不銹鋼化學著色配方 20 (見表8-9) ,本配方由沈陽工業學院金光、張學萍、畢監智于2004年提出。
他們通過正交試驗研究了不銹鋼著色液配方、溫度、時間、電極電位對著色的影響,優化著色工藝,獲得電極電位與顏色的良好對應關系,測試了著色膜的耐磨性,耐蝕性、變形加工性能,分析添加劑對不銹鋼著色的影響。所得膜層顏色均勻,耐磨性、耐蝕性、變形加工性能良好,工藝維護簡單。
1. 實驗工藝流程
304不銹鋼(鏡面光亮8K)→清洗→堿性除油→水洗→酸活化→著色→硬化(鉻酐250g/L,濃硫酸1.4mL/L,DK0.5~1.0A/d㎡,溫度45~55℃,時間10~15min)→水洗→封閉(Na2SiO3 10g/L,溫度沸騰,時間10~15min)→水洗→干燥。
2. 實驗結果
①. 溫度
50℃時加入較多添加劑,反應速率平穩,著色膜色澤均勻,鮮艷度好。
60℃時添加劑含量對結果影響不大,膜層質量好。
100℃時溫度高,使反應速率過快,著色膜色澤不均勻,不易控制。
②. 表面膜的電極電位與顏色的對應關系
著色時,開始電位很高,而后迅速下降,之后逐步上升,到達一個高點電位后再下降。這個高點電位為著上顏色的起始電極電位。圖8-22為不銹鋼片對鉑片的電極電位與時間的關系曲線。著色時,每隔1min用數字萬用表記錄下不銹鋼片對鉑片的電極電位,著色時間5min,199mV,變成黑色的電位是189mV,變成藍色的電位是187mV,變成黃色的電位是185mV,變成金黃色的電位是183mV,所以,黑色的電位差是10mV,藍色的電位差是12mV,黃色的電位差是14mV,金黃色的電位差是16mV。
③. 前處理對著色的影響
化學除油時,著色面應充分被水所潤濕,否則結合力欠佳或發花,甚至著不上色。
活化是為了消除不銹鋼表面的鈍化膜,獲得新鮮表面?;罨蛔?,著色的起始電位保持時間長,顏色不容易控制,活化過度則使著色膜暗淡無光。
④. 后處理的影響
著色膜形成后存在大量微細孔,腹層疏松不牢固,易磨損,必須硬化處理。硬化處理后防止表面被污染,需封閉處理。封閉煮沸時間以15~20min為佳。時間過短,耐磨性不佳,過長形成色斑,顏色深度下降。
⑤. 添加劑的影響
適當加入少量鉬酸銨有利于封閉后著色膜的耐磨性提高,會加速著色膜中微孔的充填效果。碳酸鹽和硫酸鹽加快著色速率。
⑥. 攪拌的影響
攪拌著色液的著色膜色彩均勻性明顯優于不攪拌的著色液。
3. 著色膜層性能實驗
①. 耐蝕性
著色試片放入20%硫酸中,48小時未發生腐蝕。未著色試片很快被腐蝕。
②. 耐磨性
用橡皮反復擦拭著色面300次,沒有發現起皮現象,說明耐磨性很好。
③. 加工性能
彎曲180°,著色膜沒有脫落。說明具有良好的機械加工性能。