的影響

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

由表9-12可見，隨著(zhu)時間(jian)(jian)的延長(chang)，著(zhu)色(se)(se)膜的耐(nai)(nai)蝕(shi)性和(he)耐(nai)(nai)磨性增加，6min后，著(zhu)色(se)(se)膜的耐(nai)(nai)蝕(shi)性及耐(nai)(nai)磨性基本(ben)保(bao)持不(bu)變，其(qi)色(se)(se)調保(bao)持棕褐色(se)(se)；但時間(jian)(jian)太長(chang)，如30min,反而(er)引起過蝕(shi)，導致(zhi)表面光澤和(he)光潔度變差。對(dui)金(jin)黃色(se)(se)膜，著(zhu)色(se)(se)時間(jian)(jian)以3min為(wei)宜。

3. 著色液成分的優選和作(zuo)用(yong)

①. 硫(liu)酸

 隨著硫(liu)酸濃度(du)的升高，試樣的腐蝕(shi)和氧化(hua)速率(lv)增(zeng)(zeng)加(jia)較快，氧化(hua)膜(mo)膜(mo)厚增(zeng)(zeng)加(jia)，耐(nai)蝕(shi)性和耐(nai)磨性提高，但(dan)濃度(du)超過450mL/L后(hou)出現輕微過蝕(shi)，引起(qi)表(biao)面光澤和光潔度(du)變差，最佳硫(liu)酸含(han)量為(wei)400mL/L.

②. 鉻酐(gan)

 主(zhu)要作(zuo)為氧化劑，能有效地提高膜的(de)耐(nai)蝕(shi)性和光潔(jie)度。考慮到環(huan)保因(yin)素，盡可能降低鉻(ge)(ge)酐(gan)含量(liang)，經(jing)過(guo)正交試驗，鉻(ge)(ge)酐(gan)為20g/L.

③. 硫酸錳作(zuo)為氧(yang)化促(cu)進劑(ji)，能加(jia)速(su)氧(yang)化和(he)提(ti)高(gao)膜的(de)結合力(li)，正交(jiao)試驗優選(xuan)為3g/L.

④. 乙酸鈉作為穩定劑，起到穩定槽液(ye)的作用(yong)，正交試驗優(you)選為10.5g/L.

⑤. 添加劑YZ-03能有(you)效地提高(gao)膜(mo)的耐磨性、光澤(ze)和重現性。正(zheng)交試(shi)驗(yan)優選(xuan)為40g/L.

4. 前處理

不銹鋼(gang)機械拋(pao)光→清洗(xi)(xi)→化學除(chu)油→清洗(xi)(xi)→電(dian)化學拋(pao)光→清洗(xi)(xi)→活化（硫酸30%,溫度0~60℃,時間(jian)3~5min)→著色。

5. 后(hou)處理

著色(se)后→清(qing)洗→電解(jie)固膜(mo)處理(li)→清(qing)洗→封閉處理(li)→清(qing)洗→熱風干燥→成(cheng)品。

①. 電解(jie)固膜(mo)處(chu)理(li)

   a. 鉻(ge)酐含量對著(zhu)色膜硬化(hua)(hua)的影響(xiang)。著(zhu)色膜分別在鉻(ge)酐100g/L、180g/L、250g/L的固化(hua)(hua)液中固化(hua)(hua)，實驗結果表明，鉻(ge)酐濃度對固化(hua)(hua)效果的影響(xiang)不明顯，著(zhu)色膜的色調基本保持金黃色，耐蝕(shi)耐磨性稍有提高。鉻(ge)酐濃度高的固化(hua)(hua)液使(shi)用壽命較長，建議(yi)鉻(ge)酐濃度為(wei)180g/L.

   b. 固化(hua)(hua)溫度(du)(du)的(de)影響(xiang)。著色(se)膜(mo)在27℃、50℃、70℃下的(de)固化(hua)(hua)實驗表明，溫度(du)(du)升高，著色(se)膜(mo)顏色(se)加深，耐磨耐蝕性稍微提高，但效果不明顯(xian)。從節能(neng)和操作環境(jing)考(kao)慮，建議(yi)固化(hua)(hua)溫度(du)(du)以室溫為佳。

   c. 固(gu)化電流密度的影響(xiang)。不同固(gu)化電流密度下(xia)的固(gu)化實驗結果(guo)見表9-13。

  由表9-13可見，在(zai)0.6A/d㎡ 電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度下固(gu)化略顯不足，耐蝕耐磨性(xing)略差，1.0A/d㎡ 較理(li)想，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度太大，如2.0A/d㎡,陽(yang)極析出大量氣泡，引起著(zhu)色膜疏松，使(shi)其耐磨耐蝕性(xing)降低。建議(yi)固(gu)化電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度以1.0A/d㎡ 為宜。

  d. 固(gu)化時間對固(gu)化效(xiao)果的影響。

    不同固(gu)(gu)化(hua)時間即5min、10min、20min,固(gu)(gu)化(hua)結果表明，固(gu)(gu)化(hua)時間對(dui)固(gu)(gu)化(hua)效果的影(ying)響不明顯。這是因為(wei)固(gu)(gu)化(hua)過程進(jin)行得較快之故(gu)，當反應(ying)物填充(chong)膜微孔(kong)后(hou)，反應(ying)即趨于停止。建議(yi)采用(yong)固(gu)(gu)化(hua)時間以(yi)10min為(wei)宜。

②. 封(feng)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(zhu)色(se)膜性(xing)能檢驗

  ①. 耐人工雨水(shui)、天(tian)然海水(shui)腐蝕實驗

  著(zhu)色(se)試(shi)樣在人工雨水(shui)、自(zi)然海水(shui)中(zhong)室溫浸泡300小時(shi)后(hou)，顏色(se)無變化，表面光潔度(du)好(hao)，均未出現點蝕，可見著(zhu)色(se)膜具有良好(hao)的耐自(zi)然介質腐蝕性能，適宜(yi)作戶外裝飾(shi)材料。

  ②. 點(dian)滴(di)實驗(yan)

   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(li)檢驗(yan)

   將著(zhu)色膜劃上(shang)方格后彎曲(qu)180°,未見任何剝(bo)落現象，可見著(zhu)色膜與基體結(jie)合牢固。

  ④. 耐磨性檢驗(yan)

   著(zhu)色(se)(se)膜(mo)試樣進行1.5N負載的(de)圖釘來回刻劃實驗(yan)，其表(biao)面未見(jian)明顯(xian)劃痕。同(tong)時，試樣經(jing)受負載5.0N的(de)橡皮270次(ci)摩(mo)擦(ca)未見(jian)脫色(se)(se)，可見(jian)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)的(de)耐(nai)磨(mo)性較好。同(tong)時，實驗(yan)表(biao)明，經(jing)固化處(chu)理后的(de)和(he)(he)封(feng)閉處(chu)理后的(de)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)的(de)耐(nai)磨(mo)性明顯(xian)優(you)于未固化和(he)(he)封(feng)閉處(chu)理的(de)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)的(de)耐(nai)磨(mo)性。