1. C.J.林和J.G.杜研究用脈沖電流的方法對不銹鋼進行著色,同時研究膜的力學性能。著色溶液為鉻酐和硫酸體系,脈沖電流信號形狀為矩形方波,通過改變參數I1(正電流值)、I2(負電流值)、T1(正電流持續時間)和T2(負電流持續時間),研究不同脈沖電流信號變化下不銹鋼的著色情況。由脈沖獲得的著色膜具有良好的附著性和延展性。色膜經SEM分析,其晶粒大小為5nm,顯示出近乎非晶態的組織。在施加脈沖信號的過程中,陽極電流伴隨著陽極反應,陰極電流伴隨著陰極反應,在特定的信號參數范圍內,著色膜的厚度與通人的總電量呈正比。因此,可通過控制輸人的總電量來得到特定厚度的著色膜,從而達到控制顏色的目的。采用此方法,顏色的重現性較化學法的好,此法是在75℃溫度下進行的。


  2. 宋玉(yu)繼等人(ren)提出用生產流(liu)水線的方式進行不銹(xiu)鋼彩色處(chu)理,并且申請了專利。其(qi)裝置示意圖見(jian)圖9-1。工藝采用方波電流(liu)進行著色處(chu)理。溶液(ye)是鉻酐和(he)硫酸(suan)體系。通過(guo)控制陽極電流(liu)值、陰(yin)極電流(liu)值、頻率和(he)通電時(shi)間來獲得所需的顏色,與化學著色法相比,重現性(xing)很好,顏色非常均勻。


圖 1.jpg


  3. 廖小珍、錢道蓀、朱新運研究了交流方波電解法制備彩色不銹鋼。用交流方波電解著色法可以制備茶色、藍色、黃色、紅色、綠色等系列的十多種色調不同的彩色不銹鋼,色彩均勻亮麗,重現性好。具體顏色取決于電流密度、方波周期、通電周期數,顏色控制容易。采用該法,可降低著色液溫度至55℃,可以縮短著色時間。


  4. K.奧格(ge)拉和勞W.納卡(ka)雅馬M嘗試用(yong)三角(jiao)波(bo)(bo)電(dian)流脈沖法進行(xing)著色,著色可在室(shi)溫(wen)下(xia)進行(xing)。要獲(huo)得特定的(de)顏(yan)色,必須調整好(hao)適當的(de)Imax、Imin和r(三角(jiao)波(bo)(bo)周期值)。著色膜(mo)的(de)厚度與電(dian)解時間和r的(de)對數呈線性關(guan)系。K.奧格(ge)拉用(yong)紫(zi)外分光光度計測量了著色膜(mo)的(de)厚度。著色膜(mo)的(de)厚度可用(yong)下(xia)式來估算:


  式(shi)中,λ為著色膜(mo)的反(fan)射(she)(she)光譜中最大(da)反(fan)射(she)(she)系(xi)數對(dui)應(ying)的波長;λ'為著色膜(mo)的反(fan)射(she)(she)光譜中最小反(fan)射(she)(she)系(xi)數對(dui)應(ying)的波長;n為化膜(mo)的折(zhe)射(she)(she)系(xi)數。


  隨著通電時間(jian)的延(yan)長,工作(zuo)的顏色(se)按照褐(he)色(se)→黃色(se)→紅色(se)→藍色(se)→綠色(se)的順(shun)序變化。


  5. J.N.金、S.J.歐、S.C.李等人研究(jiu)在正(zheng)弦波、正(zheng)弦波+直流(liu)、正(zheng)弦波+方波這3種電流(liu)信(xin)號的(de)作用下,得到不同類(lei)型的(de)著(zhu)色膜,都具有良好的(de)性能。


