不銹鋼(gang)電(dian)化學著彩色酸性溶(rong)液成分和工藝條件見表9-9。配方12 (見表9-9)的(de)說明 。本配方由四川理工學院材料與化學工程系張述林、王曉波、陳世波及化學系李敏嬌于2007年6月提出。作者通過正交試驗研制了一種奧氏體不銹鋼低溫、無鉻環保型電化學著色新工藝，獲得了其最佳配方及工藝參數。所得到的不銹鋼著(zhu)色(se)膜光亮美觀，呈金黃色，具有優越的耐蝕性。采用電化學方法研究了不銹鋼表面著色膜在3.5%NaCl溶液中的動電位極化曲線。結果表明，不銹鋼著色顯著提高了膜的電化學穩定性，經封閉處理后，其耐點蝕能力大為提高，腐蝕電流密度較小。
1. 工(gong)藝流程
實驗材料奧氏體不銹鋼→打磨（400#、800#、1200#金相砂紙依次打磨拋光）→ 除油（NaOH 40g/L、Na2CO3 60g/L, OP-10乳化劑 5mL/L, 在60~70℃除油 5~10min)→水洗→拋光活化（20%H2SO4、10%HCl,40~60℃,2~3min)→水洗→著色處理（見配方12)→水洗→封閉（1% Na2SiO3封閉液中煮沸5min)→水洗→冷風干燥。
2. 著色
采用三(san)(san)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)體系：不銹鋼(gang)試(shi)樣(yang)為工作電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)、飽和氯(lv)化鉀(jia)甘(gan)汞電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)為參比電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)，鉛(qian)片為輔助電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)，將三(san)(san)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)置(zhi)于著(zhu)色液(ye)（見(jian)配(pei)方12)中，用HDV-7C晶體管恒(heng)電(dian)(dian)(dian)位(wei)儀控制電(dian)(dian)(dian)位(wei)在－600~-700mV,將前(qian)處(chu)(chu)理后(hou)奧(ao)氏體不銹鋼(gang)試(shi)樣(yang)在50~60℃,pH為8.0的著(zhu)色液(ye)中處(chu)(chu)理3~5min 。
3. 極化曲線測試
用LK98電(dian)(dian)(dian)化(hua)學分析系統對所得的(de)彩色膜進行動(dong)電(dian)(dian)(dian)位(wei)極(ji)化(hua)曲線(xian)測試。用HD-1ASMR2F信(xin)號發(fa)生器、TYPE-3036X函數記錄儀，圖9-27是試樣著色前后及(ji)封閉后的(de)極(ji)化(hua)曲線(xian)。電(dian)(dian)(dian)化(hua)學測試溶液為3.5%NaCl,動(dong)電(dian)(dian)(dian)位(wei)掃描(miao)速率為0.3mV/s.
從圖(tu)9-27可(ke)見，未著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)表現出活性溶解，而(er)經(jing)過(guo)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)和封(feng)閉(bi)處(chu)(chu)理后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼腐(fu)(fu)蝕電(dian)位負移，陽(yang)極(ji)表現出鈍化(hua)特征，說明(ming)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)過(guo)程在(zai)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)和封(feng)閉(bi)處(chu)(chu)理后(hou)得(de)到明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)阻滯。著(zhu)(zhu)(zhu)金(jin)黃色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕電(dian)位比未經(jing)著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕電(dian)位負移了(le)(le)0.3V,著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)膜的(de)(de)(de)(de)(de)形成提高(gao)(gao)了(le)(le)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)行為，使陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)到高(gao)(gao)電(dian)位處(chu)(chu)時才處(chu)(chu)于活性溶解狀態，說明(ming)不(bu)銹(xiu)鋼著(zhu)(zhu)(zhu)色(se)(se)后(hou)，顯著(zhu)(zhu)(zhu)提高(gao)(gao)了(le)(le)膜層的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)化(hua)學穩定性。未經(jing)封(feng)閉(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)彩色(se)(se)不(bu)銹(xiu)鋼由于疏(shu)松多孔，溶液通過(guo)滲透直接與基體接觸，點蝕嚴重，腐(fu)(fu)蝕電(dian)流(liu)(liu)密(mi)度較大。經(jing)過(guo)封(feng)閉(bi)處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼由于表面氧化(hua)膜的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)，機械阻礙阻擋了(le)(le)活性Cl-的(de)(de)(de)(de)(de)浸(jin)蝕，耐(nai)點蝕能力(li)提高(gao)(gao)；阻礙氧和電(dian)子自由傳輸(shu)，抑制不(bu)銹(xiu)鋼腐(fu)(fu)蝕反應，腐(fu)(fu)蝕電(dian)流(liu)(liu)密(mi)度較小。
4. 預處理對著色的影響
預處理(li)主要包(bao)括拋光(guang)、除油和活化，徹(che)底清除試(shi)樣表(biao)面(mian)(mian)的污(wu)垢(gou)層和氧化層。預處理(li)的好壞決(jue)定(ding)膜厚和表(biao)面(mian)(mian)質量，處理(li)不當，會使色彩不均勻(yun)、暗淡(dan)、不平整(zheng)，甚至不著色，其中(zhong)拋光(guang)是關鍵的一環。
5. 通過(guo)正(zheng)交(jiao)試驗確定工藝(yi)配方
硼酸 8.0g/L 、電(dian)位-600~-700mV 、檸檬(meng)酸三銨 10.0g/L 、溫度 60~70℃ 、硫酸亞鐵銨 25.0g/L 、時間 3~5min 、添加劑(ji)ZH-1 4.0mL/L 、pH 8.0
