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. 不銹鋼著色實驗裝置(zhi)
見圖9-25.微機為LK98微機電(dian)化(hua)學分析系統。5為飽和氯(lv)化(hua)鉀甘示電(dian)極作為參比電(dian)極，6為 213鉑電(dian)極作為輔助電(dian)極。
2. 實驗步驟
①. 前處理
打(da)磨（400#水(shui)(shui)砂紙(zhi)粗砂拋光，再用(yong)800#水(shui)(shui)砂紙(zhi)細砂拋光，使表(biao)(biao)面光潔平整）→除油（堿(jian)溶液常規除去油污）→水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→酸洗(xi)(xi)(xi)（用(yong)硫(liu)酸和鹽酸去除不銹(xiu)鋼表(biao)(biao)面的氧化(hua)物）→水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→電解拋光→水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)→活(huo)化(hua)（在活(huo)化(hua)液中1min)→水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)。
②. 按圖9-25所示連接
不(bu)銹鋼試樣(yang)為工作電(dian)極，飽(bao)和氯化鉀甘汞電(dian)極作為參比電(dian)極(ji)(ji)，鉑電(dian)極(ji)(ji)作(zuo)為輔(fu)助電(dian)極(ji)(ji)，將三電(dian)極(ji)(ji)置于含(han)有硼酸、硫酸亞鐵銨、檸檬(meng)酸三銨、添加(jia)劑ZH-L1 電(dian)解(jie)液(ye)中，用LK98微機(ji)電(dian)化(hua)(hua)學分析系統，將奧氏(shi)不銹(xiu)鋼試樣(yang)(yang)在溶(rong)液(ye)中采(cai)用單(dan)電(dian)位(wei)(wei)(wei)階(jie)躍計時(shi)法進行著色。工藝條件(jian)如下：控(kong)制(zhi)電(dian)位(wei)(wei)(wei)-700mV,階(jie)躍電(dian)位(wei)(wei)(wei)1mV,等待時(shi)間(jian)1s,采(cai)樣(yang)(yang)間(jian)隔時(shi)間(jian)1.000s,采(cai)用點數(shu)240點，自動(dong)調節極(ji)(ji)化(hua)(hua)電(dian)流(liu)，使試樣(yang)(yang)的電(dian)位(wei)(wei)(wei)（相(xiang)對于參比電(dian)極(ji)(ji)）隨給定電(dian)位(wei)(wei)(wei)發生線性變化(hua)(hua)，得(de)到鈍(dun)化(hua)(hua)曲線，如圖(tu)9-26所示。
3. 正交試驗的結果(guo)
影響(xiang)不銹鋼(gang)彩色(se)化的主要因素有：陽極極化電位φ,溫(wen)度T,硼(peng)酸溶(rong)液(ye)(ye)體積VB,檸檬酸三銨(an)溶(rong)液(ye)(ye)體積Vc,硫酸亞鐵(tie)銨(an)溶(rong)液(ye)(ye)體積VF 固(gu)定為(wei)150mL,添加劑(ji)ZH-L1體積Vz固(gu)定為(wei)1.0mL,著色(se)電位一般為(wei)-700~-300mV,通過正交(jiao)試(shi)驗，確定不銹鋼著綠(lv)色(se)工(gong)藝(yi)配方及工(gong)藝(yi)條件如下：
0.15mol/L硼酸溶液 100mL 、蒸餾水 100mL 、0.15mol/L硫酸亞鐵銨 150mL 、溫度 60~70℃
0.1mol/L檸檬酸三銨 10mL 、電位（SCE) -600~-700mV 、添加劑ZH-L1 1.0mL 、時(shi)間(jian) 2~5min
4. 各種因素(su)的影響
①. 預處理對著色的影響
預處理的好壞是決定膜厚和表(biao)面質量(liang)的關鍵因素，預處理不當，會引起色(se)(se)彩不均勻，顏(yan)色(se)(se)不同、色(se)(se)彩暗淡或不平整(zheng)，甚至不著色(se)(se)，故預處理中電(dian)解拋光(guang)是關鍵工序(xu)，影(ying)響著色(se)(se)膜的厚度，從而影(ying)響著色(se)(se)膜的色(se)(se)彩。
②. 添(tian)加(jia)劑的影響(xiang)
隨著添加(jia)劑(ji)ZH-L1濃(nong)度的(de)升(sheng)高，試樣(yang)的(de)腐蝕(shi)速率和(he)(he)(he)氧(yang)化(hua)速率增(zeng)加(jia)較(jiao)快，氧(yang)化(hua)膜厚度增(zeng)加(jia)，耐蝕(shi)性和(he)(he)(he)耐磨性提高，用(yong)量超過(guo)2.0mL,出現(xian)輕(qing)微過(guo)蝕(shi)，引起(qi)表(biao)面光澤(ze)和(he)(he)(he)粗糙度變(bian)差，故ZH-L1用(yong)量應嚴(yan)格控制(zhi)。
③. 著色溫度的影響
溫度(du)上升(sheng)，著色(se)膜(mo)的(de)色(se)調(diao)加深(shen)，膜(mo)層加厚，同時(shi)膜(mo)的(de)耐蝕性、耐磨性提高(gao)，光澤和粗糙度(du)變(bian)差。對于綠(lv)色(se)膜(mo)最佳溫度(du)為60℃.表(biao)9-36為溫度(du)對著色(se)效果的(de)影響。
④. 著色時間的影響
在著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)間2min、3min、4min、6min、9min、30min內，隨(sui)著(zhu)(zhu)時(shi)間的延長，著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)膜的耐(nai)蝕性(xing)(xing)及(ji)(ji)耐(nai)磨性(xing)(xing)增加。6min后，時(shi)間再延長，其耐(nai)蝕性(xing)(xing)及(ji)(ji)耐(nai)磨性(xing)(xing)保持不變(bian)(bian)，色(se)(se)(se)調(diao)為棕褐色(se)(se)(se)；30min引起過蝕，表面光澤度變(bian)(bian)差。綠色(se)(se)(se)膜的最佳著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)時(shi)間為3min.
⑤. 耐(nai)蝕性
通過陰極處理，使其耐蝕性(xing)增強(qiang)，從環(huan)保角度，采用不含(han)鉻的(de)配方，對(dui)環(huan)境污染較INCO法(fa)有改善。本(ben)工藝實(shi)驗結果基本(ben)令人滿意，有其廣(guang)闊的(de)應用前景。本(ben)實(shi)驗只在總(zong)體積361mL內實(shi)驗。擴大到較大規模(mo)，其配方為：
硼酸 2.6g/L 、溫度60℃ 、硫酸亞(ya)鐵銨 25g/L 、時間 3min 、檸檬酸三銨 0.7g/L 、電位 -600~-700mV 、添加劑(ji) ZH-LI 3mL/L