  6. 郭稚弧、賈法龍、邱于兵研究三角波電流掃描法制(zhi)備彩(cai)色(se)不銹鋼。通(tong)過正交試驗探討最佳(jia)工(gong)藝參數,并(bing)對(dui)著色(se)膜的(de)各項性能做了(le)測試,耐磨(mo)性能較(jiao)好。此工(gong)藝對(dui)曲面著色(se)也有良好的(de)適應性,把試片彎成(cheng)90°后進行(xing)著色(se),顏(yan)色(se)也很(hen)均勻,重現性也很(hen)好。只要控(kong)(kong)制(zhi)好工(gong)藝參數就可以獲得預(yu)期的(de)顏(yan)色(se)。溫(wen)度對(dui)于顏(yan)色(se)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)有很(hen)大的(de)影響,溫(wen)度越高,著色(se)速率越快。


  7. 賈法龍、郭稚弧研究著色過程中,著色液中的雜質離子濃度的變化情況。在不銹鋼著色過程中,反應產生的雜質離子,如Fe3+、Cr3+、Ni2+的濃度不斷增加,這三種離子的含量是影響著色重現性的重要因素。對著色溶液體系建立可行的分析方法,對雜質離子的影響進行研究,發現隨著電解著色時間的延長,鉻離子濃度增加最快,鐵離子和鎳離子的濃度增加較慢。在Cr3+≤2.0g/L、Fe3+≤600mg/L、Ni2+≤184mg/L的范圍內,著色膜的重現性可得到保證。著色膜的EPMA分析表明,電化學著色得到的膜比化學法著色的膜要致密,耐磨性要好。他們還研究了低頻方波電化學著色法制備彩色不銹鋼,此法獲得的顏色均勻,容易控制,重現性好。


  8. 李曉煜、謝致微、張文雄等人研究了(le)不銹鋼(gang)陽極氧化成金黃(huang)色(se)。著色(se)液(ye)中鉻(ge)酐20g/L,硫酸400mL/L,硫酸錳(meng)3g/L,添加劑 YZ-03 40g/L,乙酸鈉(na)10.5g/L,電流(liu)密度(du)為0.4A/d㎡,此工藝主要是用于(yu)形成金黃(huang)色(se)的著色(se)膜,對于(yu)其他(ta)顏色(se)則難以實現。不銹鋼(gang)在如此低的鉻(ge)酐濃度(du)下的著色(se)液(ye)中,如果沒有電流(liu)通入,即使(shi)浸泡數小時也不著色(se)。


  9. 方(fang)景禮、劉琴、韓克平、陳(chen)耀輝等(deng)人研究了在(zai)鉬(mu)酸鈉溶液中將不銹鋼成功鍍覆上一(yi)層藍色膜。不銹鋼在(zai)陰極電流的(de)作(zuo)用下,表面沉積(ji)上一(yi)層鉬(mu)的(de)復雜化合物。膜厚度約為(wei)42.7μm.


  10. 奧(ao)格拉K、沙(sha)庫來(lai)K、烏哈(ha)拉S等人(ren)研究了(le)(le)在(zai)室溫下用交流(liu)電(dian)(dian)位(wei)脈(mo)沖法的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼著色(se)(se)。他們首先以20mV/min和(he)60mV/min的(de)(de)掃(sao)描(miao)速(su)率做了(le)(le)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)著色(se)(se)液中(zhong)的(de)(de)動電(dian)(dian)位(wei)極化(hua)(hua)曲線,發(fa)現(xian)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼開始(shi)過鈍化(hua)(hua)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)為1.2V,隨著電(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)增(zeng)加,過鈍化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)達到一個(ge)極限值。根據這(zhe)(zhe)個(ge)極化(hua)(hua)曲線,確(que)定了(le)(le)方波電(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)Emax和(he)Emin,但Emax不(bu)(bu)能太大,否則生(sheng)成的(de)(de)氧化(hua)(hua)膜(mo)會發(fa)生(sheng)部分溶(rong)解。脈(mo)沖幅度(du)和(he)寬度(du)對(dui)著色(se)(se)情況也有影響。在(zai)這(zhe)(zhe)種實驗(yan)條(tiao)件下,最佳的(de)(de)脈(mo)沖幅度(du)應該在(zai)0.4~0.44V.這(zhe)(zhe)種方法可以在(zai)室溫下對(dui)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼進行著色(se)(se),著色(se)(se)速(su)率較快。但是,電(dian)(dian)位(wei)法比電(dian)(dian)流(liu)法在(zai)生(sheng)產中(zhong)操(cao)作起來(lai)較麻煩,因為不(bu)(bu)同的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)自然電(dian)(dian)位(wei)不(bu)(bu)完全一致,選擇的(de)(de)極化(hua)(hua)電(dian)(dian)位(wei)不(bu)(bu)相同。目前這(zhe)(zhe)種方法已有幾個(ge)專利。


