1. C.J.林和J.G.杜研究用脈沖電流的方法對不銹鋼進行著色,同時研究膜的力學性能。著色溶液為鉻酐和硫酸體系,脈沖電流信號形狀為矩形方波,通過改變參數I1(正電流值)、I2(負電流值)、T1(正電流持續時間)和T2(負電流持續時間),研究不同脈沖電流信號變化下不銹鋼的著色情況。由脈沖獲得的著色膜具有良好的附著性和延展性。色膜經SEM分析,其晶粒大小為5nm,顯示出近乎非晶態的組織。在施加脈沖信號的過程中,陽極電流伴隨著陽極反應,陰極電流伴隨著陰極反應,在特定的信號參數范圍內,著色膜的厚度與通人的總電量呈正比。因此,可通過控制輸人的總電量來得到特定厚度的著色膜,從而達到控制顏色的目的。采用此方法,顏色的重現性較化學法的好,此法是在75℃溫度下進行的。
2. 宋玉繼等人提出用生產流水(shui)線的方(fang)式進行不銹(xiu)鋼彩色處理(li),并且申請了專利。其裝置示(shi)意圖(tu)見(jian)圖(tu)9-1。工藝采用方(fang)波電流進行著色處理(li)。溶液是鉻(ge)酐和硫酸體(ti)系。通過(guo)控制陽極電流值、陰極電流值、頻率和通電時(shi)間來獲(huo)得(de)所需的顏(yan)色,與(yu)化學著色法(fa)相(xiang)比,重現性很好(hao),顏(yan)色非常均勻。
3. 廖小珍、錢道蓀、朱新運研究了交流方波電解法制備彩色不銹鋼。用交流方波電解著色法可以制備茶色、藍色、黃色、紅色、綠色等系列的十多種色調不同的彩色不銹鋼,色彩均勻亮麗,重現性好。具體顏色取決于電流密度、方波周期、通電周期數,顏色控制容易。采用該法,可降低著色液溫度至55℃,可以縮短著色時間。
4. K.奧(ao)格拉(la)和(he)勞W.納卡雅馬M嘗(chang)試用三角波電(dian)流脈沖法進行(xing)著(zhu)色(se),著(zhu)色(se)可(ke)在室(shi)溫(wen)下進行(xing)。要(yao)獲得特定(ding)的(de)顏色(se),必須調(diao)整好適當的(de)Imax、Imin和(he)r(三角波周期值)。著(zhu)色(se)膜的(de)厚(hou)(hou)度與電(dian)解時間和(he)r的(de)對數呈線(xian)性關(guan)系。K.奧(ao)格拉(la)用紫外分光光度計測量了著(zhu)色(se)膜的(de)厚(hou)(hou)度。著(zhu)色(se)膜的(de)厚(hou)(hou)度可(ke)用下式來(lai)估算:
式中(zhong),λ為(wei)著色(se)膜的(de)反(fan)(fan)射光譜中(zhong)最大反(fan)(fan)射系數對應(ying)的(de)波長(chang)(chang);λ'為(wei)著色(se)膜的(de)反(fan)(fan)射光譜中(zhong)最小(xiao)反(fan)(fan)射系數對應(ying)的(de)波長(chang)(chang);n為(wei)化膜的(de)折射系數。
隨著通電(dian)時間的延長,工作的顏色按照褐色→黃色→紅色→藍色→綠色的順序變化。
