不銹鋼電化學(xue)著彩(cai)色(se)酸性溶(rong)液成分和工藝條件(jian)見表(biao)(biao)9-9。配(pei)(pei)方(fang)8 (見表(biao)(biao)9-9)的說(shuo)明(ming) 。本(ben)配(pei)(pei)方(fang)由上海交(jiao)通大學(xue)化學(xue)系(xi)廖(liao)小珍(zhen)、錢道蓀、朱(zhu)新(xin)運提(ti)出

1. 彩色不銹鋼的交流方波電化學著色

 試樣采用1Cr18Ni9Ti光亮不銹鋼，經過前處理后(hou)，采用交流方波(bo)(bo)電化學(xue)法進行著色。實(shi)驗裝置(zhi)見圖9-14.電解電流交流方波(bo)(bo)波(bo)(bo)形(xing)見圖9-15.著色液組成：鉻酐(gan)（CrO₃)  250g/L  、硫酸(suan)（H₂SO₄)  490g/L 。

2. 著色液溫度的選擇

 不(bu)銹鋼在(zai)鉻酸－硫酸體系中(zhong)，較高溫(wen)度(du)下便出現化(hua)(hua)學(xue)著色(se)(se)，為了消除化(hua)(hua)學(xue)著色(se)(se)的(de)影響(xiang)，以(yi)便于電(dian)解者色(se)(se)的(de)控(kong)制，表(biao)9-24為試樣(yang)在(zai)不(bu)同溫(wen)度(du)的(de)鉻酸、硫酸溶液(ye)中(zhong)浸(jin)泡(pao)1h的(de)化(hua)(hua)學(xue)著色(se)(se)情(qing)況。

根(gen)據表9-24的結果，著色(se)液的溫度選擇55℃,既能(neng)避(bi)免(mian)化學著色(se)的影響，亦(yi)可縮短電解(jie)著色(se)的時(shi)間。

3. 電解參數對鋼(gang)表(biao)面膜顏色的影(ying)響(xiang)

  表9-25列出交流(liu)(liu)方(fang)波電(dian)(dian)解法(fa)制備彩色(se)(se)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)通電(dian)(dian)量(liang)與著色(se)(se)膜顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)關(guan)(guan)系。由表9-25的(de)(de)(de)數(shu)據可(ke)看出，隨著通電(dian)(dian)量(liang)的(de)(de)(de)增加，不(bu)銹鋼表面顏(yan)色(se)(se)的(de)(de)(de)變化趨(qu)勢(shi)與化學(xue)著色(se)(se)法(fa)相同，即茶色(se)(se)→藍色(se)(se)→黃(huang)色(se)(se)→紅色(se)(se)→綠色(se)(se)。但鋼表面顏(yan)色(se)(se)并不(bu)完全(quan)取決于通電(dian)(dian)量(liang)的(de)(de)(de)大小，而(er)與電(dian)(dian)流(liu)(liu)幅值、方(fang)波周期T密切相關(guan)(guan)。

 ①. 電流密度i的影(ying)響。固定方(fang)波周期，在(zai)相同通電量的情況下，電流密度越大(da)，由于反應速率快，鋼表面顏色偏(pian)向于膜厚方(fang)向。（比較(jiao)試樣2、3)。

 ②. 方波周期T的影響(xiang)。試樣5、6及試樣7、8的比較可見(jian)，相(xiang)同通電(dian)量和電(dian)流密度下，周期T越(yue)長(chang)，鋼(gang)表面顏色偏向膜厚方向。

 ③. 通(tong)電(dian)時(shi)間(jian)的(de)影響(xiang)。在(zai)相同(tong)電(dian)流密度(du)和周(zhou)期下，通(tong)電(dian)時(shi)間(jian)越長，膜越厚，鋼表面顏(yan)色隨膜厚變化。

4. 適當厚度(du)的(de)氧化膜層及其相應色彩(cai)的(de)控制方法

只(zhi)要(yao)適(shi)當(dang)調(diao)整電流(liu)密度(du)i、方(fang)波周期(qi)T、通電周期(qi)數N,即可得到適(shi)當(dang)厚度(du)的(de)(de)氧(yang)化膜(mo)層，從(cong)而得到所需的(de)(de)色(se)彩(cai)。利(li)用(yong)此法(fa)已制(zhi)備(bei)出茶色(se)、藍色(se)、黃色(se)、紅(hong)色(se)、綠色(se)各顏(yan)色(se)系列的(de)(de)十多種色(se)調(diao)不同的(de)(de)彩(cai)色(se)不銹鋼，交流(liu)方(fang)波電解著色(se)法(fa)的(de)(de)出色(se)范圍寬，顏(yan)色(se)控制(zhi)容(rong)易，色(se)彩(cai)均勻亮麗，重現性良好。這是(shi)化學著色(se)法(fa)難以比擬的(de)(de)。