  11. 因科電解著色法對鉻-鎳系不銹鋼工件著色處理時,在含有碳酸鈉(Na2CO3)、硅酸鈉(Na2SiO3)、鋁酸鈉等成分或含少量的硫酸中,在常溫下,在32~107A/dm電流密度下,進行交流電解,不同時間可獲得褐色、金黃色、紅色、綠色等不同的色彩。對13Cr鐵素體不銹鋼工件和18Cr8Ni奧氏體不銹鋼也可在含氫氧化鈉(NaOH)500~700g/L、鉻酸銨[(NH4)2CrO4]50~100g/L、氯化鈉20g/L的水溶液中作直流電解著色。改變電流密度或時間,可獲得預期的色彩。


  12. 日新制鋼公司(si)提出的(de)電(dian)(dian)(dian)解著(zhu)色工藝,是先將(jiang)不銹鋼工件在5%硅(gui)酸(suan)鈉(na)溶液(ye)中于(yu)85℃和5A/d㎡的(de)電(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)度(du)下進行45秒的(de)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學除(chu)油,水洗(xi)后浸入室溫(wen)10%鹽酸(suan)中洗(xi)滌(di)30s,水洗(xi)后即(ji)浸人含(han)鉻(ge)(ge)酐并添加適量三價鉻(ge)(ge)離子(zi)的(de)稀鉻(ge)(ge)酐硫(liu)酸(suan)溶液(ye)中,不銹鋼作陰極,在5~15A/d㎡和液(ye)溫(wen)35~50℃的(de)條(tiao)件下電(dian)(dian)(dian)解5~20s,表(biao)面預鍍上(shang)一層致密(mi)(mi)的(de)金屬鉻(ge)(ge)(0.6~1.0mg/d㎡).然后在含(han)鉻(ge)(ge)酐10~50g/L的(de)電(dian)(dian)(dian)解液(ye)中,在陰極電(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)度(du)3~15A/dm、槽(cao)溫(wen)15~45℃的(de)條(tiao)件下電(dian)(dian)(dian)解5~20s,便獲得色調優雅(ya)、性能良好的(de)彩色表(biao)面氧化(hua)膜。


