不銹鋼電化學著彩(cai)色酸性溶液成分和工藝(yi)條(tiao)件見表9-9。配方12 (見表9-9)的說明 。本配方由四川理工學院材料與化學工程系張述林、王曉波、陳世波及化學系李敏嬌于2007年6月提出。作者通過正交試驗研制了一種奧氏體不銹鋼低溫、無鉻環保型電化學著色新工藝，獲得了其最佳配方及工藝參數。所得到的不銹鋼著色膜光亮美觀，呈金黃色，具有優越的耐蝕性。采用電化學方法研究了不銹鋼(gang)表面著色膜在3.5%NaCl溶液中的動電位極化曲線。結果表明，不銹鋼著色顯著提高了膜的電化學穩定性，經封閉處理后，其耐點蝕能力大為提高，腐蝕電流密度較小。

1. 工藝流程(cheng)

  實驗材料奧氏體不銹鋼→打磨（400#、800#、1200#金相砂紙依次打磨拋光）→ 除油（NaOH 40g/L、Na₂CO₃ 60g/L, OP-10乳化劑 5mL/L, 在60~70℃除油 5~10min)→水洗→拋光活化（20%H₂SO₄、10%HCl,40~60℃,2~3min)→水洗→著色處理（見配方12)→水洗→封閉（1% Na₂SiO₃封閉液中煮沸5min)→水洗→冷風干燥。

2. 著色

 采(cai)用(yong)三電(dian)極(ji)體(ti)系：不(bu)銹鋼試樣(yang)為(wei)(wei)工作電(dian)極(ji)、飽和(he)氯化鉀甘(gan)汞電(dian)極(ji)為(wei)(wei)參比電(dian)極(ji)，鉛片(pian)為(wei)(wei)輔助電(dian)極(ji)，將三電(dian)極(ji)置于(yu)著色液(ye)(ye)（見配方12)中(zhong)，用(yong)HDV-7C晶體(ti)管恒電(dian)位儀控制電(dian)位在－600~-700mV,將前處理后奧氏體(ti)不(bu)銹鋼試樣(yang)在50~60℃,pH為(wei)(wei)8.0的著色液(ye)(ye)中(zhong)處理3~5min 。

3. 極化曲線測試

 用LK98電化(hua)(hua)學分析系(xi)統對所得(de)的(de)彩(cai)色(se)膜(mo)進行動(dong)(dong)電位極(ji)化(hua)(hua)曲線測試(shi)(shi)。用HD-1ASMR2F信號發生器、TYPE-3036X函數記錄儀，圖9-27是試(shi)(shi)樣著色(se)前后(hou)及封閉后(hou)的(de)極(ji)化(hua)(hua)曲線。電化(hua)(hua)學測試(shi)(shi)溶液(ye)為3.5%NaCl,動(dong)(dong)電位掃描速率為0.3mV/s.

  從(cong)圖(tu)9-27可見，未著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)表(biao)現出活性溶(rong)解，而經(jing)(jing)過著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)和(he)封(feng)(feng)閉處(chu)(chu)(chu)理后的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)位(wei)負(fu)移，陽(yang)極(ji)(ji)表(biao)現出鈍化(hua)特(te)征(zheng)，說明(ming)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)過程(cheng)在(zai)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)和(he)封(feng)(feng)閉處(chu)(chu)(chu)理后得到明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)阻(zu)滯。著(zhu)(zhu)(zhu)金黃色(se)(se)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)位(wei)比未經(jing)(jing)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)位(wei)負(fu)移了0.3V,著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)膜(mo)的(de)(de)(de)形成提(ti)高了陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)行為，使陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)到高電(dian)位(wei)處(chu)(chu)(chu)時才(cai)處(chu)(chu)(chu)于(yu)活性溶(rong)解狀(zhuang)態(tai)，說明(ming)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)后，顯(xian)著(zhu)(zhu)(zhu)提(ti)高了膜(mo)層的(de)(de)(de)電(dian)化(hua)學穩定性。未經(jing)(jing)封(feng)(feng)閉的(de)(de)(de)彩色(se)(se)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)由(you)于(yu)疏松多孔，溶(rong)液通過滲透直接(jie)(jie)與基體接(jie)(jie)觸(chu)，點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)嚴重，腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)流密(mi)度較大。經(jing)(jing)過封(feng)(feng)閉處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)由(you)于(yu)表(biao)面氧化(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)，機械(xie)阻(zu)礙阻(zu)擋了活性Cl-的(de)(de)(de)浸蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，耐點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能力提(ti)高；阻(zu)礙氧和(he)電(dian)子自由(you)傳(chuan)輸，抑(yi)制不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)反應，腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)流密(mi)度較小。

4. 預處理對著色的影響

 預(yu)處理主(zhu)要包括拋光、除(chu)油和(he)活化，徹底清除(chu)試樣表面的(de)(de)污垢層和(he)氧化層。預(yu)處理的(de)(de)好壞決定膜厚和(he)表面質量，處理不(bu)(bu)當，會使(shi)色彩不(bu)(bu)均勻、暗淡(dan)、不(bu)(bu)平整，甚至(zhi)不(bu)(bu)著色，其中拋光是關(guan)鍵的(de)(de)一環。

5. 通過正交試驗確定工藝配方

 硼酸  8.0g/L  、電位-600~-700mV  、檸檬酸三(san)銨(an)  10.0g/L  、溫(wen)度  60~70℃ 、硫(liu)酸亞鐵銨  25.0g/L  、時(shi)間(jian)  3~5min  、添加劑ZH-1  4.0mL/L  、pH  8.0