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。作者介紹了奧氏不銹鋼在硼酸、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. 不銹鋼著色實驗裝(zhuang)置

  見圖9-25.微機為LK98微機電(dian)化學(xue)分析系(xi)統。5為飽(bao)和氯(lv)化鉀甘示電(dian)極作為參比電(dian)極，6為 213鉑電(dian)極作為輔助(zhu)電(dian)極。

2. 實驗步驟(zou)

  ①. 前處理

   打磨（400#水(shui)砂(sha)紙粗砂(sha)拋光(guang)(guang)，再用800#水(shui)砂(sha)紙細砂(sha)拋光(guang)(guang)，使表(biao)面光(guang)(guang)潔平整）→除油（堿(jian)溶液常規(gui)除去(qu)油污(wu)）→水(shui)洗→酸(suan)洗（用硫(liu)酸(suan)和鹽酸(suan)去(qu)除不銹鋼表(biao)面的氧化(hua)物(wu)）→水(shui)洗→電解拋光(guang)(guang)→水(shui)洗→活化(hua)（在(zai)活化(hua)液中1min)→水(shui)洗。

  ②. 按(an)圖9-25所(suo)示連(lian)接

  不銹鋼試樣為工作(zuo)電(dian)極(ji)，飽和(he)氯化鉀甘汞電(dian)極(ji)作(zuo)為參比電(dian)(dian)極(ji)，鉑電(dian)(dian)極(ji)作為輔(fu)助電(dian)(dian)極(ji)，將三(san)電(dian)(dian)極(ji)置于含有(you)硼酸(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)亞鐵銨、檸檬酸(suan)(suan)三(san)銨、添加(jia)劑ZH-L1 電(dian)(dian)解液中，用(yong)LK98微機電(dian)(dian)化學分析系(xi)統，將奧氏不(bu)銹鋼(gang)試樣(yang)在(zai)溶液中采用(yong)單(dan)電(dian)(dian)位階躍計時(shi)法進行著(zhu)色。工藝條件如下：控制電(dian)(dian)位-700mV,階躍電(dian)(dian)位1mV,等待時(shi)間1s,采樣(yang)間隔時(shi)間1.000s,采用(yong)點數240點，自動(dong)調節(jie)極(ji)化電(dian)(dian)流，使試樣(yang)的電(dian)(dian)位（相對于參比電(dian)(dian)極(ji)）隨(sui)給(gei)定電(dian)(dian)位發生線性變化，得(de)到鈍化曲線，如圖(tu)9-26所示。

3. 正交試驗(yan)的結果

  影響不銹鋼彩色化(hua)的(de)主要因素(su)有：陽極極化電(dian)位φ,溫度(du)T,硼酸(suan)溶液(ye)體(ti)積VB,檸檬酸(suan)三銨溶液(ye)體(ti)積Vc,硫酸(suan)亞鐵(tie)銨溶液(ye)體(ti)積VF 固(gu)定為(wei)150mL,添加劑ZH-L1體(ti)積Vz固(gu)定為(wei)1.0mL,著(zhu)色電(dian)位一般為(wei)-700~-300mV,通過正交試驗，確定不銹鋼著(zhu)綠色工藝配方及工藝條件如下：

  0.15mol/L硼酸(suan)溶(rong)液  100mL  、蒸(zheng)餾水(shui)  100mL  、0.15mol/L硫酸(suan)亞鐵銨  150mL  、溫度  60~70℃

  0.1mol/L檸檬(meng)酸(suan)三銨  10mL 、電位(wei)（SCE)  -600~-700mV 、添加(jia)劑(ji)ZH-L1  1.0mL  、時間  2~5min

4. 各(ge)種因素的影響(xiang)

 ①. 預(yu)處理(li)對著色的影響(xiang)

   預處理的(de)好壞(huai)是決定(ding)膜(mo)厚(hou)和表面質量(liang)的(de)關鍵因素，預處理不當，會引起色(se)(se)彩不均勻(yun)，顏色(se)(se)不同、色(se)(se)彩暗淡或(huo)不平整，甚至不著色(se)(se)，故預處理中電解拋光是關鍵工序(xu)，影響著色(se)(se)膜(mo)的(de)厚(hou)度(du)，從而影響著色(se)(se)膜(mo)的(de)色(se)(se)彩。

 ②. 添加劑的影響

   隨著添(tian)加劑ZH-L1濃度(du)的(de)(de)升高，試樣(yang)的(de)(de)腐蝕速率(lv)和氧(yang)(yang)化速率(lv)增(zeng)加較快，氧(yang)(yang)化膜厚(hou)度(du)增(zeng)加，耐蝕性(xing)和耐磨性(xing)提(ti)高，用量(liang)超過2.0mL,出現輕微(wei)過蝕，引(yin)起表面(mian)光(guang)澤(ze)和粗糙度(du)變差，故ZH-L1用量(liang)應嚴格控(kong)制。

 ③. 著色溫度(du)的影響(xiang)

   溫(wen)度上升，著(zhu)色膜的色調(diao)加深(shen)，膜層加厚(hou)，同時(shi)膜的耐(nai)蝕性(xing)(xing)、耐(nai)磨性(xing)(xing)提高，光澤和粗糙度變差(cha)。對(dui)于綠色膜最佳溫(wen)度為60℃.表9-36為溫(wen)度對(dui)著(zhu)色效果的影響。

 ④. 著色(se)時間(jian)的影響

   在(zai)著色時(shi)間(jian)(jian)2min、3min、4min、6min、9min、30min內(nei)，隨著時(shi)間(jian)(jian)的(de)延長，著色膜的(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)及耐磨性(xing)(xing)(xing)增加。6min后，時(shi)間(jian)(jian)再延長，其耐蝕性(xing)(xing)(xing)及耐磨性(xing)(xing)(xing)保持不變，色調為棕(zong)褐色；30min引起過蝕，表面光澤度(du)變差(cha)。綠色膜的(de)最佳著色時(shi)間(jian)(jian)為3min.

 ⑤. 耐蝕性

 通過(guo)陰極處理，使其(qi)耐蝕性增強，從(cong)環保角(jiao)度，采用不含鉻的配(pei)方，對環境污染較(jiao)INCO法有改善。本工藝實驗(yan)結果基(ji)本令人滿意，有其(qi)廣闊(kuo)的應(ying)用前景。本實驗(yan)只在(zai)總(zong)體積361mL內實驗(yan)。擴大(da)到(dao)較(jiao)大(da)規模(mo)，其(qi)配(pei)方為：

   硼酸  2.6g/L  、溫度60℃  、硫酸亞鐵銨 25g/L  、時間 3min  、檸檬(meng)酸三銨(an)  0.7g/L  、電位  -600~-700mV  、添(tian)加劑 ZH-LI  3mL/L