  13. 傅綺君在(zai)手(shou)(shou)術(shu)器(qi)械(xie)呈本(ben)色(se)表(biao)面處理(保持拋(pao)光(guang)色(se)澤(ze)并要求(qiu)達(da)到(dao)抗蝕(shi)性(xing)能(neng))中采用(yong)電(dian)化學(xue)方法,使(shi)表(biao)面產生(sheng)一層(ceng)透明(ming)致密(mi)的氧(yang)(yang)化膜(mo)覆蓋(gai)層(ceng)。硫(liu)酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)或硼(peng)酸(suan)(suan)5%~10%(質量分(fen)數),鉬(mu)酸(suan)(suan)或鉬(mu)酸(suan)(suan)鹽(yan)5~10g/L,陽極電(dian)流密(mi)度(du)1~10A/d㎡,溫度(du)20~70℃,時(shi)間5~20min;或鉻酐(gan)250g/L,硫(liu)酸(suan)(suan)2.5g/L,鉬(mu)酸(suan)(suan)鹽(yan)1~5g/L,工(gong)藝(yi)(yi)條件相同。所(suo)生(sheng)成(cheng)的氧(yang)(yang)化膜(mo)穩定,膜(mo)層(ceng)達(da)1.0~20.0nm.此(ci)外,還(huan)可(ke)用(yong)手(shou)(shou)術(shu)器(qi)械(xie)經手(shou)(shou)工(gong)拋(pao)光(guang)后(Ra≤0.8μm)在(zai)特殊的電(dian)化學(xue)工(gong)藝(yi)(yi)條件下用(yong)無機酸(suan)(suan)加消光(guang)劑達(da)到(dao)柔色(se)的無光(guang)澤(ze)的處理。柔色(se)膜(mo)的厚(hou)度(du)達(da)到(dao)300.0~600.0nm(經AES俄歇電(dian)子(zi)(zi)能(neng)譜或XPSX射線(xian)光(guang)電(dian)子(zi)(zi)能(neng)譜分(fen)析),反光(guang)系(xi)數<30%.除此(ci)之外,還(huan)可(ke)用(yong)堿(jian)性(xing)著色(se)液,以電(dian)化學(xue)方法在(zai)手(shou)(shou)術(shu)器(qi)械(xie)的表(biao)面形成(cheng)一層(ceng)致密(mi)的具有一定厚(hou)度(du)的彩色(se)膜(mo)。


  14. 安成強、韓玉梅、車永泉研究了304不銹(xiu)鋼在氫氧化鈉溶液中的電化學著色工藝。不同的工藝條件可得到不同的色膜,其電解液不僅成分簡單,溶液穩定,維護簡便,來源廣,成本低,且廢水處理容易。因膜是在堿性溶液中生成的,所以膜耐堿性,但不耐酸性。


  15. 周一揚(yang)、吳繼民采(cai)(cai)用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)硫酸(suan)水溶(rong)液中(zhong)以恒電位方(fang)波充電法使不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面產(chan)生彩色(se)膜(mo)。溶(rong)液不(bu)含鉻酸(suan),有望能克(ke)服不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)鉻酸(suan)溶(rong)液中(zhong)浸泡(pao)時間較長,有時表面有粗糙現(xian)(xian)象產(chan)生的(de)(de)(de)缺(que)點,而且(qie)要得(de)到均(jun)勻一致(zhi)的(de)(de)(de)著色(se)膜(mo)有一定(ding)的(de)(de)(de)難度(du),難于控制(zhi)。溶(rong)液成分為2mol/L的(de)(de)(de)硫酸(suan),相當于196g/L,采(cai)(cai)用(yong)的(de)(de)(de)脈(mo)沖(chong)電位范圍為0.1~0.9V,脈(mo)沖(chong)時間為0.001~0.100s.著色(se)顏色(se)為藍色(se)、紫(zi)色(se)和黑色(se),沒有明顯的(de)(de)(de)中(zhong)間色(se)出現(xian)(xian)。這種膜(mo)的(de)(de)(de)生成,推測是由于膜(mo)/溶(rong)液的(de)(de)(de)表面鉻離(li)子的(de)(de)(de)生成與還(huan)原所致(zhi)。實驗采(cai)(cai)用(yong)中(zhong)等含鉻量的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)1Cr17。


