不銹鋼化(hua)學著色配方(fang) 19 (見表8-9),本配方由山東大學化學與化工學院李廣武、張忠誠和鄭淑娟于2004年提出。
采用化學著色工藝,在250g/dm3鉻酐,490g/dm3 硫酸和少量添加劑的混合液中,在70℃左右測定了不銹鋼樣品在著色過程中電位隨時間的變化,從而找到了不銹鋼起色電位和顏色的對應規律。即使溶液組成、溫度稍有變化,色彩也能較好的重現,將有助于解決不銹鋼表面著色的重現性問題。研究了不銹鋼預處理、各種添加劑和溫度對不銹鋼著色的影響。結果表明:經過稀硫酸活化和電拋光的不銹鋼著色均勻,色澤艷麗;不同添加劑對著色速率有明顯的影響;溫度升高明顯加快著色速率。
1. 工藝(yi)流程
樣品(304不銹鋼)→水洗→除油(金屬去污劑除油)→水洗→電解拋光(60% H3PO4, 20%濃H2SO4,水余量,樣品為陽極,陰極為鉛塊,DA0.6A/c㎡,時間8min,溫度74℃)→水洗→活化(8% H2SO4,時間5min,溫度室溫)→水洗→化學著色(配方見19#,溫度74℃,電位測量儀負極接不銹鋼,正極接飽和甘汞電極)→水洗→堅膜(2%Na2SiO3 硅酸鈉溶液,煮沸5min)→清洗→烘干。
2. 實驗結果
①. 在24℃著色液(ye)中,不銹(xiu)鋼片(pian)電位隨時(shi)間變化(hua)值(zhi)見表8-24, 實驗裝置見圖8-19.


②. 在相同條(tiao)件下,不(bu)銹鋼著(zhu)色電動勢-時間曲線見圖8-20
由(you)圖8-20可知,A點(dian)(dian)是起色(se)電(dian)(dian)位,電(dian)(dian)動(dong)勢的值是負(fu)值,隨著時(shi)間的延長,氧(yang)化膜不(bu)斷增厚,電(dian)(dian)位下降,到達(da)C點(dian)(dian)時(shi)生(sheng)成的速率(lv)和溶(rong)解的速率(lv)趨(qu)于平衡,電(dian)(dian)位波幅不(bu)大。溫度和組(zu)成變化不(bu)大時(shi),B點(dian)(dian)的電(dian)(dian)位和A點(dian)(dian)的電(dian)(dian)位差(cha)ΔE與顏色(se)有很好的對應(ying)關系,較好地解決了色(se)彩(cai)的重現問題(ti)。
③. 色(se)譜和著色(se)電位差的(de)關系見表8-25.

由表 8-25可見(jian),一定(ding)的著色電位差對應著不同的顏色。
④. 溫(wen)度(du)對電動勢-時間的影(ying)響
在74℃和(he)84℃的著色液中分別測電位-時間值。見圖8-21曲線。

由圖8-21可見,著(zhu)色溫度升高,加快著(zhu)色速率。但溫度過高,水分蒸(zheng)發較快,顏色重現(xian)性較難把握;而溫度太(tai)低,著(zhu)色慢(man),色澤差。故以70℃較為適宜。
⑤. 活化的影響(xiang)
經過稀硫(liu)酸浸泡,增(zeng)加了不銹鋼表面(mian)活(huo)性點,加快(kuai)了著色(se)速(su)率,且色(se)澤(ze)較好。浸泡時間不宜(yi)過長,使表面(mian)發黑,影響著色(se),以(yi)5~7min為適宜(yi)。
⑥. 起色電位對應的時間
相(xiang)(xiang)同時(shi)間(jian)測得的電位(wei)值不同,在(zai)相(xiang)(xiang)同條件(jian)下,出現同種(zhong)顏色(se)所用(yong)時(shi)間(jian)不因試(shi)樣的大(da)小而改變(bian)。
⑦. 電解拋光的(de)影響
電解拋光使(shi)金屬(shu)表面形成陽離(li)子溶(rong)解,同時在表面形成氧化(hua)膜鈍(dun)化(hua),降低著色(se)速率。故拋光完后最好(hao)立即在稀硫酸溶(rong)液中浸泡一下。
⑧. 添加劑的影(ying)響
著色液中加入硫代硫酸鈉(Na2S2O3)或亞硫酸鈉,由于其還原性,減慢了表面氧化速率,延長著色時間。加入硫酸錳(MnSO4),由于Mn2+的催化作用,加快著色速率;加入鉬酸銨(NH4)2MoO4,使色澤更加美觀。故添加劑的加人僅起調配著色的效果。

