不銹鋼(gang)電化學著彩色(se)酸性(xing)溶(rong)液成分和工(gong)(gong)藝條件見表(biao)9-9。配方(fang)2 (見表(biao)9-9)的說明 。本配方(fang)由廣(guang)東工(gong)(gong)業大(da)學材料系 李瑜煜、謝致微、黎(li)樵燊、張文雄提出(chu)。

1. 對SUS304不銹鋼陽極氧化著金黃色技術的研究(jiu)

   運(yun)用正交試驗法確定最佳配方和工藝條件，獲得的(de)不(bu)銹鋼著(zhu)色(se)膜光亮美觀，呈金(jin)黃色(se)。

2. 工藝(yi)條件(jian)對著(zhu)色(se)的(de)影響

①. 溫度(du)

  以最佳配(pei)方(fang)在(zai)不同溫度下進(jin)行著色(se)，結果見表9-10。

 注：1. 點(dian)蝕溶液為鹽酸(suan)250mL/L+重鉻酸(suan)鉀(jia)30g/L+蒸餾水750mL/L.

       2. 電流(liu)密度0.4A/d㎡,著色時間3min.

       3. 電(dian)解(jie)固化10min,封閉處理5min.

  隨著溫度的(de)上(shang)升，著色膜的(de)色調加深，膜厚(hou)增(zeng)加，可(ke)見溫度的(de)升高(gao)加速了(le)氧化(hua)成膜，同時，膜的(de)耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)磨性(xing)均提高(gao)，但光澤和(he)光潔度變差，這是由于(yu)高(gao)溫下輕微過蝕所致。實驗結果(guo)表明，對于(yu)金黃色膜，最佳著色溫度為(wei)50℃.

②. 電流(liu)密度的(de)影響

 以最佳(jia)溫度和最佳(jia)配(pei)方為基準，不(bu)同的電(dian)流密度對(dui)著色的影響見表(biao)9-11.

 由表(biao)9-11可知，隨(sui)著(zhu)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)的上升，著(zhu)色膜(mo)(mo)的色調加(jia)(jia)深，膜(mo)(mo)厚增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，耐(nai)蝕性及耐(nai)磨性亦隨(sui)之增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，且兩者(zhe)都(dou)在0.5A/d㎡附近達到(dao)最大值，隨(sui)后(hou)反而降低(di)，可見電(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)的升高加(jia)(jia)速(su)了氧化膜(mo)(mo)成(cheng)膜(mo)(mo)，但電(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)過大，反而導(dao)致膜(mo)(mo)的溶(rong)解速(su)率(lv)增(zeng)(zeng)大，使膜(mo)(mo)厚降低(di)，甚(shen)至(zhi)導(dao)致過蝕，使表(biao)面光澤和光潔度(du)(du)變差(cha)。實驗(yan)結果(guo)表(biao)明，對于(yu)金黃色膜(mo)(mo)，最佳著(zhu)色電(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)為0.4A/d㎡.

③. 著色(se)時間的影響

表(biao)9-12為最佳配(pei)方，最佳溫度、最佳電流密(mi)度下不同著色(se)時間對著色(se)的影響(xiang)。

由表9-12可見，隨著(zhu)時(shi)間的延長，著(zhu)色膜的耐(nai)蝕性(xing)和耐(nai)磨性(xing)增(zeng)加(jia)，6min后，著(zhu)色膜的耐(nai)蝕性(xing)及耐(nai)磨性(xing)基本保持不變，其(qi)色調保持棕褐(he)色；但時(shi)間太長，如30min,反而(er)引(yin)起過蝕，導致表面光澤和光潔度變差。對金(jin)黃色膜，著(zhu)色時(shi)間以(yi)3min為宜。

3. 著色液成分(fen)的(de)優選和(he)作用(yong)

①. 硫酸(suan)

 隨著硫酸濃(nong)度的升高，試(shi)樣的腐蝕(shi)和(he)氧(yang)化(hua)速率增(zeng)加(jia)較(jiao)快，氧(yang)化(hua)膜(mo)膜(mo)厚增(zeng)加(jia)，耐蝕(shi)性(xing)和(he)耐磨性(xing)提高，但濃(nong)度超過450mL/L后(hou)出(chu)現輕微過蝕(shi)，引(yin)起表面光澤(ze)和(he)光潔度變差，最(zui)佳硫酸含量為400mL/L.

②. 鉻酐

 主要作為(wei)氧化劑，能(neng)(neng)有效地提高膜的耐蝕性和光潔(jie)度。考(kao)慮到環(huan)保因素，盡可能(neng)(neng)降低(di)鉻(ge)酐(gan)含量，經過正交試驗，鉻(ge)酐(gan)為(wei)20g/L.

③. 硫酸錳作為氧化促進劑，能(neng)加速氧化和提(ti)高膜的(de)結合力(li)，正交試(shi)驗優選為3g/L.

④. 乙酸鈉作為(wei)穩定劑，起到(dao)穩定槽液的作用(yong)，正交(jiao)試驗優(you)選為(wei)10.5g/L.

⑤. 添加(jia)劑(ji)YZ-03能有效地提高膜(mo)的耐磨性(xing)、光澤和重現(xian)性(xing)。正交試驗優選為40g/L.