5. 交流方波(bo)電解著色法的規(gui)律(lv)（根據表9-25)

 ①. 消除(chu)界(jie)面溶(rong)液的(de)濃度(du)差。在(zai)交(jiao)流方波電(dian)(dian)解(jie)周(zhou)期內，通過方波正半(ban)周(zhou)電(dian)(dian)流時(shi)，表(biao)面發生陽極氧化，形成(cheng)氧化膜層；在(zai)方波負半(ban)周(zhou)內，形成(cheng)的(de)膜層適當硬化，同時(shi)消除(chu)界(jie)面溶(rong)液的(de)濃度(du)差。

 ②. 氧(yang)化膜(mo)層(ceng)的厚度(du)形成(cheng)的影響因(yin)素。在通過總電量相同(tong)的情況下，不銹鋼(gang)表面形成(cheng)的氧(yang)化膜(mo)層(ceng)的厚度(du)與方波周期(qi)、電流密度(du)大小有關。

 ③. 在(zai)相(xiang)同周(zhou)期、相(xiang)同通電(dian)量的情況下，電(dian)流(liu)密度越(yue)(yue)小，反應速率越(yue)(yue)慢，濃差極化影(ying)響減(jian)少(shao)，膜厚度偏薄(bo)。

 ④. 在相(xiang)同(tong)電(dian)流密度、相(xiang)同(tong)通電(dian)情況下，方波周期越長(chang)，電(dian)極界面濃差擴散層增厚，表現(xian)出氧化膜層偏厚的現(xian)象。

6. 交流方波(bo)電解著色(se)技術(shu)的優點

 ①. 顏(yan)色(se)(se)(se)控(kong)制(zhi)簡單(dan)容易。只要(yao)調節(jie)好(hao)所需顏(yan)色(se)(se)(se)的(de)(de)工作參數(shu)（電流密度、方(fang)波周(zhou)期、通(tong)電周(zhou)期數(shu)），制(zhi)得的(de)(de)鋼(gang)表面顏(yan)色(se)(se)(se)的(de)(de)重(zhong)現(xian)性很理(li)想。而化學著(zhu)色(se)(se)(se)法對顏(yan)色(se)(se)(se)的(de)(de)控(kong)制(zhi)需借助于電位控(kong)制(zhi)裝置。

 ②. 利用電解著色(se)法可降(jiang)低著色(se)液的溫(wen)度至55℃,縮短著色(se)時(shi)間，優于化學著色(se)法。

 ③. 交(jiao)流方波(bo)電解技術制備彩(cai)色(se)不銹鋼的(de)出色(se)范圍廣(guang)，可(ke)獲得的(de)色(se)彩(cai)種類十分豐富。

7. 不銹鋼(gang)著色(se)前處理

  光亮不銹鋼1Cr18Ni9Ti→清洗→除油^①→清洗→浸酸^②→清洗→著色。

注；①. 除油：  碳酸鈉（Na₂CO₃)20g/L, 磷酸三鈉（Na₃PO₄·12H₂O) 10g/L,三乙醇胺 2.5mL/L, OP表面活性劑 2.5mL/L, 溫度 70~80℃,時間 10~15min.

      ②. 浸酸： 硫酸（H₂SO₄)5%(體積分數），溫度50~55℃,時間5min.

8. 不銹鋼著色后(hou)處理

著色后→清洗→固膜處理^①→清洗→封閉^②→清洗→烘干。

  注：①. 固(gu)膜(mo)處理： 陰極電解固膜處理。鉻酐（CrO₃)250g/L,硫酸（H₂SO₄)(d=1.7)2.5g/L, 陰極電流密度 0.4A/d㎡, 時間 10min.

        ②. 封閉： 使不銹鋼表面多孔膜封閉，提高耐磨性。硅酸鈉（NazSiO₃)1%,溫度煮沸，時間5min。