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不锈钢表面着色与电化学抛光工艺的研究

李广武  
【摘要】:本文概述了彩色不锈钢的应用前景和不锈钢着色原理,着色工艺方法及色膜的性能。阐述了着色颜色与着色时间,着色电位的关系,以及色膜封闭处理方法。采用化学着色工艺,在250g·dm~(-3)铬酐,490g·dm~(-3)硫酸和少量添加剂的混合液中,在70℃左右测定了不锈钢样品在着色过程中电位随时间的变化,从而找到了不锈钢起色电位和颜色的对应规律。即使溶液组成,温度稍有变化,色彩也能较好地重现。这将有助于解决不锈钢表面着色的重现性问题。本文还研究了不锈钢预处理,各种添加剂和温度对不锈钢着色的影响。 因为不锈钢电解抛光是着色前处理关键一环,采用电化学方法对不锈钢电解抛光工艺进行了研究。提出抛光溶液采用无铬酸盐的磷酸—硫酸体系,添加高分子聚乙二醇。抛光溶液组成为磷酸(85%)500g,硫酸(98%)130g,聚乙二醇(18%水溶液)130g。最佳工艺条件为:温度75~90℃,阳极电流密度8~15A·dm~(-2)。 同时采用交流方波电解着色法,在250g·dm~(-3)铬酐,490g·dm~(-3)硫酸和少量添加剂的混合液中,50℃左右,制备出茶色,蓝色,金黄,玫瑰红,墨绿等颜色的不锈钢表面。通过调节电流密度,方波周期和通电次数等可获得预期色调的着色膜。 研究结果表明:经过稀硫酸活化和电解抛光的不锈钢着色均匀,色泽艳丽;不同的添加剂对着色速度有明显的影响;温度升高明显加快着色速度。聚乙二醇能有效地形成粘膜,明显提高不锈钢电解抛光的效果。该工艺减少了环境污染,降低了溶液成本,可以使不锈钢表面达到镜面光亮的效果。采用电解着色法,可降低着色液温度,缩短着色时间,颜色控制较容易,重现性良好;不锈钢电解抛光是着色前处理的关键,直接影响不锈钢着色后的效果;不锈钢化学着色有很好的均匀性和一致性。添加剂硫酸锰能加速着色过程,钼酸铵能提高颜色的光泽性,其最佳含量为:硫酸锰5~6g/l,钼酸铵6~8g/l。依据电位配色原理,选择促使具有明显起色电位的添加剂,可使不锈钢色调的重现性得到有效的控制,电位控制法使彩色不锈钢产业化成为可能,具有较大的实用价值。


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