不銹鋼著色的研究進(jìn)展

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1、文章編號:1001-3849(2007)01-0036-04不銹鋼著色的研究進(jìn)展張述林王曉波陳世波（四川理工學(xué)院材料化學(xué)工程系四川自貢643000）摘要■介紹了目前國內(nèi)外不銹鋼彩色化工藝的研究現(xiàn)狀和著色方法分析了化學(xué)著色法和電化學(xué)著色方法的機(jī)理并列舉了一些具有代表性的研究實(shí)例討論了各工藝配方的特點(diǎn)提出了不含銘的配方是當(dāng)今不銹鋼彩色化的一種發(fā)展趨勢O關(guān)鍵詞■■不銹鋼■著色咯面處理中圖分類號:TG177文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AesearchProgressinStainlessSteelColoringechnologyZ?ANGWANGX?b?EN?b（Md~mEDpmudEZstract:643

2、000u)ufmdbummzd.MmfmmddmmddpV?VPVXmpd.ffmudud.TmumffmufdvpmdPPpd.Keywors:?9?ufm引言不銹鋼具有優(yōu)越的耐蝕性耐磨性強(qiáng)韌性和工藝性能因而廣泛應(yīng)用于宇航海洋能源建筑家用器具等領(lǐng)域O不銹鋼表而的自然色彩可以捉供美和清潔的印象但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展人們的生活水平逐漸提高對不銹鋼單一的色調(diào)越來越不滿足迫切要求不銹鋼的色彩多樣性O(shè)本文就不銹鋼彩色化的發(fā)展作了綜述O不銹鋼著色的現(xiàn)狀不銹鋼的著色方法很多口前可以分為兩大部分■化學(xué)著色法和電化學(xué)著色法0本文就兩種著色方法進(jìn)行討論0化學(xué)著色法化學(xué)著色法的優(yōu)點(diǎn)是著色工件的形狀可以很復(fù)雜而

3、且得到的顏色均勻O但是較難控制的是顏色的重現(xiàn)性著色溫度也較高0目前對于化學(xué)著色法的研究工作基本上是在IN法[1]的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些改進(jìn)著色基礎(chǔ)液的組成為3和~24溫度8090O不銹鋼浸在這種溶液屮表面就會(huì)被氧化形成鐵銀的氧化物顏色隨著表而膜厚度的改變而變化OTEEv[2]等提出采用化學(xué)法著色制備化學(xué)63J.2007dFV.29N.1N.172收稿日期:2006-06-30作者簡介■張述林(1964-)男四川平昌人四川理工學(xué)院材料化學(xué)工程系副教授轉(zhuǎn)化膜的原理是當(dāng)不銹鋼浸入著色液時(shí)會(huì)發(fā)生如下電化學(xué)反應(yīng)■陽極反應(yīng)M-Mz++Ze(M代表不銹鋼中金屬元素如Cr?Fe?Ni等D;陰極反應(yīng)Cr2O7

4、2+14H++6e?7H2O+2Cr3+當(dāng)浸漬一段時(shí)間后不銹鋼基體與著色液接觸界面上發(fā)牛如下反應(yīng)并形成氧化膜:pMZ++gCr3++rH20MpCrgO+2rH4-(式中3g+Zp2rD此時(shí)陽極反應(yīng)在氧化膜的孔底部進(jìn)行陰極反應(yīng)在膜的表面進(jìn)行陽極反應(yīng)的產(chǎn)物通過擴(kuò)散到達(dá)膜表面在膜孔的頂部和底部之間存在電勢差A(yù)E隨著膜加厚AE也增大該法的缺點(diǎn)是■采用控制時(shí)間法當(dāng)溶液的組成和處理溫度稍有變化時(shí)就不能得到覓現(xiàn)性很好的顏色I(xiàn)NCO法是將不銹鋼工件浸入熱的硫酸+溶液中進(jìn)行處理過程包括前處理著色處理和后處理三個(gè)部分前處理包括拋光除油酸洗活化等■著色處理是核心步驟它決定著轉(zhuǎn)化膜的色澤質(zhì)量處理工序主耍是電

5、解堅(jiān)膜和封閉它對提高轉(zhuǎn)化膜耐蝕性耐沾污性等各種性能非常重要,INCO法著色處理使用的基礎(chǔ)液為CrO3243/L與H2SO4455/L的混合液隨時(shí)間的變化表面生成不同厚度的氧化膜由于光的干涉而產(chǎn)生不同的顏色周細(xì)應(yīng)[3]等采用硫酸和俗肝溶液對lCrl8Ni9Ti不銹鋼進(jìn)行了化學(xué)著色實(shí)驗(yàn)釆用的著色液質(zhì)量濃度為:CrO325/LH2SO449/L著色溫度為(85D,廿汞電極和待著色的不銹鋼分別作正負(fù)極用數(shù)字萬用表測定著色過程屮不銹鋼表面電極電位研究了前處理工藝著色液質(zhì)量濃度溫度等因素對不銹鋼化學(xué)著色吋表面彩色膜質(zhì)量的影響,CrO3和H2SO4的質(zhì)量濃度過高會(huì)使化學(xué)著色時(shí)的顏色變得難以控制并且在

6、獲得深色彩時(shí)色澤不夠光亮著色溫度過低時(shí)著色起始點(diǎn)推遲試件表面電位增加緩慢轉(zhuǎn)化膜的形成速度明顯降低而且著色的色彩不均勻'張穎[4]等在組分為:CrO3225/LH2SO42734/L的著色體系屮加入適量MnC03和有機(jī)復(fù)合添加劑對■不銹鋼試樣進(jìn)行了表面化學(xué)著色研究表明通過加入添加劑的辦法可有效降低著色溫度N過工藝參數(shù)的選擇在溫度為59和時(shí)間為135min條件下得到了藍(lán)金黃黃綠紫纟i等色彩的不銹鋼制品經(jīng)堅(jiān)膜封閉后所得的彩色不銹鋼具備耐磨耐蝕和耐沾污等性能［兒小平采用控制著色時(shí)間并不斷觀察轉(zhuǎn)化膜層色澤的方法制備出了黑色不銹鋼化學(xué)轉(zhuǎn)化膜⑸著色工藝為:CrO3225/L濃H2SO435mL/L溫

7、度951,不銹鋼零件在此工藝條件下隨著時(shí)間的推移可生成多種不同的色膜依次出現(xiàn)深藍(lán)藍(lán)黑亮黑紫紅及鱗綠等系列干涉色正確掌握著色時(shí)間是該工序成敗的關(guān)鍵如果要想得到預(yù)期的顏色需不斷從溶液中取出工件來觀察.Z電化學(xué)著色法[]電化學(xué)著色法方面的工作近年來開展得較多按其施加電信號的方法可以分為電流法和電位法兩種'電化學(xué)著色的溶液主要組成與化學(xué)著色法一樣基本上是CrO3和H2SO4,其成膜機(jī)理見文獻(xiàn)⑹，Z電流法電流法[7]是在工件上施加可控制的電流信號通過外界