5. J.N.金、S.J.歐、S.C.李等人(ren)研究(jiu)在正弦波、正弦波+直(zhi)流、正弦波+方波這3種電流信號的作用(yong)下,得(de)到不(bu)同類(lei)型的著色膜,都具有良(liang)好的性能。
6. 郭稚(zhi)弧(hu)、賈(jia)法龍、邱于兵研究三角波電流(liu)掃描法制(zhi)(zhi)備彩(cai)色(se)(se)不銹鋼(gang)。通過正交試驗探討最(zui)佳(jia)工藝(yi)參(can)(can)數,并對(dui)著(zhu)(zhu)色(se)(se)膜的各項性(xing)(xing)能做了測試,耐磨性(xing)(xing)能較好。此工藝(yi)對(dui)曲面(mian)著(zhu)(zhu)色(se)(se)也有(you)良好的適應(ying)性(xing)(xing),把試片彎成(cheng)90°后(hou)進(jin)行著(zhu)(zhu)色(se)(se),顏(yan)色(se)(se)也很(hen)均勻,重現性(xing)(xing)也很(hen)好。只要控制(zhi)(zhi)好工藝(yi)參(can)(can)數就可(ke)以獲(huo)得(de)預期的顏(yan)色(se)(se)。溫度(du)對(dui)于顏(yan)色(se)(se)的控制(zhi)(zhi)有(you)很(hen)大的影(ying)響,溫度(du)越高(gao),著(zhu)(zhu)色(se)(se)速(su)率越快。
7. 賈法龍、郭稚弧研究著色過程中,著色液中的雜質離子濃度的變化情況。在不銹鋼著色過程中,反應產生的雜質離子,如Fe3+、Cr3+、Ni2+的濃度不斷增加,這三種離子的含量是影響著色重現性的重要因素。對著色溶液體系建立可行的分析方法,對雜質離子的影響進行研究,發現隨著電解著色時間的延長,鉻離子濃度增加最快,鐵離子和鎳離子的濃度增加較慢。在Cr3+≤2.0g/L、Fe3+≤600mg/L、Ni2+≤184mg/L的范圍內,著色膜的重現性可得到保證。著色膜的EPMA分析表明,電化學著色得到的膜比化學法著色的膜要致密,耐磨性要好。他們還研究了低頻方波電化學著色法制備彩色不銹鋼,此法獲得的顏色均勻,容易控制,重現性好。
8. 李(li)曉(xiao)煜、謝致微、張文雄等人研究了不銹鋼陽極氧化成金(jin)黃色(se)。著(zhu)色(se)液中(zhong)鉻酐20g/L,硫(liu)(liu)酸400mL/L,硫(liu)(liu)酸錳3g/L,添加(jia)劑 YZ-03 40g/L,乙酸鈉10.5g/L,電流(liu)密(mi)度為0.4A/d㎡,此(ci)工藝主要是用于形成金(jin)黃色(se)的著(zhu)色(se)膜,對于其他顏色(se)則難以實(shi)現。不銹鋼在如此(ci)低的鉻酐濃度下(xia)的著(zhu)色(se)液中(zhong),如果(guo)沒有電流(liu)通入,即使浸泡數小(xiao)時也(ye)不著(zhu)色(se)。
9. 方景(jing)禮、劉琴、韓克平、陳(chen)耀(yao)輝(hui)等人研究了在(zai)鉬酸鈉溶液中(zhong)將不銹鋼(gang)成功鍍覆(fu)上一層藍色膜。不銹鋼(gang)在(zai)陰極電流的作用下,表面沉積上一層鉬的復(fu)雜化合物。膜厚度約為42.7μm.
