不銹鋼化學著色配方 21 (見表8-9),本配方由江蘇大學張扣山、邵紅紅、紀嘉明于2005年提出。
他們研究了不銹鋼在H2SO4-CrO3體系中的化學著色,探討了除油、拋光、活化、前處理工藝對著色過程的影響,及不同前處理對著色膜的形態、微觀組織、均勻性、光亮度和重現性等的影響,同時研究了添加劑對著色過程和著色膜的影響。
1. 實驗工藝流程
304不銹鋼試樣 → 化學除油(氫氧化鈉 80g/L, 碳酸鈉 30g/L, 磷酸三鈉 30g/L, 硅酸鈉 12g/L, 溫度 60℃,時間6min) → 清洗 →(硫酸 150mL/L, 鹽酸 45mL/L, 硝酸 100mL/L, 磷酸 8mL/L, 溫度 60℃, 時間 6min) → 清洗 → 浸酸活化(磷酸 100mL/L, 硫酸 100mL/L, 去離子水約 200mL/L, 溫度 60~70℃, 陽極電流密度 0.3~0.5A/d㎡, 陰極:不銹鋼或鉛,陽極陰極面積比1:2) → 清洗 → 化學著色(配方21)→ 清洗 → 堅膜硬化處理 → 清洗 → 封閉處理 → 清洗 → 烘干。
2. 實驗結果
①. 除油對著色的影響
采用工藝流程中的化學除油配方,適當采用氫氧化鈉80g/L,降低溫度至60℃,縮短除油時間至6min,使表面除油干凈,使著色效果好、均勻。
②. 化學拋光對著色的影響
采用工藝流程中的化學拋光配方,經實驗,溫度在60℃,時間6min,拋光反應平和,表面不腐蝕,著色效果好,較均勻。在較稀拋光液中加入磷酸,可適當降低拋光溫度,縮短時間,從而達到環保及節約能源的作用,提高拋光質量。
③. 活化對著色的影響
不銹鋼極易生成薄的鈍化膜,尤其是在拋光后。將試樣浸到活化液中。使基體表面能增高,表面活性增加,以利于著色膜與基體的良好結合。如果活化效果不理想,將導致表面狀況不均,著色膜的生成速率不一致,著色效果不均勻、產生條紋和各樣的顏色、花式,采用工藝流程中的活化配方,電解活化工藝,特別是大面積板塊著色,時間延長至10min,溫度從室溫提高到60~70℃.使活化效果良好,對著色均勻性影響明顯。
④. 添加劑對著色的影響
鉬酸銨的加入可改善著色膜的色澤,使色澤均勻、鮮艷,光亮度更好。以3g/L為佳。
硫酸鋅的加入,隨著用量的增大,著色膜的光亮度更好,色澤更均勻,豐滿度更好,硫酸鋅5g/L,與鉬酸銨3g/L聯合使用,可使著色時間縮短,重現性好。硫酸錳的加入,也可使著色時間短、色澤均勻,光亮度、豐滿度和重現性好。隨著添加劑的加入,可降低著色溫度,從85℃降至65℃.實際生產要注意添加劑的用量,用量過多可能適得其反。著色時間也可適當縮短。在原先的85℃下,隨著著色時間12~30min變化,著色膜顏色沿藍色→金色→綠色→紫色遞進變化,加入添加劑后,在65℃左右,同樣可出現顏色遞進,且時間縮短,效果相同。
⑤. 電位電勢的測量控制著色膜
在實際生產中,由于著色膜的厚度變化難以控制均勻,為便于控制顏色,可利用探頭(甘汞電極或鉑電極)通過電位測量儀測量電位電勢來控制著色膜。