不銹鋼電化學(xue)著彩色(se)酸性(xing)溶液成分(fen)和工(gong)藝條件(jian)見表(biao)9-9。配方2 (見表(biao)9-9)的說明 。本(ben)配方由廣東(dong)工(gong)業大學(xue)材(cai)料系 李瑜煜、謝致(zhi)微、黎樵燊、張文(wen)雄(xiong)提(ti)出。

1. 對SUS304不(bu)銹(xiu)鋼陽極氧化(hua)著金黃色技(ji)術的研究

   運用正(zheng)交試驗法確(que)定最(zui)佳配方和工藝條件，獲(huo)得的(de)不銹鋼著色膜光亮美觀，呈金黃色。

2. 工藝(yi)條件對著色的影響

①. 溫度

  以最佳配方(fang)在不同溫度下進行著色，結果見表9-10。

 注：1. 點蝕溶液為(wei)鹽酸250mL/L+重鉻酸鉀30g/L+蒸餾(liu)水750mL/L.

       2. 電(dian)流密(mi)度0.4A/d㎡,著(zhu)色時間3min.

       3. 電解固化10min,封閉處理5min.

  隨著(zhu)溫(wen)度的(de)上升(sheng)，著(zhu)色(se)膜的(de)色(se)調加深，膜厚(hou)增(zeng)加，可見溫(wen)度的(de)升(sheng)高加速(su)了氧化成膜，同時，膜的(de)耐蝕性(xing)、耐磨(mo)性(xing)均提高，但光澤和光潔度變(bian)差(cha)，這(zhe)是由于(yu)高溫(wen)下輕微過蝕所致。實驗結果表明，對于(yu)金(jin)黃色(se)膜，最(zui)佳著(zhu)色(se)溫(wen)度為50℃.

②. 電(dian)流密度的影響

 以最佳(jia)溫度(du)和(he)最佳(jia)配方為基準(zhun)，不同的(de)(de)電(dian)流密度(du)對著色的(de)(de)影響(xiang)見表9-11.

 由表(biao)9-11可知，隨(sui)(sui)著電(dian)流(liu)密度的上升(sheng)(sheng)，著色(se)膜的色(se)調加(jia)(jia)深，膜厚(hou)增(zeng)加(jia)(jia)，耐蝕性及耐磨(mo)性亦隨(sui)(sui)之增(zeng)加(jia)(jia)，且(qie)兩者都在0.5A/d㎡附近達到最大(da)值，隨(sui)(sui)后反而降(jiang)(jiang)低，可見電(dian)流(liu)密度的升(sheng)(sheng)高加(jia)(jia)速了氧化膜成膜，但電(dian)流(liu)密度過(guo)大(da)，反而導致膜的溶解速率增(zeng)大(da)，使膜厚(hou)降(jiang)(jiang)低，甚至導致過(guo)蝕，使表(biao)面光澤(ze)和光潔度變(bian)差。實(shi)驗結果(guo)表(biao)明，對于金黃色(se)膜，最佳(jia)著色(se)電(dian)流(liu)密度為0.4A/d㎡.

③. 著(zhu)色時間的影響

表9-12為最佳配方，最佳溫度(du)、最佳電流密度(du)下(xia)不同(tong)著色時(shi)間對著色的影(ying)響。

由表9-12可(ke)見，隨著時(shi)間(jian)的(de)延(yan)長，著色(se)(se)膜的(de)耐(nai)蝕性和耐(nai)磨性增(zeng)加，6min后，著色(se)(se)膜的(de)耐(nai)蝕性及耐(nai)磨性基(ji)本(ben)保持不(bu)變(bian)，其色(se)(se)調保持棕褐色(se)(se)；但時(shi)間(jian)太長，如30min,反而引(yin)起過蝕，導(dao)致(zhi)表面光澤和光潔度變(bian)差。對(dui)金(jin)黃色(se)(se)膜，著色(se)(se)時(shi)間(jian)以3min為宜。

3. 著色液成分的優選(xuan)和作用

①. 硫酸

 隨著(zhu)硫酸(suan)濃度(du)(du)(du)的升高，試樣的腐蝕和(he)氧化速率增(zeng)加(jia)(jia)較快，氧化膜(mo)膜(mo)厚增(zeng)加(jia)(jia)，耐蝕性和(he)耐磨性提高，但濃度(du)(du)(du)超過(guo)450mL/L后出現輕(qing)微過(guo)蝕，引起表(biao)面光(guang)(guang)澤和(he)光(guang)(guang)潔度(du)(du)(du)變(bian)差，最(zui)佳硫酸(suan)含量為400mL/L.

②. 鉻酐

 主要作為氧化劑，能有效地(di)提高膜的(de)耐蝕性和(he)光潔度。考慮到環保因素，盡可能降低鉻酐含量，經過(guo)正(zheng)交試驗，鉻酐為20g/L.

③. 硫酸錳作為氧(yang)化促(cu)進(jin)劑，能(neng)加速氧(yang)化和提高(gao)膜的結合力，正交試驗(yan)優選為3g/L.

④. 乙(yi)酸鈉作為穩定劑，起到(dao)穩定槽(cao)液的作用，正(zheng)交試驗(yan)優(you)選為10.5g/L.

