不銹鋼(gang)電化學著彩(cai)色酸(suan)性溶液成(cheng)分(fen)和工(gong)藝(yi)條件見表9-9。配(pei)方2 (見表9-9)的說明 。本(ben)配(pei)方由廣(guang)東(dong)工(gong)業(ye)大學材料系(xi) 李(li)瑜煜、謝致(zhi)微、黎樵燊、張文雄提出。

1. 對SUS304不銹鋼(gang)陽極氧化著金黃色技術的研究(jiu)

   運用正交試驗法(fa)確定最佳配方和(he)工藝(yi)條件(jian)，獲(huo)得的不銹(xiu)鋼著(zhu)色(se)膜光(guang)亮美觀，呈金黃色(se)。

2. 工藝條件(jian)對(dui)著色的影響

①. 溫度(du)

  以最佳配方在不(bu)同(tong)溫度下(xia)進行著色，結果見表(biao)9-10。

 注(zhu)：1. 點蝕(shi)溶液為鹽酸(suan)250mL/L+重鉻酸(suan)鉀30g/L+蒸餾水750mL/L.

       2. 電流(liu)密度0.4A/d㎡,著色時間3min.

       3. 電解固化10min,封(feng)閉(bi)處理5min.

  隨著溫(wen)(wen)度的上升，著色膜(mo)(mo)的色調加(jia)深，膜(mo)(mo)厚增加(jia)，可見溫(wen)(wen)度的升高(gao)加(jia)速了氧化成膜(mo)(mo)，同(tong)時，膜(mo)(mo)的耐(nai)蝕性(xing)(xing)、耐(nai)磨性(xing)(xing)均提(ti)高(gao)，但光澤和光潔度變(bian)差，這是由(you)于高(gao)溫(wen)(wen)下輕微過蝕所致。實驗結果表明，對于金(jin)黃色膜(mo)(mo)，最佳著色溫(wen)(wen)度為(wei)50℃.

②. 電流密度的影(ying)響

 以最佳溫度和最佳配方(fang)為基準，不同的(de)電流密度對(dui)著色的(de)影響見(jian)表9-11.

 由表9-11可知，隨著(zhu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度的上(shang)升，著(zhu)色膜的色調(diao)加(jia)深(shen)，膜厚增(zeng)(zeng)加(jia)，耐蝕性及耐磨性亦隨之增(zeng)(zeng)加(jia)，且(qie)兩者(zhe)都在0.5A/d㎡附近(jin)達到最大(da)值(zhi)，隨后(hou)反(fan)而(er)降低(di)，可見(jian)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度的升高(gao)加(jia)速了氧化膜成膜，但電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度過大(da)，反(fan)而(er)導(dao)(dao)致膜的溶解速率增(zeng)(zeng)大(da)，使膜厚降低(di)，甚(shen)至導(dao)(dao)致過蝕，使表面光澤和(he)光潔度變差(cha)。實驗結果表明(ming)，對(dui)于(yu)金黃(huang)色膜，最佳著(zhu)色電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度為0.4A/d㎡.

③. 著色時間的影響

表9-12為(wei)最佳配方(fang)，最佳溫度(du)、最佳電(dian)流(liu)密度(du)下不同著(zhu)色(se)時間(jian)對著(zhu)色(se)的影(ying)響。

由(you)表(biao)9-12可見，隨(sui)著(zhu)時(shi)(shi)間(jian)的延長，著(zhu)色(se)膜的耐蝕性(xing)和耐磨性(xing)增加(jia)，6min后，著(zhu)色(se)膜的耐蝕性(xing)及耐磨性(xing)基本保(bao)持不變(bian)(bian)，其色(se)調保(bao)持棕褐(he)色(se)；但(dan)時(shi)(shi)間(jian)太長，如30min,反而引起(qi)過(guo)蝕，導致(zhi)表(biao)面(mian)光澤(ze)和光潔度變(bian)(bian)差。對金黃色(se)膜，著(zhu)色(se)時(shi)(shi)間(jian)以3min為宜。

3. 著色液成分的優選和作用

①. 硫酸

 隨(sui)著硫酸濃度的升高，試樣(yang)的腐蝕和(he)氧化(hua)速率增加(jia)較快，氧化(hua)膜膜厚增加(jia)，耐(nai)蝕性和(he)耐(nai)磨性提高，但濃度超過450mL/L后出現輕微過蝕，引起表面光澤和(he)光潔(jie)度變差，最佳硫酸含(han)量(liang)為400mL/L.

②. 鉻酐

 主(zhu)要(yao)作為氧化劑(ji)，能有效地(di)提高(gao)膜的(de)耐蝕性(xing)和光潔度。考慮到環保因素，盡可(ke)能降(jiang)低(di)鉻(ge)酐含量，經過正交試驗，鉻(ge)酐為20g/L.

③. 硫酸錳作為氧化促進劑(ji)，能加速氧化和(he)提高膜的結合力，正(zheng)交試驗(yan)優(you)選為3g/L.

