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(cai)色(se)不銹鋼(gang)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(gu)膜處理溶液成分和工藝條件見(jian)表8-31.


表 31.jpg


化學固(gu)膜溶液成分及工藝條件(jian):


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(gu)膜(mo)處理對色(se)(se)彩(cai)的影響:電解固(gu)膜(mo)處理后,實質上也能使氧化(hua)膜(mo)加(jia)厚,使彩(cai)色(se)(se)膜(mo)的顏色(se)(se)發生(sheng)變化(hua),處理時間(jian)越(yue)長,顏色(se)(se)變化(hua)越(yue)大(da)。因此,在(zai)達到(dao)固(gu)膜(mo)的效果后,盡量縮短固(gu)膜(mo)處理時間(jian)。


固膜處理(li)前(qian)后著(zhu)色膜顏色變化見表8-32.


表 32.jpg


 從表8-32可見(jian),茶色(se)(se)(se)至(zhi)藍灰色(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)(mo)前后顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)基本不(bu)變(bian),黃(huang)色(se)(se)(se)由淺(qian)變(bian)深(shen),從深(shen)黃(huang)色(se)(se)(se)開(kai)始到(dao)橙色(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)(mo)后比固(gu)膜(mo)(mo)前向后移(yi)了(le)一(yi)種顏(yan)(yan)色(se)(se)(se),這(zhe)是(shi)由于固(gu)膜(mo)(mo)增厚了(le)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜(mo)(mo),從而推后了(le)一(yi)種顏(yan)(yan)色(se)(se)(se),為了(le)得到(dao)彩(cai)色(se)(se)(se)所(suo)(suo)要(yao)求的(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se),在(zai)著(zhu)(zhu)這(zhe)幾種顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)時應提早一(yi)種顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)出槽,固(gu)膜(mo)(mo)后正好達到(dao)所(suo)(suo)需要(yao)的(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)。固(gu)膜(mo)(mo)處理后,對原來(lai)的(de)色(se)(se)(se)澤(ze)有加深(shen)作(zuo)用。但色(se)(se)(se)澤(ze)變(bian)化在(zai)整(zheng)個表面上(shang)是(shi)均勻的(de),所(suo)(suo)以(yi)可以(yi)在(zai)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時控制著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)電位加以(yi)糾正。


 為了穩(wen)定著(zhu)色(se)膜的色(se)彩,使膜固化處理(li)后色(se)澤不變(bian),發現用(yong)硒(xi)酸(suan)來代替硫(liu)酸(suan)、磷酸(suan),如(ru)固膜4號配方,不僅(jin)能保(bao)持色(se)澤穩(wen)定,而且耐磨性(xing)更好。但由(you)于硒(xi)酸(suan)價格昂貴(gui),有毒(du)性(xing),很少應用(yong)。


 鉬酸鈉(na)加(jia)入固膜溶液中,對顏色(se)無影響,可明顯提高著色(se)層的光亮度。



一、固(gu)膜(mo)處(chu)理后彩色膜(mo)性能


1. 耐磨性


   未經固(gu)膜(mo)處理的著色(se)膜(mo)。經有500g荷重(zhong)的橡皮頭往(wang)復(fu)摩(mo)(mo)擦,5~8次即露底。經過固(gu)膜(mo)處理的著色(se)膜(mo),可以承受(shou)200~400次往(wang)復(fu)摩(mo)(mo)擦后(hou)才露底。耐磨性提高(gao)數十倍。


   著(zhu)色膜(mo)經(jing)固膜(mo)處(chu)理后(hou)的(de)(de)耐磨性大大提高,硬(ying)度增加(jia)(jia)。其原因(yin)可解(jie)釋為鉻的(de)(de)氧(yang)化物在表面上(shang)沉(chen)積出(chu)來,使著(zhu)色膜(mo)變得致密,使硬(ying)度增加(jia)(jia)。


2. 耐點蝕實驗


   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(zhu)色(se)后并固膜處理的(de)試樣失重最小,也就是說耐蝕性最好。


3. 針孔實驗


 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(de)試樣麻(ma)點大(da)而深,針孔(kong)耐(nai)(nai)蝕性(xing)比原材料還差(cha)。但固膜處理后的(de)針孔(kong)很細很淺,針孔(kong)耐(nai)(nai)蝕性(xing)最好。


4. 耐污(wu)性測(ce)試


  ①. 用藍墨水滴在已著色(se)試片上,烘干(gan)后用清(qing)水沖洗,觀察試片上是否(fou)留有痕(hen)跡,見表8-35。


表 35.jpg


  ②. 用手(shou)觸摸試(shi)片實驗。耐污性差的試(shi)片手(shou)汗可使膜變色,見表8-36.





二、封閉處理(li)


 固膜(mo)(mo)處理后的(de)(de)著(zhu)色膜(mo)(mo)仍(reng)有(you)少量孔(kong)隙存在。對固膜(mo)(mo)處理后的(de)(de)著(zhu)色膜(mo)(mo)進行封閉處理。見表(biao)8-37封閉溶液(ye)和工藝條(tiao)件。


表 37.jpg


 封閉對著(zhu)色(se)膜的影響如下。


①. 耐摩擦性能


表 38.jpg


  由表8-38可見(jian),最滿意的結(jie)果為4號樣品,即固化處理后(hou)在1%硅(gui)酸鹽(yan)水溶液中沸騰5min。


②. 耐(nai)磨損實驗


   摩擦件為(wei)塑料(liao)橡皮(pi),正(zheng)壓力為(wei)0.625kgf/cm(1kgf/c㎡=98.07kPa).表8-39為(wei)各(ge)種著色膜表面耐(nai)磨損實驗結果(耐(nai)磨次數)。


表 39.1.jpg


   由表8-39可見,電(dian)解(jie)固(gu)膜后(hou)表面(mian)耐磨(mo)損比固(gu)膜前黃色(se)(se)膜提高(gao)(gao)7倍,藍(lan)色(se)(se)膜提高(gao)(gao)11倍。封閉(bi)后(hou)表面(mian)耐磨(mo)損比電(dian)解(jie)固(gu)膜后(hou)提高(gao)(gao)0.75倍(黃色(se)(se)膜)。


③. 表面粗(cu)糙度(du)的影響


表 40.jpg


  不(bu)銹鋼經化學著(zhu)色、固膜處理(li)和硅酸鹽封閉(bi)后表(biao)面粗(cu)(cu)糙(cao)度均(jun)會(hui)發生變(bian)化,見表(biao)8-40不(bu)銹鋼表(biao)面粗(cu)(cu)糙(cao)度變(bian)化。