從表面顯微結構看,著色膜是一層疏松結構。表面有許多10~20μm的凹槽,凹槽的面積約占總面積的20%,著色膜是柔軟的,不耐磨的,易為手指所沾污,無實用價值,必須進行固膜處理,提高膜的性能。


  固膜處理機理如下。將著色出來的彩色不銹鋼放入含有鉻酐和反應促進劑的溶液中。將彩色不銹鋼放在電解槽的陰極,陽極使用鉛板,進行電解處理,通過陰極上析出的氫把六價鉻(Cr6+)還原為三價鉻(Cr3+),并形成穩定的三價鉻絡合物沉積在著色膜上,達到封孔的目的。隨著電解過程中氫離子的析出,膜表面微孔內pH上升,達到三價鉻(Cr3+)水解的pH時,水解產生Cr2O3、Cr(OH)3、鉻化物,填充在膜孔中。


 固膜(mo)處理溶液成分(fen)和(he)工藝條件見表8-31.


表 31.jpg


化學固膜溶液(ye)成分及工藝條件:


重鉻酸鉀(K2Cr2O7)  15g/L  、溫度  60~80℃  、時間  2~3min  、氫氧化鈉(NaOH)  3g/L  、pH  6.5~7.5


固膜(mo)處理(li)對色(se)彩(cai)的(de)影響(xiang):電解固膜(mo)處理(li)后,實質上(shang)也能使(shi)氧化(hua)膜(mo)加厚,使(shi)彩(cai)色(se)膜(mo)的(de)顏色(se)發生變化(hua),處理(li)時間(jian)越長,顏色(se)變化(hua)越大(da)。因此,在達(da)到(dao)固膜(mo)的(de)效果后,盡量縮短固膜(mo)處理(li)時間(jian)。


固(gu)膜(mo)處理前后(hou)著色(se)膜(mo)顏色(se)變化見表(biao)8-32.


表 32.jpg


 從表(biao)(biao)8-32可見,茶色(se)(se)(se)(se)至藍灰色(se)(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)前(qian)(qian)后(hou)(hou)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)基本不變(bian),黃色(se)(se)(se)(se)由(you)淺變(bian)深,從深黃色(se)(se)(se)(se)開始到(dao)橙色(se)(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)后(hou)(hou)比固(gu)膜(mo)前(qian)(qian)向(xiang)后(hou)(hou)移(yi)了(le)一種(zhong)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se),這(zhe)是(shi)由(you)于固(gu)膜(mo)增厚了(le)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo),從而(er)推后(hou)(hou)了(le)一種(zhong)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se),為了(le)得到(dao)彩色(se)(se)(se)(se)所要求(qiu)的顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se),在(zai)著(zhu)這(zhe)幾種(zhong)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)時(shi)應提早(zao)一種(zhong)顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)出槽(cao),固(gu)膜(mo)后(hou)(hou)正(zheng)好達到(dao)所需要的顏(yan)(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)。固(gu)膜(mo)處理后(hou)(hou),對原(yuan)來的色(se)(se)(se)(se)澤(ze)有加深作用。但色(se)(se)(se)(se)澤(ze)變(bian)化在(zai)整(zheng)個表(biao)(biao)面上(shang)是(shi)均(jun)勻的,所以可以在(zai)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)時(shi)控制著(zhu)色(se)(se)(se)(se)電位加以糾(jiu)正(zheng)。


 為了穩(wen)(wen)定著(zhu)色膜(mo)的色彩(cai),使(shi)膜(mo)固(gu)化處理后色澤不(bu)變,發現用硒酸(suan)來代替硫酸(suan)、磷酸(suan),如(ru)固(gu)膜(mo)4號配方,不(bu)僅能(neng)保持色澤穩(wen)(wen)定,而且耐磨性(xing)更好。但由于硒酸(suan)價格昂(ang)貴,有(you)毒性(xing),很少應用。


