1. C.J.林和J.G.杜研究用脈沖電流的方法對不銹鋼進行著色,同時研究膜的力學性能。著色溶液為鉻酐和硫酸體系,脈沖電流信號形狀為矩形方波,通過改變參數I1(正電流值)、I2(負電流值)、T1(正電流持續時間)和T2(負電流持續時間),研究不同脈沖電流信號變化下不銹鋼的著色情況。由脈沖獲得的著色膜具有良好的附著性和延展性。色膜經SEM分析,其晶粒大小為5nm,顯示出近乎非晶態的組織。在施加脈沖信號的過程中,陽極電流伴隨著陽極反應,陰極電流伴隨著陰極反應,在特定的信號參數范圍內,著色膜的厚度與通人的總電量呈正比。因此,可通過控制輸人的總電量來得到特定厚度的著色膜,從而達到控制顏色的目的。采用此方法,顏色的重現性較化學法的好,此法是在75℃溫度下進行的。


  2. 宋玉(yu)繼等人提出用(yong)生產流(liu)水(shui)線的方(fang)式進行(xing)不銹鋼彩色處理,并且申請(qing)了專利(li)。其(qi)裝置(zhi)示(shi)意圖見圖9-1。工藝采用(yong)方(fang)波(bo)電(dian)(dian)流(liu)進行(xing)著色處理。溶液是(shi)鉻(ge)酐和(he)(he)硫酸體系。通(tong)過控(kong)制陽極電(dian)(dian)流(liu)值(zhi)、陰極電(dian)(dian)流(liu)值(zhi)、頻(pin)率和(he)(he)通(tong)電(dian)(dian)時(shi)間來獲得所需的顏(yan)色,與化學著色法相比(bi),重(zhong)現性很好,顏(yan)色非常(chang)均(jun)勻。


圖 1.jpg


  3. 廖小珍、錢道蓀、朱新運研究了交流方波電解法制備彩色不銹鋼。用交流方波電解著色法可以制備茶色、藍色、黃色、紅色、綠色等系列的十多種色調不同的彩色不銹鋼,色彩均勻亮麗,重現性好。具體顏色取決于電流密度、方波周期、通電周期數,顏色控制容易。采用該法,可降低著色液溫度至55℃,可以縮短著色時間。


  4. K.奧格(ge)拉和勞W.納卡(ka)雅馬M嘗試用三(san)(san)角波(bo)(bo)電流脈沖法進行(xing)著(zhu)色(se),著(zhu)色(se)可在室溫下進行(xing)。要獲得(de)特定的(de)顏色(se),必(bi)須調整(zheng)好適當的(de)Imax、Imin和r(三(san)(san)角波(bo)(bo)周期值)。著(zhu)色(se)膜的(de)厚度與電解(jie)時間和r的(de)對數呈(cheng)線性關系。K.奧格(ge)拉用紫外分光(guang)光(guang)度計(ji)測量了著(zhu)色(se)膜的(de)厚度。著(zhu)色(se)膜的(de)厚度可用下式(shi)來估算:


  式中(zhong),λ為(wei)著(zhu)色(se)膜(mo)的反(fan)射(she)(she)光(guang)譜(pu)中(zhong)最(zui)大反(fan)射(she)(she)系(xi)(xi)數對應的波長;λ'為(wei)著(zhu)色(se)膜(mo)的反(fan)射(she)(she)光(guang)譜(pu)中(zhong)最(zui)小反(fan)射(she)(she)系(xi)(xi)數對應的波長;n為(wei)化膜(mo)的折射(she)(she)系(xi)(xi)數。


  隨著(zhu)通電時間的(de)(de)延長,工作的(de)(de)顏色按(an)照褐色→黃色→紅色→藍色→綠(lv)色的(de)(de)順(shun)序變化。


  5. J.N.金、S.J.歐、S.C.李等人研(yan)究在正弦(xian)波(bo)、正弦(xian)波(bo)+直流、正弦(xian)波(bo)+方波(bo)這3種電流信號的作用下,得(de)到(dao)不同類型(xing)的著色膜,都具有良好的性能。


