不銹鋼電化學著彩色酸性溶液成分和工藝條件見表9-9。配方11 (見表9-9)的說明 。本配方由四川理工學院材料化學工程系 張述林、陳世波、王曉波于2006年9月提出。作者介紹了奧(ao)氏不(bu)銹鋼在硼酸、檸檬酸三銨、硫酸亞鐵銨和添加劑的電解液中進行彩色化的環保型配方，通過正交試驗得到著色條件，進行電化學氧化，形成綠色彩色膜。

1. 不銹鋼(gang)著色實驗(yan)裝置

  見圖9-25.微(wei)機為(wei)(wei)LK98微(wei)機電(dian)化學(xue)分析系統。5為(wei)(wei)飽和氯化鉀甘(gan)示電(dian)極(ji)(ji)作(zuo)為(wei)(wei)參比(bi)電(dian)極(ji)(ji)，6為(wei)(wei) 213鉑電(dian)極(ji)(ji)作(zuo)為(wei)(wei)輔(fu)助電(dian)極(ji)(ji)。

2. 實驗步驟

  ①. 前處理

   打(da)磨（400#水(shui)(shui)砂(sha)紙粗砂(sha)拋(pao)光，再用800#水(shui)(shui)砂(sha)紙細(xi)砂(sha)拋(pao)光，使表(biao)面光潔平整）→除(chu)油（堿溶液常(chang)規除(chu)去(qu)油污）→水(shui)(shui)洗(xi)→酸洗(xi)（用硫酸和(he)鹽酸去(qu)除(chu)不銹鋼(gang)表(biao)面的氧化物）→水(shui)(shui)洗(xi)→電解拋(pao)光→水(shui)(shui)洗(xi)→活化（在活化液中1min)→水(shui)(shui)洗(xi)。

  ②. 按(an)圖9-25所示連接

  不(bu)銹鋼試樣(yang)為(wei)工作(zuo)電(dian)極，飽和(he)氯化鉀甘汞電(dian)極作(zuo)為(wei)參比(bi)電(dian)(dian)極，鉑電(dian)(dian)極作為輔助電(dian)(dian)極，將三電(dian)(dian)極置(zhi)于(yu)含有硼酸、硫酸亞鐵銨(an)、檸檬酸三銨(an)、添(tian)加劑ZH-L1 電(dian)(dian)解液(ye)中(zhong)，用LK98微機電(dian)(dian)化(hua)(hua)學分析(xi)系統，將奧氏不(bu)銹(xiu)鋼試(shi)樣在溶液(ye)中(zhong)采(cai)用單電(dian)(dian)位(wei)階躍(yue)計(ji)時(shi)法進行著色。工(gong)藝條件如下：控制電(dian)(dian)位(wei)-700mV,階躍(yue)電(dian)(dian)位(wei)1mV,等待時(shi)間(jian)(jian)1s,采(cai)樣間(jian)(jian)隔時(shi)間(jian)(jian)1.000s,采(cai)用點(dian)數240點(dian)，自動調節極化(hua)(hua)電(dian)(dian)流，使試(shi)樣的電(dian)(dian)位(wei)（相對于(yu)參比(bi)電(dian)(dian)極）隨給定電(dian)(dian)位(wei)發生線性變化(hua)(hua)，得到(dao)鈍化(hua)(hua)曲(qu)線，如圖(tu)9-26所示。

3. 正交試驗的結果

  影響不(bu)銹(xiu)鋼彩色化的(de)主(zhu)要因素(su)有：陽極(ji)極(ji)化電位φ,溫度T,硼酸溶液(ye)(ye)體(ti)積(ji)VB,檸檬酸三(san)銨溶液(ye)(ye)體(ti)積(ji)Vc,硫酸亞鐵銨溶液(ye)(ye)體(ti)積(ji)VF 固定為(wei)150mL,添加劑ZH-L1體(ti)積(ji)Vz固定為(wei)1.0mL,著色電位一般(ban)為(wei)-700~-300mV,通過正交試(shi)驗，確定不銹鋼著綠色工藝配方及工藝條件如(ru)下：

  0.15mol/L硼酸溶液(ye)  100mL  、蒸餾水  100mL  、0.15mol/L硫酸亞鐵(tie)銨  150mL  、溫度  60~70℃

  0.1mol/L檸檬酸三銨  10mL 、電(dian)位(wei)（SCE)  -600~-700mV 、添(tian)加劑ZH-L1  1.0mL  、時間(jian)  2~5min

4. 各種(zhong)因素的(de)影響

 ①. 預(yu)處理對著色的影響

   預處理的好壞是決定膜厚和(he)表面質量的關鍵因素，預處理不(bu)(bu)(bu)當，會引起色彩(cai)(cai)不(bu)(bu)(bu)均勻，顏色不(bu)(bu)(bu)同、色彩(cai)(cai)暗淡或不(bu)(bu)(bu)平整，甚至不(bu)(bu)(bu)著(zhu)(zhu)色，故預處理中電解(jie)拋光(guang)是關鍵工序，影(ying)響著(zhu)(zhu)色膜的厚度，從而影(ying)響著(zhu)(zhu)色膜的色彩(cai)(cai)。

 ②. 添加劑的影響

   隨著添(tian)加劑(ji)ZH-L1濃度(du)(du)的升高(gao)，試(shi)樣的腐蝕速率和(he)氧(yang)化速率增加較(jiao)快，氧(yang)化膜(mo)厚(hou)度(du)(du)增加，耐蝕性和(he)耐磨性提(ti)高(gao)，用(yong)量(liang)超過(guo)2.0mL,出現(xian)輕微過(guo)蝕，引起表面光(guang)澤和(he)粗糙度(du)(du)變差，故ZH-L1用(yong)量(liang)應嚴(yan)格(ge)控制。

 ③. 著色溫度的影響

   溫(wen)度上升(sheng)，著色(se)(se)膜(mo)的(de)色(se)(se)調加深，膜(mo)層(ceng)加厚，同時膜(mo)的(de)耐蝕性、耐磨(mo)性提高，光(guang)澤和粗糙(cao)度變(bian)差。對(dui)于綠色(se)(se)膜(mo)最佳溫(wen)度為60℃.表(biao)9-36為溫(wen)度對(dui)著色(se)(se)效(xiao)果的(de)影響(xiang)。

 ④. 著色(se)時間(jian)的影響

   在著色(se)時(shi)間2min、3min、4min、6min、9min、30min內，隨著時(shi)間的延(yan)長，著色(se)膜的耐(nai)蝕性及耐(nai)磨(mo)性增加。6min后，時(shi)間再延(yan)長，其耐(nai)蝕性及耐(nai)磨(mo)性保持不(bu)變，色(se)調(diao)為(wei)棕褐(he)色(se)；30min引起過蝕，表(biao)面光澤度(du)變差。綠色(se)膜的最佳著色(se)時(shi)間為(wei)3min.

 ⑤. 耐(nai)蝕性

 通(tong)過陰極處理(li)，使其耐(nai)蝕性增強，從環保角(jiao)度，采用不含鉻的配方，對環境(jing)污(wu)染較(jiao)INCO法有改善。本工(gong)藝實驗結果基本令人滿意，有其廣(guang)闊(kuo)的應用前景。本實驗只在總體積361mL內實驗。擴大到較(jiao)大規模(mo)，其配方為(wei)：

   硼酸  2.6g/L  、溫度60℃  、硫酸亞鐵銨 25g/L  、時間 3min  、檸檬(meng)酸(suan)三銨  0.7g/L  、電(dian)位  -600~-700mV  、添加劑 ZH-LI  3mL/L