不銹鋼電化學著彩色酸(suan)性溶液成分和(he)工(gong)藝條件見表(biao)(biao)9-9。配方2 (見表(biao)(biao)9-9)的說明 。本配方由廣東工(gong)業大學材料系 李(li)瑜煜、謝致微、黎樵燊、張文雄提出。

1. 對SUS304不銹鋼陽極氧化(hua)著金黃色技術的研究(jiu)

   運用正交(jiao)試驗(yan)法確定最佳配方和工藝條件，獲(huo)得的不銹鋼(gang)著色(se)膜(mo)光亮美觀，呈金(jin)黃(huang)色(se)。

2. 工藝(yi)條件對著(zhu)色的影響

①. 溫度

  以最佳配(pei)方在不同溫度下進(jin)行著色，結(jie)果見(jian)表(biao)9-10。

 注：1. 點蝕(shi)溶液為鹽(yan)酸(suan)250mL/L+重鉻(ge)酸(suan)鉀(jia)30g/L+蒸餾(liu)水750mL/L.

       2. 電流密度0.4A/d㎡,著色(se)時間3min.

       3. 電解固化10min,封閉處理5min.

  隨著溫度的(de)(de)上升，著色(se)膜(mo)的(de)(de)色(se)調加深，膜(mo)厚(hou)增加，可見溫度的(de)(de)升高(gao)(gao)加速(su)了氧(yang)化(hua)成膜(mo)，同時，膜(mo)的(de)(de)耐(nai)蝕性、耐(nai)磨性均提(ti)高(gao)(gao)，但光(guang)澤和光(guang)潔度變差(cha)，這(zhe)是(shi)由于(yu)高(gao)(gao)溫下輕微(wei)過(guo)蝕所致。實驗結果表(biao)明，對于(yu)金(jin)黃色(se)膜(mo)，最佳著色(se)溫度為50℃.

②. 電流密(mi)度的影(ying)響

 以最佳溫度(du)和最佳配方為基準，不同的(de)電流密度(du)對著色(se)的(de)影響見表9-11.

 由(you)表(biao)(biao)9-11可知(zhi)，隨(sui)(sui)著(zhu)電流(liu)密(mi)度(du)(du)的(de)上升，著(zhu)色膜(mo)(mo)(mo)的(de)色調加(jia)深，膜(mo)(mo)(mo)厚增加(jia)，耐蝕性及耐磨(mo)性亦隨(sui)(sui)之增加(jia)，且兩者都在0.5A/d㎡附近達到最大(da)值，隨(sui)(sui)后(hou)反(fan)(fan)而(er)降低，可見電流(liu)密(mi)度(du)(du)的(de)升高加(jia)速(su)了(le)氧化膜(mo)(mo)(mo)成膜(mo)(mo)(mo)，但電流(liu)密(mi)度(du)(du)過大(da)，反(fan)(fan)而(er)導致膜(mo)(mo)(mo)的(de)溶解速(su)率增大(da)，使膜(mo)(mo)(mo)厚降低，甚至導致過蝕，使表(biao)(biao)面(mian)光澤和光潔度(du)(du)變差(cha)。實驗結果表(biao)(biao)明，對于金黃色膜(mo)(mo)(mo)，最佳著(zhu)色電流(liu)密(mi)度(du)(du)為0.4A/d㎡.

③. 著色時間的影響(xiang)

表(biao)9-12為最(zui)佳(jia)(jia)配方，最(zui)佳(jia)(jia)溫度、最(zui)佳(jia)(jia)電流密度下不同著(zhu)色時間對著(zhu)色的影響。

由表(biao)9-12可見，隨著時(shi)間(jian)的(de)延長(chang)，著色(se)(se)(se)膜(mo)(mo)的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)和耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)增加，6min后，著色(se)(se)(se)膜(mo)(mo)的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)及(ji)耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)基(ji)本保(bao)(bao)持不(bu)變，其色(se)(se)(se)調保(bao)(bao)持棕褐色(se)(se)(se)；但時(shi)間(jian)太長(chang)，如30min,反而引起過蝕，導致表(biao)面光澤和光潔度(du)變差(cha)。對金黃色(se)(se)(se)膜(mo)(mo)，著色(se)(se)(se)時(shi)間(jian)以3min為宜。

3. 著色液成分的優選和(he)作用(yong)

①. 硫酸(suan)

 隨著硫酸(suan)濃度(du)的升高，試樣(yang)的腐(fu)蝕和氧化速率增(zeng)加較快，氧化膜膜厚增(zeng)加，耐(nai)蝕性和耐(nai)磨性提(ti)高，但濃度(du)超過450mL/L后出(chu)現(xian)輕(qing)微過蝕，引起表面(mian)光澤(ze)和光潔(jie)度(du)變差，最佳硫酸(suan)含量為(wei)400mL/L.

②. 鉻酐

 主要作為(wei)(wei)氧化劑，能有效地提(ti)高膜的(de)耐蝕性和(he)光潔度。考慮到環保因(yin)素，盡可能降(jiang)低(di)鉻(ge)(ge)酐含(han)量(liang)，經過正交試驗，鉻(ge)(ge)酐為(wei)(wei)20g/L.

③. 硫(liu)酸錳作(zuo)為氧化促進劑，能加速氧化和(he)提高膜的(de)結合力，正交試驗優選為3g/L.