④. 乙酸鈉(na)作為(wei)穩定劑，起到穩定槽液的(de)作用，正(zheng)交試驗優選為(wei)10.5g/L.

⑤. 添加(jia)劑YZ-03能有(you)效地提高膜的耐磨性、光澤和重現性。正(zheng)交試驗優選(xuan)為40g/L.

4. 前(qian)處理

不銹鋼機械拋(pao)光→清(qing)洗→化學(xue)除油→清(qing)洗→電化學(xue)拋(pao)光→清(qing)洗→活化（硫(liu)酸30%,溫(wen)度0~60℃,時間3~5min)→著(zhu)色。

5. 后處理

著色后(hou)→清洗(xi)→電解(jie)固膜(mo)處理→清洗(xi)→封閉處理→清洗(xi)→熱風干燥→成品。

①. 電解固膜處理

   a. 鉻(ge)(ge)酐(gan)含量對著色(se)(se)膜(mo)硬化(hua)(hua)的(de)(de)影響。著色(se)(se)膜(mo)分別在(zai)鉻(ge)(ge)酐(gan)100g/L、180g/L、250g/L的(de)(de)固(gu)化(hua)(hua)液(ye)中固(gu)化(hua)(hua)，實驗結果(guo)(guo)表明(ming)，鉻(ge)(ge)酐(gan)濃(nong)度對固(gu)化(hua)(hua)效果(guo)(guo)的(de)(de)影響不明(ming)顯，著色(se)(se)膜(mo)的(de)(de)色(se)(se)調基(ji)本保(bao)持金黃色(se)(se)，耐蝕(shi)耐磨性(xing)稍有提高(gao)(gao)。鉻(ge)(ge)酐(gan)濃(nong)度高(gao)(gao)的(de)(de)固(gu)化(hua)(hua)液(ye)使用壽命較長，建議(yi)鉻(ge)(ge)酐(gan)濃(nong)度為180g/L.

   b. 固化溫度的影響。著(zhu)色膜在27℃、50℃、70℃下的固化實(shi)驗(yan)表明，溫度升高，著(zhu)色膜顏色加深，耐磨耐蝕性稍微提高，但效果(guo)不明顯。從(cong)節(jie)能(neng)和操作(zuo)環境考慮，建議固化溫度以室溫為佳。

   c. 固(gu)化(hua)電(dian)流密(mi)度(du)的(de)影響。不同固(gu)化(hua)電(dian)流密(mi)度(du)下的(de)固(gu)化(hua)實驗結果(guo)見表9-13。

  由表9-13可見(jian)，在0.6A/d㎡ 電(dian)流(liu)密度(du)下固化略顯不足，耐蝕耐磨性略差，1.0A/d㎡ 較理想，電(dian)流(liu)密度(du)太大(da)，如(ru)2.0A/d㎡,陽(yang)極析出(chu)大(da)量氣泡(pao)，引起著(zhu)色(se)膜疏松，使其耐磨耐蝕性降低。建(jian)議固化電(dian)流(liu)密度(du)以1.0A/d㎡ 為(wei)宜。

  d. 固(gu)化時間對固(gu)化效果的(de)影(ying)響。

    不(bu)(bu)同固化時間(jian)(jian)即(ji)5min、10min、20min,固化結(jie)果(guo)表明，固化時間(jian)(jian)對固化效果(guo)的影響不(bu)(bu)明顯(xian)。這是因為(wei)固化過程進行(xing)得較(jiao)快之故，當反應物填充膜微(wei)孔(kong)后，反應即(ji)趨于(yu)停(ting)止。建議(yi)采用(yong)固化時間(jian)(jian)以10min為(wei)宜。

②. 封閉處理

   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(zhu)色膜性能檢驗

  ①. 耐人工雨(yu)水、天然(ran)海水腐蝕實(shi)驗

  著色試(shi)樣在人(ren)工雨水、自然海水中室溫浸泡300小時后，顏色無變化，表面光潔度好(hao)，均(jun)未(wei)出現點蝕，可見(jian)著色膜(mo)具有良好(hao)的耐自然介質腐(fu)蝕性(xing)能(neng)，適宜作戶外(wai)裝飾材料。

  ②. 點滴實(shi)驗(yan)

   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. 膜的附著力(li)檢驗

   將著色膜(mo)劃上方格后彎曲(qu)180°,未(wei)見任何剝落現象(xiang)，可見著色膜(mo)與基體結合牢固。

  ④. 耐磨性檢驗

   著色膜(mo)試樣(yang)(yang)進行1.5N負(fu)載(zai)的(de)圖釘來回刻劃實驗，其表面未見明顯劃痕。同時(shi)，試樣(yang)(yang)經受負(fu)載(zai)5.0N的(de)橡皮270次摩擦未見脫色，可見著色膜(mo)的(de)耐磨性較好(hao)。同時(shi)，實驗表明，經固化處(chu)理后的(de)和封(feng)閉處(chu)理后的(de)著色膜(mo)的(de)耐磨性明顯優于未固化和封(feng)閉處(chu)理的(de)著色膜(mo)的(de)耐磨性。