4. 前處理(li)

不銹(xiu)鋼機(ji)械拋光→清洗(xi)→化學除油→清洗(xi)→電化學拋光→清洗(xi)→活(huo)化（硫酸30%,溫度0~60℃,時間3~5min)→著色。

5. 后處理

著(zhu)色后→清洗(xi)(xi)→電(dian)解(jie)固膜(mo)處(chu)理(li)→清洗(xi)(xi)→封(feng)閉處(chu)理(li)→清洗(xi)(xi)→熱風干(gan)燥→成品。

①. 電(dian)解固膜(mo)處(chu)理

   a. 鉻(ge)酐含量對著色(se)(se)膜硬化的影響(xiang)。著色(se)(se)膜分別在鉻(ge)酐100g/L、180g/L、250g/L的固化液中固化，實驗結果表(biao)明，鉻(ge)酐濃度對固化效果的影響(xiang)不(bu)明顯，著色(se)(se)膜的色(se)(se)調(diao)基本(ben)保持金黃色(se)(se)，耐蝕耐磨性稍有提高。鉻(ge)酐濃度高的固化液使(shi)用壽命較長，建議鉻(ge)酐濃度為180g/L.

   b. 固化(hua)溫度的(de)影(ying)響。著(zhu)色(se)(se)膜(mo)(mo)在(zai)27℃、50℃、70℃下(xia)的(de)固化(hua)實驗表明(ming)，溫度升高，著(zhu)色(se)(se)膜(mo)(mo)顏色(se)(se)加深，耐(nai)(nai)磨耐(nai)(nai)蝕性稍(shao)微(wei)提高，但效果不(bu)明(ming)顯。從(cong)節能和操作環境考慮，建議固化(hua)溫度以室(shi)溫為(wei)佳。

   c. 固(gu)化電流(liu)密度的影響。不同固(gu)化電流(liu)密度下的固(gu)化實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)見表9-13。

  由表9-13可見，在0.6A/d㎡ 電流(liu)密(mi)度下(xia)固化(hua)略(lve)顯(xian)不足(zu)，耐蝕(shi)耐磨性略(lve)差，1.0A/d㎡ 較(jiao)理(li)想(xiang)，電流(liu)密(mi)度太大，如(ru)2.0A/d㎡,陽極(ji)析出大量(liang)氣泡，引起著色膜(mo)疏(shu)松，使其(qi)耐磨耐蝕(shi)性降低。建議固化(hua)電流(liu)密(mi)度以1.0A/d㎡ 為宜。

  d. 固(gu)化(hua)時間對固(gu)化(hua)效果(guo)的影響。

    不同固(gu)(gu)化(hua)(hua)時(shi)間(jian)即5min、10min、20min,固(gu)(gu)化(hua)(hua)結果(guo)表明，固(gu)(gu)化(hua)(hua)時(shi)間(jian)對固(gu)(gu)化(hua)(hua)效果(guo)的影響不明顯。這是因為固(gu)(gu)化(hua)(hua)過程進行(xing)得較快之故，當反應物填充膜(mo)微孔后，反應即趨于停止。建議采用固(gu)(gu)化(hua)(hua)時(shi)間(jian)以(yi)10min為宜。

②. 封閉(bi)處理(li)

   為進一步提高著色膜的質量，采用1%硅酸鈉溶液，NazSiO₃對經固化處理后的著色膜進行浸泡沸騰5min的封閉處理。

6. 著色膜性能檢驗(yan)

  ①. 耐人(ren)工雨水、天然海水腐蝕實驗

  著色試(shi)樣在人工雨水(shui)、自(zi)(zi)然(ran)海水(shui)中室(shi)溫(wen)浸泡(pao)300小(xiao)時后，顏色無(wu)變(bian)化，表面(mian)光潔度好，均未出現點(dian)蝕，可見著色膜(mo)具有良好的耐自(zi)(zi)然(ran)介(jie)質腐蝕性能，適(shi)宜作戶外裝飾材料。

  ②. 點(dian)滴實驗

   用40%FeCl₃對著色膜進行點滴實驗的時間為42'40”，未著色試樣為2'3”，著色試樣的耐蝕性優于未著色樣。

  ③. 膜的(de)附著力檢(jian)驗

   將著色膜劃上方格后彎曲180°,未(wei)見任何(he)剝落現象，可(ke)見著色膜與基體結(jie)合牢固。

  ④. 耐磨性檢驗

   著(zhu)色(se)膜(mo)試樣進行1.5N負載的(de)圖釘來回刻劃(hua)實驗(yan)，其表面未(wei)見明(ming)顯劃(hua)痕。同(tong)時，試樣經受負載5.0N的(de)橡皮270次摩擦未(wei)見脫(tuo)色(se)，可(ke)見著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐磨(mo)性(xing)較好。同(tong)時，實驗(yan)表明(ming)，經固(gu)化處(chu)(chu)理(li)后(hou)的(de)和(he)封(feng)閉(bi)處(chu)(chu)理(li)后(hou)的(de)著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐磨(mo)性(xing)明(ming)顯優于未(wei)固(gu)化和(he)封(feng)閉(bi)處(chu)(chu)理(li)的(de)著(zhu)色(se)膜(mo)的(de)耐磨(mo)性(xing)。