④. 乙酸鈉(na)作為穩定(ding)劑，起(qi)到穩定(ding)槽液的(de)作用，正交(jiao)試驗(yan)優選(xuan)為10.5g/L.

⑤. 添加劑(ji)YZ-03能(neng)有效地提高(gao)膜(mo)的耐磨性、光澤和(he)重現(xian)性。正交試(shi)驗優選為(wei)40g/L.

4. 前處理(li)

不銹鋼機械拋光(guang)→清(qing)(qing)洗→化學除油→清(qing)(qing)洗→電化學拋光(guang)→清(qing)(qing)洗→活(huo)化（硫酸30%,溫度0~60℃,時間3~5min)→著色。

5. 后處理

著色(se)后→清洗→電解固膜處(chu)理(li)→清洗→封閉處(chu)理(li)→清洗→熱風干燥→成品。

①. 電解固膜(mo)處理

   a. 鉻酐(gan)(gan)含量對著(zhu)色(se)膜(mo)硬化的(de)(de)影響(xiang)。著(zhu)色(se)膜(mo)分(fen)別在鉻酐(gan)(gan)100g/L、180g/L、250g/L的(de)(de)固(gu)化液(ye)中固(gu)化，實驗結果(guo)表明(ming)，鉻酐(gan)(gan)濃(nong)度(du)對固(gu)化效果(guo)的(de)(de)影響(xiang)不明(ming)顯，著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)(de)色(se)調基本(ben)保持(chi)金(jin)黃(huang)色(se)，耐蝕耐磨(mo)性稍有(you)提高。鉻酐(gan)(gan)濃(nong)度(du)高的(de)(de)固(gu)化液(ye)使用壽命較長，建議鉻酐(gan)(gan)濃(nong)度(du)為180g/L.

   b. 固(gu)化溫(wen)度(du)的影響。著色(se)膜(mo)在27℃、50℃、70℃下的固(gu)化實驗表明，溫(wen)度(du)升高，著色(se)膜(mo)顏色(se)加深，耐磨耐蝕性稍微提高，但效果不明顯(xian)。從節(jie)能和(he)操作環(huan)境考慮(lv)，建(jian)議固(gu)化溫(wen)度(du)以(yi)室溫(wen)為佳(jia)。

   c. 固化電流密(mi)(mi)度(du)(du)的影(ying)響。不同固化電流密(mi)(mi)度(du)(du)下(xia)的固化實(shi)驗結果見表9-13。

  由表9-13可見，在0.6A/d㎡ 電(dian)流(liu)(liu)密度(du)下(xia)固化略顯不足，耐蝕耐磨(mo)(mo)性(xing)略差，1.0A/d㎡ 較(jiao)理想，電(dian)流(liu)(liu)密度(du)太大，如2.0A/d㎡,陽極析出大量氣泡，引起著色膜疏松(song)，使其耐磨(mo)(mo)耐蝕性(xing)降低(di)。建議(yi)固化電(dian)流(liu)(liu)密度(du)以1.0A/d㎡ 為宜。

  d. 固(gu)(gu)化時(shi)間對固(gu)(gu)化效(xiao)果的影響。

    不同固化(hua)(hua)時(shi)間(jian)即5min、10min、20min,固化(hua)(hua)結果表明(ming)，固化(hua)(hua)時(shi)間(jian)對固化(hua)(hua)效(xiao)果的(de)影響不明(ming)顯。這是(shi)因為固化(hua)(hua)過程進行(xing)得較快之故，當(dang)反(fan)應物(wu)填充膜(mo)微孔(kong)后，反(fan)應即趨于停止。建議采用(yong)固化(hua)(hua)時(shi)間(jian)以(yi)10min為宜。

②. 封閉處理(li)

   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

  ①. 耐人工雨水(shui)、天然海水(shui)腐蝕實驗

  著色試樣在人(ren)工(gong)雨水、自(zi)(zi)然(ran)海水中(zhong)室溫浸泡300小時后，顏色無變化，表面光潔度好(hao)，均未出現點蝕(shi)，可(ke)見著色膜具有良好(hao)的耐(nai)自(zi)(zi)然(ran)介質腐蝕(shi)性能，適宜(yi)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. 膜的附(fu)著力檢(jian)驗

   將著(zhu)色膜劃上方(fang)格后彎(wan)曲(qu)180°,未見任何剝落現(xian)象(xiang)，可見著(zhu)色膜與基體結合牢(lao)固。

  ④. 耐磨性檢驗

   著色(se)膜(mo)(mo)試樣(yang)進(jin)行1.5N負載的圖釘(ding)來(lai)回刻劃實驗(yan)，其表(biao)面未(wei)見(jian)(jian)明顯(xian)劃痕。同(tong)(tong)時(shi)，試樣(yang)經(jing)受(shou)負載5.0N的橡皮270次摩擦未(wei)見(jian)(jian)脫色(se)，可見(jian)(jian)著色(se)膜(mo)(mo)的耐磨(mo)(mo)性較好。同(tong)(tong)時(shi)，實驗(yan)表(biao)明，經(jing)固化處(chu)理(li)后(hou)的和封(feng)閉(bi)處(chu)理(li)后(hou)的著色(se)膜(mo)(mo)的耐磨(mo)(mo)性明顯(xian)優于未(wei)固化和封(feng)閉(bi)處(chu)理(li)的著色(se)膜(mo)(mo)的耐磨(mo)(mo)性。