 鉬酸(suan)鈉(na)加(jia)入固膜溶液中,對顏色無影響,可明顯提高(gao)著色層(ceng)的(de)光(guang)亮度。



一、固膜(mo)(mo)處理(li)后(hou)彩色(se)膜(mo)(mo)性能


1. 耐(nai)磨性


   未經固膜(mo)處(chu)理的(de)(de)著色(se)膜(mo)。經有500g荷重的(de)(de)橡皮(pi)頭往(wang)復摩擦,5~8次即露底(di)。經過固膜(mo)處(chu)理的(de)(de)著色(se)膜(mo),可以承(cheng)受(shou)200~400次往(wang)復摩擦后(hou)才露底(di)。耐(nai)磨性提高數十倍。


   著色膜經固膜處(chu)理(li)后的耐磨性大大提高(gao),硬度增加。其原因(yin)可解(jie)釋(shi)為鉻的氧化(hua)物在(zai)表面上沉積出來,使著色膜變得致密,使硬度增加。


2. 耐(nai)點(dian)蝕實驗(yan)


   用10%FeCl3溶液,室溫,將未著色的、著巧克力色的和固膜處理的不銹鋼浸漬100h,試樣失重結果見表8-33。


表 33.jpg


   由表8-33可見,著色后并固膜處理的試樣失重最(zui)小(xiao),也就是說耐蝕性最(zui)好(hao)。


3. 針(zhen)孔實驗


 試樣在10%FeCl3水溶液中,室溫浸漬1h,結果見表8-34。


表 34.jpg


  可以看出,僅著色(se)處理的試樣麻(ma)點大而深,針孔(kong)耐(nai)蝕性比原(yuan)材料還差。但固膜(mo)處理后的針孔(kong)很(hen)細很(hen)淺(qian),針孔(kong)耐(nai)蝕性最好(hao)。


4. 耐污性測試


  ①. 用藍墨水(shui)滴在(zai)已(yi)著色試片上,烘干后(hou)用清水(shui)沖洗,觀(guan)察試片上是(shi)否(fou)留有痕跡,見表8-35。


表 35.jpg


  ②. 用(yong)手觸摸試(shi)片(pian)實(shi)驗。耐(nai)污性差(cha)的試(shi)片(pian)手汗可使膜變(bian)色,見表8-36.





二、封閉處理(li)


 固(gu)(gu)膜(mo)處(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)的(de)著(zhu)色(se)膜(mo)仍有(you)少量(liang)孔(kong)隙存在(zai)。對固(gu)(gu)膜(mo)處(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)的(de)著(zhu)色(se)膜(mo)進行封(feng)閉(bi)處(chu)理(li)(li)。見表(biao)8-37封(feng)閉(bi)溶(rong)液和工(gong)藝條件。


表 37.jpg


 封閉對著色膜的影(ying)響如下。


①. 耐摩擦性(xing)能


表 38.jpg


  由表8-38可見,最滿(man)意(yi)的結果為(wei)4號(hao)樣品,即固化處理后在1%硅(gui)酸鹽水溶液中沸騰5min。


②. 耐磨損(sun)實驗


   摩擦件為(wei)塑料(liao)橡皮,正壓力為(wei)0.625kgf/cm(1kgf/c㎡=98.07kPa).表8-39為(wei)各種著(zhu)色膜(mo)表面(mian)耐(nai)磨(mo)損實驗結果(guo)(耐(nai)磨(mo)次數(shu))。


表 39.1.jpg


   由(you)表(biao)8-39可(ke)見(jian),電解固膜后表(biao)面(mian)耐磨(mo)損比固膜前黃(huang)色(se)膜提高(gao)(gao)7倍,藍色(se)膜提高(gao)(gao)11倍。封閉后表(biao)面(mian)耐磨(mo)損比電解固膜后提高(gao)(gao)0.75倍(黃(huang)色(se)膜)。


③. 表面粗糙度的影響(xiang)


表 40.jpg


  不(bu)銹鋼(gang)經化(hua)學著色、固膜處理(li)和硅(gui)酸鹽(yan)封閉后表(biao)(biao)面粗糙度均會發(fa)生變化(hua),見(jian)表(biao)(biao)8-40不(bu)銹鋼(gang)表(biao)(biao)面粗糙度變化(hua)。