  16. 張俊(jun)喜、周(zhou)國定、喬(qiao)亦男、曹楚南、張鑒清等人(ren)提出了一種新的(de)(de)(de)不銹鋼著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)方法-載波(bo)鈍(dun)化(hua)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se),即在無鉻的(de)(de)(de)硫(liu)酸溶液中用載波(bo)鈍(dun)化(hua)的(de)(de)(de)電(dian)化(hua)學方法得(de)到各(ge)種色(se)彩的(de)(de)(de)不銹鋼表(biao)面(mian)。同(tong)時研(yan)究了載波(bo)鈍(dun)化(hua)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)性質(zhi)。研(yan)究結果表(biao)明(ming),不銹鋼表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)色(se)彩是由于膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)干(gan)涉所(suo)致的(de)(de)(de),膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)結構呈微晶(jing)-非(fei)晶(jing)過(guo)渡態,與化(hua)學著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)法所(suo)得(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)結構是相近的(de)(de)(de),而且膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)導電(dian)性測試表(biao)明(ming),載波(bo)鈍(dun)化(hua)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)膜(mo)(mo)(mo)(mo)有(you)半導體(ti)性質(zhi),膜(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)導電(dian)具有(you)整流性。從干(gan)涉原理出發,可作(zuo)出不銹鋼載波(bo)鈍(dun)化(hua)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)工藝中色(se)彩的(de)(de)(de)控制方法,通(tong)過(guo)對載波(bo)參(can)數的(de)(de)(de)調節,就可以得(de)到不同(tong)色(se)彩的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)膜(mo)(mo)(mo)(mo)。


  17. 鄧姝皓、龔竹青、柳勇采用化學(xue)浸(jin)漬法、電(dian)(dian)(dian)解著色(se)法均可以將304不銹(xiu)鋼著色(se)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)啞光(guang)銀灰色(se)外觀。化學(xue)著色(se)液的(de)(de)(de)組成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)硫酸(suan)100mL/L,添(tian)加劑A為(wei)40~60mL/L,添(tian)加劑B為(wei)90~110mL/L.電(dian)(dian)(dian)解著色(se)液的(de)(de)(de)主要(yao)組成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)100mL/L硫酸(suan),50~60g/L鉻酐(gan),電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)在0.4~0.6A/d㎡。對于(yu)電(dian)(dian)(dian)解著色(se),電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)是成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)膜(mo)的(de)(de)(de)關(guan)鍵因素。電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)越(yue)大,失重越(yue)多,成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)膜(mo)越(yue)致(zhi)密(mi)(mi)。相(xiang)同電(dian)(dian)(dian)流(liu)密(mi)(mi)度(du)下,脈(mo)沖(chong)著色(se)的(de)(de)(de)膜(mo)比(bi)直流(liu)著色(se)的(de)(de)(de)膜(mo)要(yao)致(zhi)密(mi)(mi)。鉻酐(gan)濃度(du)越(yue)大,失重越(yue)小(xiao),成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)膜(mo)越(yue)慢。X衍(yan)射和掃描電(dian)(dian)(dian)鏡顯示,成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)膜(mo)后的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼表面晶粒細小(xiao)、致(zhi)密(mi)(mi),形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)是Ni2O3、Cr2O3、TiO等致(zhi)密(mi)(mi)的(de)(de)(de)氧化膜(mo)。著色(se)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)耐蝕性和耐高溫(wen)性優(you)于(yu)未著色(se)的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼。


  18. 南(nan)紅艷、張躍(yue)敏、尹新斌、徐(xu)可等(deng)人對電化學(xue)不銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)工藝(yi)(yi)進行了系統(tong)的(de)研究。通(tong)過電流變(bian)化研究著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)的(de)變(bian)化規律,得出(chu)對于每一種顏(yan)色(se)(se)(se),電量密度與著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時間的(de)對應關(guan)系基本(ben)上是線性(xing)的(de)。提出(chu)電量控(kong)制不銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)能提高電化學(xue)不銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)工藝(yi)(yi)的(de)效率。電化學(xue)不銹鋼(gang)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)工藝(yi)(yi)時間短,效率高,顏(yan)色(se)(se)(se)豐富。


  19. 巴赫(he)氏洛夫介紹了不銹鋼在重鉻酸(suan)鈉和(he)硫酸(suan)混(hun)合(he)液中的電化學氧化著(zhu)色。