不銹鋼電化學著彩色酸性溶液成分和工藝條件見表9-9。配方11 (見表9-9)的說明 。本配方由四川理工學院材料化學工程系 張述林、陳世波、王曉波于2006年9月提出。作者介紹了奧氏(shi)不銹(xiu)鋼在硼酸、檸檬酸三銨、硫酸亞鐵銨和添加劑的電解液中進行彩色化的環保型配方，通過正交試驗得到著色條件，進行電化學氧化，形成綠色彩色膜。
1. 不(bu)銹鋼著(zhu)色實驗裝置
見(jian)圖9-25.微(wei)機為(wei)LK98微(wei)機電(dian)化(hua)學分(fen)析系統。5為(wei)飽和氯化(hua)鉀(jia)甘(gan)示電(dian)極作為(wei)參比電(dian)極，6為(wei) 213鉑(bo)電(dian)極作為(wei)輔(fu)助電(dian)極。
2. 實(shi)驗步(bu)驟(zou)
①. 前處(chu)理
打磨（400#水砂(sha)(sha)紙粗(cu)砂(sha)(sha)拋(pao)光，再用(yong)800#水砂(sha)(sha)紙細(xi)砂(sha)(sha)拋(pao)光，使表面(mian)光潔平整）→除(chu)油（堿溶液常規除(chu)去油污）→水洗(xi)(xi)→酸(suan)洗(xi)(xi)（用(yong)硫(liu)酸(suan)和鹽酸(suan)去除(chu)不(bu)銹鋼表面(mian)的氧(yang)化物）→水洗(xi)(xi)→電解拋(pao)光→水洗(xi)(xi)→活化（在活化液中1min)→水洗(xi)(xi)。
②. 按圖(tu)9-25所示連接
不銹鋼試樣為工作電極(ji)(ji)，飽和氯化鉀甘汞電極(ji)(ji)作為參比電(dian)(dian)(dian)極(ji)，鉑電(dian)(dian)(dian)極(ji)作為(wei)輔(fu)助電(dian)(dian)(dian)極(ji)，將三(san)電(dian)(dian)(dian)極(ji)置于含有硼酸(suan)、硫酸(suan)亞(ya)鐵銨、檸檬酸(suan)三(san)銨、添加劑(ji)ZH-L1 電(dian)(dian)(dian)解液中，用(yong)LK98微機電(dian)(dian)(dian)化學分析系統，將奧(ao)氏不(bu)銹(xiu)鋼試樣(yang)(yang)在溶液中采用(yong)單電(dian)(dian)(dian)位(wei)階躍(yue)計(ji)時(shi)法進行著色(se)。工(gong)藝條(tiao)件如下(xia)：控制(zhi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)-700mV,階躍(yue)電(dian)(dian)(dian)位(wei)1mV,等待時(shi)間(jian)1s,采樣(yang)(yang)間(jian)隔(ge)時(shi)間(jian)1.000s,采用(yong)點數(shu)240點，自(zi)動調節極(ji)化電(dian)(dian)(dian)流，使試樣(yang)(yang)的電(dian)(dian)(dian)位(wei)（相對于參(can)比電(dian)(dian)(dian)極(ji)）隨給定(ding)電(dian)(dian)(dian)位(wei)發(fa)生線性變化，得到鈍化曲(qu)線，如圖9-26所示。
3. 正交(jiao)試驗的(de)結果
影響不銹鋼彩(cai)色化的(de)主要因素有：陽(yang)極(ji)極(ji)化電位(wei)φ,溫度(du)T,硼酸溶(rong)液體積(ji)(ji)VB,檸檬酸三銨(an)溶(rong)液體積(ji)(ji)Vc,硫酸亞鐵銨(an)溶(rong)液體積(ji)(ji)VF 固(gu)定(ding)為(wei)150mL,添加劑ZH-L1體積(ji)(ji)Vz固(gu)定(ding)為(wei)1.0mL,著(zhu)(zhu)色電位(wei)一般為(wei)-700~-300mV,通過(guo)正交(jiao)試驗，確定(ding)不銹鋼著(zhu)(zhu)綠(lv)色工藝配方及工藝條件如下(xia)：
0.15mol/L硼酸溶(rong)液 100mL 、蒸餾(liu)水(shui) 100mL 、0.15mol/L硫酸亞鐵銨 150mL 、溫度 60~70℃
0.1mol/L檸檬(meng)酸三銨 10mL 、電位(wei)（SCE) -600~-700mV 、添加劑ZH-L1 1.0mL 、時間(jian) 2~5min
4. 各種因素(su)的(de)影響
①. 預(yu)處(chu)理對著色(se)的影響
預處(chu)理(li)的(de)好壞(huai)是決定膜厚(hou)和表面質量的(de)關(guan)鍵(jian)因素，預處(chu)理(li)不(bu)當，會引起色(se)(se)彩不(bu)均勻，顏色(se)(se)不(bu)同、色(se)(se)彩暗淡或不(bu)平(ping)整(zheng)，甚(shen)至不(bu)著色(se)(se)，故預處(chu)理(li)中(zhong)電解拋光是關(guan)鍵(jian)工序，影(ying)響著色(se)(se)膜的(de)厚(hou)度，從而影(ying)響著色(se)(se)膜的(de)色(se)(se)彩。
②. 添加劑的影響
隨著添加劑ZH-L1濃度的升高，試樣的腐蝕速率和(he)氧化速率增加較快，氧化膜厚度增加，耐蝕性和(he)耐磨(mo)性提高，用(yong)量超過2.0mL,出現輕(qing)微過蝕，引起表(biao)面(mian)光澤和(he)粗糙度變差(cha)，故ZH-L1用(yong)量應嚴格控制。
③. 著色溫度的影響
溫(wen)(wen)度上升，著色膜(mo)的色調加(jia)(jia)深，膜(mo)層加(jia)(jia)厚，同時膜(mo)的耐蝕性(xing)、耐磨(mo)性(xing)提高，光澤和粗糙(cao)度變差。對于綠色膜(mo)最佳(jia)溫(wen)(wen)度為60℃.表9-36為溫(wen)(wen)度對著色效(xiao)果的影響。
④. 著色時間的影響(xiang)
在著色(se)時(shi)間2min、3min、4min、6min、9min、30min內，隨著時(shi)間的(de)延長，著色(se)膜的(de)耐蝕性(xing)(xing)及耐磨性(xing)(xing)增加。6min后，時(shi)間再延長，其耐蝕性(xing)(xing)及耐磨性(xing)(xing)保持(chi)不變，色(se)調為(wei)棕褐(he)色(se)；30min引(yin)起過蝕，表面光澤度變差(cha)。綠(lv)色(se)膜的(de)最(zui)佳著色(se)時(shi)間為(wei)3min.
⑤. 耐(nai)蝕性
通(tong)過陰極處理(li)，使(shi)其耐蝕性(xing)增強，從(cong)環保(bao)角(jiao)度，采用不含鉻(ge)的配(pei)方，對環境污染(ran)較INCO法有(you)改善(shan)。本(ben)工藝實(shi)驗結果基本(ben)令(ling)人(ren)滿意，有(you)其廣(guang)闊的應(ying)用前景。本(ben)實(shi)驗只在總(zong)體積361mL內實(shi)驗。擴大到較大規模，其配(pei)方為：
硼(peng)酸 2.6g/L 、溫度60℃ 、硫酸亞(ya)鐵銨(an) 25g/L 、時(shi)間 3min 、檸檬(meng)酸三銨 0.7g/L 、電位 -600~-700mV 、添加劑 ZH-LI 3mL/L