⑤. 添加(jia)劑(ji)YZ-03能有效地提高膜的耐磨性(xing)、光澤和重(zhong)現性(xing)。正交(jiao)試驗優(you)選(xuan)為(wei)40g/L.

4. 前處(chu)理

不銹鋼機(ji)械拋光(guang)→清洗(xi)→化學除油→清洗(xi)→電化學拋光(guang)→清洗(xi)→活化（硫(liu)酸(suan)30%,溫度0~60℃,時間3~5min)→著色。

5. 后處理

著(zhu)色后→清洗(xi)→電解(jie)固膜處理→清洗(xi)→封閉(bi)處理→清洗(xi)→熱風(feng)干燥(zao)→成(cheng)品。

①. 電解(jie)固膜處理

   a. 鉻(ge)(ge)酐含(han)量對(dui)著(zhu)色(se)(se)膜硬化的(de)影(ying)響。著(zhu)色(se)(se)膜分別在鉻(ge)(ge)酐100g/L、180g/L、250g/L的(de)固化液(ye)中固化，實(shi)驗結果表明，鉻(ge)(ge)酐濃度對(dui)固化效果的(de)影(ying)響不明顯，著(zhu)色(se)(se)膜的(de)色(se)(se)調基(ji)本保持金(jin)黃色(se)(se)，耐蝕耐磨性(xing)稍有提(ti)高。鉻(ge)(ge)酐濃度高的(de)固化液(ye)使用(yong)壽命較長，建議鉻(ge)(ge)酐濃度為180g/L.

   b. 固(gu)(gu)(gu)化(hua)溫(wen)度(du)的(de)影響。著色(se)(se)膜在27℃、50℃、70℃下的(de)固(gu)(gu)(gu)化(hua)實驗表明，溫(wen)度(du)升高，著色(se)(se)膜顏色(se)(se)加深，耐磨耐蝕性稍微提高，但效果不明顯(xian)。從節能和操作環境考慮(lv)，建議固(gu)(gu)(gu)化(hua)溫(wen)度(du)以室(shi)溫(wen)為佳。

   c. 固化(hua)電(dian)流(liu)密度的影響。不同(tong)固化(hua)電(dian)流(liu)密度下的固化(hua)實驗結(jie)果見表9-13。

  由(you)表9-13可(ke)見，在0.6A/d㎡ 電(dian)流密(mi)度下固(gu)化(hua)略顯不足(zu)，耐(nai)蝕(shi)耐(nai)磨性略差，1.0A/d㎡ 較理想，電(dian)流密(mi)度太(tai)大(da)，如(ru)2.0A/d㎡,陽極析出大(da)量氣泡，引起著色膜疏松，使其耐(nai)磨耐(nai)蝕(shi)性降低。建議(yi)固(gu)化(hua)電(dian)流密(mi)度以1.0A/d㎡ 為(wei)宜。

  d. 固(gu)(gu)化時(shi)間對固(gu)(gu)化效果的(de)影響。

    不同固化(hua)(hua)時(shi)間即(ji)5min、10min、20min,固化(hua)(hua)結果(guo)表明(ming)，固化(hua)(hua)時(shi)間對固化(hua)(hua)效(xiao)果(guo)的影響不明(ming)顯。這是因為固化(hua)(hua)過程進行得較快之故，當反應(ying)物填充膜(mo)微孔(kong)后(hou)，反應(ying)即(ji)趨于停止(zhi)。建議采用固化(hua)(hua)時(shi)間以10min為宜。

②. 封閉處理

   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. 著色膜性能檢驗(yan)

  ①. 耐人工雨(yu)水、天然海水腐(fu)蝕(shi)實驗

  著色(se)試樣在(zai)人工雨(yu)水、自然(ran)(ran)海水中室溫(wen)浸泡300小(xiao)時后，顏色(se)無變化(hua)，表面光(guang)潔度(du)好，均未出現(xian)點蝕，可見著色(se)膜(mo)具有良好的(de)耐自然(ran)(ran)介質腐蝕性(xing)能，適宜作戶外裝(zhuang)飾材料。

  ②. 點滴實驗

   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(mo)的附著力檢驗

   將著色(se)膜劃(hua)上方格(ge)后彎曲180°,未(wei)見任何剝落(luo)現象，可見著色(se)膜與基體(ti)結合牢固。

  ④. 耐磨(mo)性檢驗

   著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)試樣進行1.5N負載的(de)(de)(de)(de)圖(tu)釘來(lai)回(hui)刻劃實驗，其(qi)表面未見(jian)明顯(xian)劃痕。同時(shi)，試樣經受負載5.0N的(de)(de)(de)(de)橡皮270次摩擦未見(jian)脫色(se)(se)(se)(se)，可見(jian)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨性較好。同時(shi)，實驗表明，經固(gu)化(hua)處理(li)后的(de)(de)(de)(de)和封(feng)閉(bi)處理(li)后的(de)(de)(de)(de)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨性明顯(xian)優于未固(gu)化(hua)和封(feng)閉(bi)處理(li)的(de)(de)(de)(de)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨性。