10. 奧(ao)格拉K、沙庫來(lai)K、烏哈(ha)拉S等人研(yan)究(jiu)了在(zai)(zai)室溫下用交流(liu)電(dian)(dian)位(wei)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼著色。他們首先以20mV/min和60mV/min的(de)(de)(de)(de)(de)(de)掃(sao)描速率做了奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)(zai)著色液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動電(dian)(dian)位(wei)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線,發(fa)現不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼開始過(guo)鈍化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)為(wei)(wei)1.2V,隨著電(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia),過(guo)鈍化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)達到一個極(ji)限值。根(gen)據這(zhe)個極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線,確定了方波電(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Emax和Emin,但(dan)Emax不(bu)(bu)(bu)能太大,否則生(sheng)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)膜會發(fa)生(sheng)部分(fen)溶解(jie)。脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)幅度和寬度對著色情況也有影(ying)響(xiang)。在(zai)(zai)這(zhe)種實驗條件下,最(zui)佳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)(chong)幅度應該(gai)在(zai)(zai)0.4~0.44V.這(zhe)種方法(fa)可以在(zai)(zai)室溫下對不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼進行(xing)著色,著色速率較(jiao)快(kuai)。但(dan)是,電(dian)(dian)位(wei)法(fa)比電(dian)(dian)流(liu)法(fa)在(zai)(zai)生(sheng)產中(zhong)操作起來(lai)較(jiao)麻煩(fan),因為(wei)(wei)不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自然電(dian)(dian)位(wei)不(bu)(bu)(bu)完全一致,選(xuan)擇的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)化(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)位(wei)不(bu)(bu)(bu)相同(tong)。目前這(zhe)種方法(fa)已有幾個專利(li)。
11. 因科電解著色法對鉻-鎳系不銹鋼工件著色處理時,在含有碳酸鈉(Na2CO3)、硅酸鈉(Na2SiO3)、鋁酸鈉等成分或含少量的硫酸中,在常溫下,在32~107A/dm電流密度下,進行交流電解,不同時間可獲得褐色、金黃色、紅色、綠色等不同的色彩。對13Cr鐵素體不銹鋼工件和18Cr8Ni奧氏體不銹鋼也可在含氫氧化鈉(NaOH)500~700g/L、鉻酸銨[(NH4)2CrO4]50~100g/L、氯化鈉20g/L的水溶液中作直流電解著色。改變電流密度或時間,可獲得預期的色彩。
12. 日新制(zhi)鋼(gang)公司(si)提出的電(dian)(dian)解著(zhu)色工(gong)藝(yi),是(shi)先將不銹鋼(gang)工(gong)件在5%硅(gui)酸鈉溶液(ye)中(zhong)于(yu)85℃和5A/d㎡的電(dian)(dian)流密度(du)下進行45秒(miao)的電(dian)(dian)化(hua)學除油(you),水(shui)洗后(hou)浸入室(shi)溫10%鹽酸中(zhong)洗滌30s,水(shui)洗后(hou)即浸人含鉻酐(gan)并添加適量三價鉻離子(zi)的稀鉻酐(gan)硫酸溶液(ye)中(zhong),不銹鋼(gang)作陰極(ji),在5~15A/d㎡和液(ye)溫35~50℃的條件下電(dian)(dian)解5~20s,表面預鍍上一(yi)層致密的金屬鉻(0.6~1.0mg/d㎡).然后(hou)在含鉻酐(gan)10~50g/L的電(dian)(dian)解液(ye)中(zhong),在陰極(ji)電(dian)(dian)流密度(du)3~15A/dm、槽(cao)溫15~45℃的條件下電(dian)(dian)解5~20s,便獲得色調優雅(ya)、性能良好的彩色表面氧化(hua)膜(mo)。
