從表面顯微結構看,著色膜是一層疏松結構。表面有許多10~20μm的凹槽,凹槽的面積約占總面積的20%,著色膜是柔軟的,不耐磨的,易為手指所沾污,無實用價值,必須進行固膜處理,提高膜的性能。


  固膜處理機理如下。將著色出來的彩色不銹鋼放入含有鉻酐和反應促進劑的溶液中。將彩色不銹鋼放在電解槽的陰極,陽極使用鉛板,進行電解處理,通過陰極上析出的氫把六價鉻(Cr6+)還原為三價鉻(Cr3+),并形成穩定的三價鉻絡合物沉積在著色膜上,達到封孔的目的。隨著電解過程中氫離子的析出,膜表面微孔內pH上升,達到三價鉻(Cr3+)水解的pH時,水解產生Cr2O3、Cr(OH)3、鉻化物,填充在膜孔中。


 固膜處理溶液成(cheng)分和工藝條(tiao)件(jian)見表8-31.


表 31.jpg


化學固膜溶液(ye)成分及工(gong)藝條件:


重鉻酸鉀(K2Cr2O7)  15g/L  、溫度  60~80℃  、時間  2~3min  、氫氧化鈉(NaOH)  3g/L  、pH  6.5~7.5


固(gu)膜(mo)處(chu)理對色彩的影響:電(dian)解(jie)固(gu)膜(mo)處(chu)理后,實質(zhi)上也能使(shi)氧化(hua)膜(mo)加厚,使(shi)彩色膜(mo)的顏色發生變化(hua),處(chu)理時(shi)間(jian)越長,顏色變化(hua)越大。因(yin)此,在達到固(gu)膜(mo)的效果后,盡(jin)量縮短固(gu)膜(mo)處(chu)理時(shi)間(jian)。


固(gu)膜處理前(qian)后著色膜顏(yan)色變化見表8-32.


表 32.jpg


 從表8-32可(ke)見,茶色(se)(se)(se)(se)(se)至(zhi)藍灰色(se)(se)(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)(mo)(mo)前(qian)(qian)后(hou)(hou)(hou)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)基本不變(bian)(bian),黃色(se)(se)(se)(se)(se)由淺變(bian)(bian)深(shen),從深(shen)黃色(se)(se)(se)(se)(se)開始到(dao)橙色(se)(se)(se)(se)(se),固(gu)膜(mo)(mo)(mo)后(hou)(hou)(hou)比固(gu)膜(mo)(mo)(mo)前(qian)(qian)向(xiang)后(hou)(hou)(hou)移了(le)一種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se),這是由于固(gu)膜(mo)(mo)(mo)增(zeng)厚了(le)著色(se)(se)(se)(se)(se)膜(mo)(mo)(mo),從而推(tui)后(hou)(hou)(hou)了(le)一種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se),為(wei)了(le)得到(dao)彩色(se)(se)(se)(se)(se)所要求的顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se),在(zai)著這幾種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)時應提早一種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)出槽,固(gu)膜(mo)(mo)(mo)后(hou)(hou)(hou)正(zheng)好達到(dao)所需要的顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)。固(gu)膜(mo)(mo)(mo)處理(li)后(hou)(hou)(hou),對原來的色(se)(se)(se)(se)(se)澤有(you)加深(shen)作(zuo)用。但色(se)(se)(se)(se)(se)澤變(bian)(bian)化(hua)在(zai)整個表面(mian)上是均勻的,所以可(ke)以在(zai)著色(se)(se)(se)(se)(se)時控制(zhi)著色(se)(se)(se)(se)(se)電位(wei)加以糾正(zheng)。


 為了穩定著色膜的色彩,使(shi)膜固化處理后色澤不變(bian),發現(xian)用硒酸(suan)來代(dai)替硫(liu)酸(suan)、磷酸(suan),如固膜4號配(pei)方,不僅能保持(chi)色澤穩定,而且耐磨性更好(hao)。但由于硒酸(suan)價格昂貴,有毒性,很少應用。


