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(xiu)鋼(gang)著色實驗裝置
見圖(tu)9-25.微機為(wei)LK98微機電化學分(fen)析(xi)系統。5為(wei)飽(bao)和(he)氯化鉀(jia)甘示電極作(zuo)(zuo)為(wei)參比電極，6為(wei) 213鉑(bo)電極作(zuo)(zuo)為(wei)輔助電極。
2. 實(shi)驗步驟
①. 前處理(li)
打磨(mo)（400#水(shui)砂紙(zhi)粗砂拋光(guang)(guang)，再用(yong)800#水(shui)砂紙(zhi)細砂拋光(guang)(guang)，使(shi)表面光(guang)(guang)潔平整）→除(chu)油(you)（堿溶液常(chang)規除(chu)去(qu)油(you)污）→水(shui)洗→酸(suan)(suan)洗（用(yong)硫酸(suan)(suan)和鹽酸(suan)(suan)去(qu)除(chu)不銹鋼表面的(de)氧化(hua)物）→水(shui)洗→電(dian)解拋光(guang)(guang)→水(shui)洗→活化(hua)（在活化(hua)液中1min)→水(shui)洗。
②. 按圖9-25所示連接(jie)
不(bu)銹鋼(gang)試樣為(wei)工作(zuo)(zuo)電(dian)極，飽和氯化(hua)鉀甘汞電(dian)極作(zuo)(zuo)為(wei)參比電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極，鉑(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極作為輔助(zhu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極，將(jiang)三電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極置于含(han)有硼酸、硫酸亞鐵銨、檸(ning)檬酸三銨、添加劑ZH-L1 電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解液中(zhong)，用LK98微機電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化學分析系統，將(jiang)奧氏不銹鋼試樣(yang)在溶液中(zhong)采(cai)用單電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)階躍計時(shi)(shi)法進(jin)行著色。工藝條件如(ru)(ru)下：控制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)-700mV,階躍電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)1mV,等待時(shi)(shi)間1s,采(cai)樣(yang)間隔時(shi)(shi)間1.000s,采(cai)用點數240點，自動調節極化電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流，使(shi)試樣(yang)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)（相對于參比電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極）隨給定電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)發生線(xian)(xian)性變化，得到鈍化曲線(xian)(xian)，如(ru)(ru)圖9-26所示。
3. 正交試(shi)驗的結果
影響不(bu)銹(xiu)鋼彩色化的主要因素有：陽極(ji)極(ji)化電(dian)位φ,溫(wen)度T,硼酸溶液(ye)體(ti)積VB,檸檬酸三(san)銨溶液(ye)體(ti)積Vc,硫酸亞鐵(tie)銨溶液(ye)體(ti)積VF 固定為(wei)150mL,添加劑ZH-L1體(ti)積Vz固定為(wei)1.0mL,著色電(dian)位一般為(wei)-700~-300mV,通過正交試(shi)驗(yan)，確定不銹鋼著綠色工藝配方及工藝條件如下：
0.15mol/L硼酸(suan)溶液 100mL 、蒸餾水 100mL 、0.15mol/L硫酸(suan)亞鐵銨 150mL 、溫(wen)度(du) 60~70℃
0.1mol/L檸檬酸三銨 10mL 、電位(wei)（SCE) -600~-700mV 、添加劑ZH-L1 1.0mL 、時間 2~5min
4. 各種(zhong)因素的(de)影響(xiang)
①. 預處理(li)對著色的(de)影響(xiang)
預處(chu)理的(de)好壞是(shi)決定膜(mo)厚和表(biao)面質量(liang)的(de)關鍵因素，預處(chu)理不當，會引起(qi)色(se)(se)彩不均勻(yun)，顏色(se)(se)不同、色(se)(se)彩暗淡(dan)或(huo)不平整，甚(shen)至(zhi)不著(zhu)色(se)(se)，故(gu)預處(chu)理中電解拋光是(shi)關鍵工序，影(ying)響(xiang)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)的(de)厚度，從而(er)影(ying)響(xiang)著(zhu)色(se)(se)膜(mo)的(de)色(se)(se)彩。
②. 添加劑的影響
隨著添加(jia)劑ZH-L1濃度的(de)升(sheng)高，試樣的(de)腐蝕(shi)(shi)速率和(he)氧化(hua)速率增(zeng)加(jia)較快，氧化(hua)膜厚度增(zeng)加(jia)，耐蝕(shi)(shi)性和(he)耐磨性提高，用量超過2.0mL,出現輕微過蝕(shi)(shi)，引起表(biao)面光澤和(he)粗糙(cao)度變差，故ZH-L1用量應嚴格(ge)控制。
③. 著(zhu)色(se)溫度的影響
溫度上(shang)升，著色膜(mo)的(de)色調加深，膜(mo)層加厚，同時膜(mo)的(de)耐蝕性、耐磨性提高(gao)，光澤和粗糙度變差。對(dui)(dui)于綠色膜(mo)最(zui)佳(jia)溫度為60℃.表(biao)9-36為溫度對(dui)(dui)著色效果的(de)影響。
④. 著色時間的影響
在著色(se)(se)時間(jian)2min、3min、4min、6min、9min、30min內(nei)，隨著時間(jian)的(de)延(yan)長，著色(se)(se)膜的(de)耐蝕(shi)性及(ji)(ji)耐磨(mo)(mo)性增加。6min后，時間(jian)再延(yan)長，其耐蝕(shi)性及(ji)(ji)耐磨(mo)(mo)性保持不(bu)變(bian)，色(se)(se)調為棕褐色(se)(se)；30min引起過蝕(shi)，表面光澤度變(bian)差。綠(lv)色(se)(se)膜的(de)最佳著色(se)(se)時間(jian)為3min.
⑤. 耐蝕性
通過陰極處理，使(shi)其耐蝕性增強，從(cong)環(huan)保(bao)角度，采用不(bu)含鉻的配方，對環(huan)境污(wu)染較INCO法(fa)有改善(shan)。本(ben)工(gong)藝實驗結果(guo)基本(ben)令人滿(man)意，有其廣(guang)闊的應用前景(jing)。本(ben)實驗只(zhi)在總體積(ji)361mL內實驗。擴大(da)到較大(da)規(gui)模(mo)，其配方為：
硼(peng)酸 2.6g/L 、溫度60℃ 、硫酸亞鐵銨 25g/L 、時間 3min 、檸檬酸(suan)三銨 0.7g/L 、電(dian)位 -600~-700mV 、添加(jia)劑(ji) ZH-LI 3mL/L