13. 傅綺君在手術(shu)器械呈本色(se)表(biao)(biao)面處理(保持拋光(guang)色(se)澤并要求(qiu)達(da)到(dao)抗(kang)蝕性能)中采(cai)用電(dian)(dian)(dian)(dian)化學方法,使(shi)表(biao)(biao)面產生(sheng)一(yi)層透明(ming)致密(mi)(mi)的(de)(de)氧化膜(mo)(mo)覆蓋層。硫酸(suan)、磷酸(suan)或(huo)硼酸(suan)5%~10%(質量分數),鉬(mu)酸(suan)或(huo)鉬(mu)酸(suan)鹽5~10g/L,陽(yang)極電(dian)(dian)(dian)(dian)流密(mi)(mi)度1~10A/d㎡,溫度20~70℃,時間5~20min;或(huo)鉻酐250g/L,硫酸(suan)2.5g/L,鉬(mu)酸(suan)鹽1~5g/L,工(gong)藝條件(jian)相同。所生(sheng)成的(de)(de)氧化膜(mo)(mo)穩定,膜(mo)(mo)層達(da)1.0~20.0nm.此外(wai),還(huan)可用手術(shu)器械經手工(gong)拋光(guang)后(Ra≤0.8μm)在特(te)殊的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化學工(gong)藝條件(jian)下用無機酸(suan)加消光(guang)劑達(da)到(dao)柔色(se)的(de)(de)無光(guang)澤的(de)(de)處理。柔色(se)膜(mo)(mo)的(de)(de)厚(hou)度達(da)到(dao)300.0~600.0nm(經AES俄歇電(dian)(dian)(dian)(dian)子能譜(pu)或(huo)XPSX射線光(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)子能譜(pu)分析),反光(guang)系(xi)數<30%.除此之(zhi)外(wai),還(huan)可用堿性著色(se)液,以電(dian)(dian)(dian)(dian)化學方法在手術(shu)器械的(de)(de)表(biao)(biao)面形成一(yi)層致密(mi)(mi)的(de)(de)具有一(yi)定厚(hou)度的(de)(de)彩色(se)膜(mo)(mo)。
14. 安成強、韓玉梅、車永泉研究了304不銹鋼在氫氧化鈉溶液中的電化學著色工藝。不同的工藝條件可得到不同的色膜,其電解液不僅成分簡單,溶液穩定,維護簡便,來源廣,成本低,且廢水處理容易。因膜是在堿性溶液中生成的,所以膜耐堿性,但不耐酸性。
15. 周一揚、吳繼民(min)采用(yong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)硫酸水溶(rong)液(ye)中(zhong)以恒(heng)電(dian)位(wei)方波充(chong)電(dian)法使不(bu)銹鋼(gang)(gang)表面(mian)產(chan)生彩色(se)膜。溶(rong)液(ye)不(bu)含(han)鉻酸,有(you)(you)望能克(ke)服不(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)鉻酸溶(rong)液(ye)中(zhong)浸泡(pao)時間(jian)較長(chang),有(you)(you)時表面(mian)有(you)(you)粗糙(cao)現(xian)象產(chan)生的(de)缺點,而且要得到均勻一致的(de)著色(se)膜有(you)(you)一定(ding)的(de)難度,難于控制(zhi)。溶(rong)液(ye)成(cheng)分為(wei)2mol/L的(de)硫酸,相當于196g/L,采用(yong)的(de)脈沖(chong)電(dian)位(wei)范圍為(wei)0.1~0.9V,脈沖(chong)時間(jian)為(wei)0.001~0.100s.著色(se)顏色(se)為(wei)藍色(se)、紫色(se)和黑色(se),沒有(you)(you)明顯的(de)中(zhong)間(jian)色(se)出現(xian)。這種(zhong)膜的(de)生成(cheng),推(tui)測是由于膜/溶(rong)液(ye)的(de)表面(mian)鉻離(li)子的(de)生成(cheng)與(yu)還原所致。實(shi)驗采用(yong)中(zhong)等含(han)鉻量的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)1Cr17。
16. 張俊喜、周國定、喬亦男(nan)、曹(cao)楚南、張鑒清等人提出(chu)(chu)了(le)一種新(xin)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼著(zhu)(zhu)色方法(fa)-載(zai)波(bo)鈍化著(zhu)(zhu)色,即在無鉻的(de)(de)(de)(de)硫酸溶液(ye)中(zhong)用載(zai)波(bo)鈍化的(de)(de)(de)(de)電化學(xue)方法(fa)得(de)到(dao)各(ge)種色彩(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼表面。同(tong)時研究(jiu)了(le)載(zai)波(bo)鈍化著(zhu)(zhu)色膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)質。研究(jiu)結(jie)果表明(ming),不(bu)(bu)銹鋼表面的(de)(de)(de)(de)色彩(cai)(cai)是由于膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)干(gan)(gan)涉(she)所(suo)致(zhi)的(de)(de)(de)(de),膜(mo)(mo)層(ceng)結(jie)構(gou)呈微晶-非晶過渡態(tai),與化學(xue)著(zhu)(zhu)色法(fa)所(suo)得(de)膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)是相(xiang)近的(de)(de)(de)(de),而且(qie)膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)導電性(xing)(xing)(xing)測試(shi)表明(ming),載(zai)波(bo)鈍化著(zhu)(zhu)色膜(mo)(mo)有半導體性(xing)(xing)(xing)質,膜(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)導電具有整流(liu)性(xing)(xing)(xing)。