 鉬酸(suan)鈉加(jia)入固膜溶(rong)液(ye)中,對顏色(se)無影響,可明顯提高著色(se)層的光亮度。



一、固膜處理后彩色膜性能


1. 耐(nai)磨性(xing)


   未經(jing)固膜(mo)(mo)處理的(de)(de)著(zhu)(zhu)色膜(mo)(mo)。經(jing)有500g荷重(zhong)的(de)(de)橡皮頭往復(fu)摩(mo)擦,5~8次即露底。經(jing)過固膜(mo)(mo)處理的(de)(de)著(zhu)(zhu)色膜(mo)(mo),可(ke)以承(cheng)受200~400次往復(fu)摩(mo)擦后才露底。耐磨性提高(gao)數十(shi)倍(bei)。


   著色(se)膜經固膜處理后(hou)的耐磨性大(da)大(da)提高,硬度增加。其原(yuan)因(yin)可解釋為鉻的氧化物在(zai)表面上沉(chen)積出來,使著色(se)膜變得致密,使硬度增加。


2. 耐點蝕(shi)實驗


   用10%FeCl3溶液,室溫,將未著色的、著巧克力色的和固膜處理的不銹鋼浸漬100h,試樣失重結果見表8-33。


表 33.jpg


   由表8-33可見,著色后并固膜處理的試樣失重最小,也就是說耐(nai)蝕(shi)性最好。


3. 針孔(kong)實驗


 試樣在10%FeCl3水溶液中,室溫浸漬1h,結果見表8-34。


表 34.jpg


  可以看出,僅著色處理(li)(li)的(de)試樣(yang)麻(ma)點大(da)而(er)深,針(zhen)孔耐蝕性(xing)比原材(cai)料還差。但固(gu)膜處理(li)(li)后(hou)的(de)針(zhen)孔很(hen)細很(hen)淺,針(zhen)孔耐蝕性(xing)最好。


4. 耐污性測試


  ①. 用藍墨水滴在已著色試(shi)片(pian)上(shang),烘干后用清水沖洗,觀察試(shi)片(pian)上(shang)是否留有痕跡,見表8-35。


表 35.jpg


  ②. 用手(shou)觸摸試片實驗。耐污性差(cha)的試片手(shou)汗可使膜變色,見(jian)表8-36.





二、封(feng)閉處理(li)


 固膜(mo)處理后的著色膜(mo)仍有少量孔隙(xi)存在。對固膜(mo)處理后的著色膜(mo)進(jin)行封閉(bi)(bi)處理。見表8-37封閉(bi)(bi)溶液和(he)工(gong)藝條件。


表 37.jpg


 封閉對著色(se)膜的影響如下。


①. 耐摩擦性能(neng)


表 38.jpg


  由表8-38可見,最滿意的結果為(wei)4號樣品,即固化處理后(hou)在1%硅酸(suan)鹽水溶液中(zhong)沸騰(teng)5min。


②. 耐磨損(sun)實驗


   摩擦件為塑料橡皮,正壓力為0.625kgf/cm(1kgf/c㎡=98.07kPa).表(biao)8-39為各種(zhong)著色膜(mo)表(biao)面耐磨損(sun)實驗(yan)結果(guo)(耐磨次數(shu))。


表 39.1.jpg


   由表(biao)(biao)8-39可見(jian),電(dian)(dian)解固膜(mo)后表(biao)(biao)面耐(nai)磨損(sun)比固膜(mo)前(qian)黃色膜(mo)提(ti)高7倍(bei)(bei),藍色膜(mo)提(ti)高11倍(bei)(bei)。封閉后表(biao)(biao)面耐(nai)磨損(sun)比電(dian)(dian)解固膜(mo)后提(ti)高0.75倍(bei)(bei)(黃色膜(mo))。


③. 表面粗糙度(du)的影響


表 40.jpg


  不(bu)銹鋼經化學著色、固膜處理和(he)硅(gui)酸(suan)鹽封(feng)閉后表(biao)(biao)面粗(cu)(cu)糙度均會發生(sheng)變(bian)化,見(jian)表(biao)(biao)8-40不(bu)銹鋼表(biao)(biao)面粗(cu)(cu)糙度變(bian)化。