不銹鋼電化學(xué)著彩色酸性溶液成分和工藝條件見表9-9。配方4 (見表9-9)的說明 。本配方由長沙中南大學(xué)冶金物理化學(xué)與材料化學(xué)研究所 何新快、陳白珍、周寧波、張欽發(fā)提出。
1. 重鉻酸鉀用量對(duì)成膜速率及其顏色的影響
重鉻酸鉀是主成膜物質(zhì)，提供三價(jià)鉻在陽極表面達(dá)到臨界值水解而生成金屬著色膜。其他成分不變，改變重鉻酸鉀用量，其對(duì)著色膜的影響見表9-17。
由表9-17可見，隨著重鉻酸鉀用量的增加，其他成分不變，成膜速率加快，所得著色膜的質(zhì)量也越均勻，致密。但當(dāng)其達(dá)到50g/L時(shí)，成膜速率幾乎不變。選取重鉻酸鉀含量為40g/L。
2. 硫酸錳用量對(duì)成膜速率及其顏色的影響
硫酸錳是輔助成膜劑，其他成分不變，改變硫酸錳用量，對(duì)成膜速率及其顏色的影響見表9-18。
從表9-18可見，硫酸錳的用量既影響著色速率，又影響著色膜的質(zhì)量。硫酸錳的最佳含量取20g/L為宜。
3. 硫酸銨的主要作用
銨離子（NH+4)能配位三價(jià)鉻離子及被溶解下來的鎳離子（Ni2+),控制反應(yīng)速率。其含量偏高，成膜速率太快，易掉色；含量偏低，配位不了溶解下來的鎳、鉻等離子，致使電解液老化，成膜速率減緩。硫酸銨的最佳含量以20g/L為宜。
4. 添加劑A的作用及其影響
添加劑A是鉬酸根鹽，它參與成膜，促進(jìn)氧化膜的形成。它能使不銹鋼表面鈍化而生成鉬系列金屬氧化物（如二氧化鉬，氧化亞鉬等），使得著色膜致密，提高著色膜的耐蝕性、耐磨性。分別改變添加劑A的用量，其對(duì)膜的影響見表9-19。
由表9-19可知，沒有添加劑A的著色液著不上金黃色而是黑色的，隨著其用量的增加，著色膜變得致密且光亮，當(dāng)其用量達(dá)到15g/L時(shí)，再增加用量，對(duì)成膜幾乎無影響。添加劑的最佳含量以9~12g/L為宜。
5. 添加劑B的作用及其影響
添加劑B是過渡區(qū)金屬硫酸鹽，具有光亮劑的作用，提高著色膜的光亮性、色澤，且重現(xiàn)性好。其他成分不變，改變添加劑B的用量，其對(duì)成膜的影響見表9-20。
由表9-20可見，沒有添加劑B的著色液著上的金黃色膜不光亮。添加劑B的最佳用量以10g/L為宜。
6. 溫度與時(shí)間的影響
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溫度升高，電解著色的速率增大。當(dāng)溫度在10~30℃內(nèi)變化，著色速率變化不大。在20℃恒溫下，著色時(shí)間與著色膜顏色的關(guān)系見表9-21。
由表9-21可知，電解著金黃色的時(shí)間為12~15min,有利于試樣著色的控制，能得到重現(xiàn)性好的成品。
7. 電解著色工藝流程
不銹鋼試樣①→化學(xué)除油②→水洗→拋光活化處理③→水洗→電化學(xué)著色④→水洗→封閉處理⑤→沸水干燥。
注：①. 材料為1Cr18Ni9Ti不銹鋼 .
②. 化學(xué)除油一定要將不銹鋼上的油除干凈，否則著不上金色或著色不均勻。除油液組分為：氫氧化鈉40g/L,碳酸鈉60g/L,OP乳化劑5mL/L,除油溫度60~70℃,時(shí)間8~12min。
③. 拋光活化液組分。硫酸200ml/L,鹽酸70mL/L,硝酸20mL/L,溫度40~60℃,時(shí)間2~3min.要控制好活化程度。活化時(shí)間不夠，著色速率慢，著色不均勻，結(jié)合力差；活化時(shí)間太長，不銹鋼易產(chǎn)生過腐蝕。
④. 電化學(xué)著色，按配方4 的成分和工藝條件進(jìn)行。不銹鋼作陽極，鉛板作陰極，陰陽兩極的面積之比為3:1.所用試劑均為分析純。
⑤. 封閉處理。由于著色膜的附著力強(qiáng)，且致密耐路，對(duì)一般不銹鋼裝審器材，可直接封閉處理，無需固膜處理。封閉處理液組成為；硅酸鈉（Na2Sio3)2%~4%,添加劑1.5%,表面活性劑0.5%,封閉處理溫度70~90℃,時(shí)間5~6min.
8. 著色膜性能檢驗(yàn)
①. 耐磨性實(shí)驗(yàn)
按GB 1768-79進(jìn)行耐磨性實(shí)驗(yàn)。橡皮輪加壓5N,實(shí)驗(yàn)3min,膜層顏色基本不變，該著色膜具有優(yōu)良的耐磨性。
②. 耐腐蝕性
按GB 4334.6-84,將著色后的樣品和未著色的空白不銹鋼試樣進(jìn)行耐腐蝕性對(duì)照實(shí)驗(yàn)，空白不銹鋼試樣的失重腐蝕率為30.65g/(㎡·h)而金黃膜試樣的失重腐蝕率為1.28g/(㎡2·h),僅約為空白不銹鋼的1/30。因而該著色膜具有優(yōu)良的耐腐蝕性。