從干(gan)(gan)涉(she)原理(li)出(chu)(chu)發,可作出(chu)(chu)不(bu)(bu)銹鋼載(zai)波(bo)鈍化著(zhu)(zhu)色工藝中(zhong)色彩(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)方法(fa),通過對(dui)載(zai)波(bo)參數的(de)(de)(de)(de)調節,就可以得(de)到(dao)不(bu)(bu)同(tong)色彩(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)表面膜(mo)(mo)。
17. 鄧(deng)姝皓、龔竹青、柳勇采用化學浸漬法(fa)、電解(jie)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)法(fa)均可(ke)以將304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)生成(cheng)(cheng)啞光銀灰(hui)色(se)(se)(se)(se)(se)外觀。化學著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)液的(de)(de)組成(cheng)(cheng)為(wei)硫酸(suan)100mL/L,添(tian)加(jia)劑A為(wei)40~60mL/L,添(tian)加(jia)劑B為(wei)90~110mL/L.電解(jie)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)液的(de)(de)主要(yao)組成(cheng)(cheng)為(wei)100mL/L硫酸(suan),50~60g/L鉻(ge)酐,電流(liu)密(mi)度(du)在(zai)0.4~0.6A/d㎡。對于電解(jie)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se),電流(liu)密(mi)度(du)是成(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)關鍵(jian)因素。電流(liu)密(mi)度(du)越(yue)(yue)大(da),失重(zhong)越(yue)(yue)多,成(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)(mo)越(yue)(yue)致密(mi)。相同電流(liu)密(mi)度(du)下,脈沖著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)比直流(liu)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)要(yao)致密(mi)。鉻(ge)酐濃度(du)越(yue)(yue)大(da),失重(zhong)越(yue)(yue)小(xiao),成(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)(mo)越(yue)(yue)慢(man)。X衍射和掃描電鏡顯示,成(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)(mo)后的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)表面(mian)晶(jing)粒細小(xiao)、致密(mi),形成(cheng)(cheng)的(de)(de)是Ni2O3、Cr2O3、TiO等致密(mi)的(de)(de)氧化膜(mo)(mo)(mo)。著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)蝕性和耐(nai)高溫性優(you)于未(wei)著(zhu)色(se)(se)(se)(se)(se)的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。
18. 南(nan)紅艷、張躍敏、尹新斌、徐可等人對電(dian)(dian)化(hua)(hua)學不銹鋼(gang)著(zhu)色(se)(se)(se)工(gong)藝(yi)進行了系統的(de)研(yan)究。通過電(dian)(dian)流變化(hua)(hua)研(yan)究著(zhu)色(se)(se)(se)的(de)變化(hua)(hua)規律,得出(chu)對于每一種顏色(se)(se)(se),電(dian)(dian)量(liang)密度與著(zhu)色(se)(se)(se)時間的(de)對應關系基本上是線性(xing)的(de)。提(ti)出(chu)電(dian)(dian)量(liang)控制不銹鋼(gang)著(zhu)色(se)(se)(se)能提(ti)高(gao)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學不銹鋼(gang)著(zhu)色(se)(se)(se)工(gong)藝(yi)的(de)效(xiao)率。電(dian)(dian)化(hua)(hua)學不銹鋼(gang)著(zhu)色(se)(se)(se)工(gong)藝(yi)時間短,效(xiao)率高(gao),顏色(se)(se)(se)豐(feng)富(fu)。
19. 巴赫氏(shi)洛夫介紹了不銹鋼在重鉻酸鈉(na)和硫酸混(hun)合液中的電化學(xue)氧化著色。