  6. 郭稚弧(hu)、賈法(fa)龍、邱于兵研究三角波(bo)電流(liu)掃描法(fa)制備彩色不銹鋼(gang)。通過(guo)正交試驗(yan)探討(tao)最(zui)佳工(gong)藝(yi)(yi)參數(shu),并(bing)對(dui)著(zhu)色膜(mo)的(de)各項性(xing)(xing)能做了(le)測試,耐磨(mo)性(xing)(xing)能較好。此工(gong)藝(yi)(yi)對(dui)曲面著(zhu)色也(ye)有(you)良好的(de)適應性(xing)(xing),把試片彎成(cheng)90°后進(jin)行著(zhu)色,顏色也(ye)很(hen)(hen)均勻,重現性(xing)(xing)也(ye)很(hen)(hen)好。只要控制好工(gong)藝(yi)(yi)參數(shu)就可以獲(huo)得(de)預期(qi)的(de)顏色。溫(wen)度對(dui)于顏色的(de)控制有(you)很(hen)(hen)大的(de)影響,溫(wen)度越高,著(zhu)色速率(lv)越快。


  7. 賈法龍、郭稚弧研究著色過程中,著色液中的雜質離子濃度的變化情況。在不銹鋼著色過程中,反應產生的雜質離子,如Fe3+、Cr3+、Ni2+的濃度不斷增加,這三種離子的含量是影響著色重現性的重要因素。對著色溶液體系建立可行的分析方法,對雜質離子的影響進行研究,發現隨著電解著色時間的延長,鉻離子濃度增加最快,鐵離子和鎳離子的濃度增加較慢。在Cr3+≤2.0g/L、Fe3+≤600mg/L、Ni2+≤184mg/L的范圍內,著色膜的重現性可得到保證。著色膜的EPMA分析表明,電化學著色得到的膜比化學法著色的膜要致密,耐磨性要好。他們還研究了低頻方波電化學著色法制備彩色不銹鋼,此法獲得的顏色均勻,容易控制,重現性好。


  8. 李曉煜、謝(xie)致微、張文雄(xiong)等(deng)人研(yan)究了不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)陽極氧化成金(jin)黃色。著(zhu)(zhu)色液(ye)中鉻(ge)酐20g/L,硫酸(suan)400mL/L,硫酸(suan)錳(meng)3g/L,添加劑 YZ-03 40g/L,乙(yi)酸(suan)鈉10.5g/L,電流密度為0.4A/d㎡,此(ci)工(gong)藝主要(yao)是(shi)用(yong)于形成金(jin)黃色的著(zhu)(zhu)色膜,對于其他顏色則難以實現。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在如此(ci)低的鉻(ge)酐濃度下的著(zhu)(zhu)色液(ye)中,如果沒有(you)電流通(tong)入,即使浸泡(pao)數小時(shi)也不(bu)著(zhu)(zhu)色。


  9. 方景(jing)禮、劉(liu)琴、韓(han)克平、陳(chen)耀輝等人研究(jiu)了在鉬酸(suan)鈉溶液中將不銹(xiu)鋼成功鍍覆(fu)上一層藍色膜。不銹(xiu)鋼在陰極(ji)電流的作(zuo)用下,表(biao)面沉積上一層鉬的復雜化合物(wu)。膜厚度約為42.7μm.


  10. 奧格拉K、沙庫來(lai)K、烏哈拉S等人(ren)研究了(le)在室溫(wen)下(xia)用交流(liu)電(dian)(dian)位脈(mo)(mo)沖(chong)法(fa)(fa)的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼著(zhu)色(se)(se)。他(ta)們首先以20mV/min和(he)60mV/min的(de)(de)掃描速率做了(le)奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼在著(zhu)色(se)(se)液中的(de)(de)動電(dian)(dian)位極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線,發(fa)現不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼開始過(guo)鈍化(hua)的(de)(de)電(dian)(dian)位為(wei)1.2V,隨著(zhu)電(dian)(dian)位的(de)(de)增加,過(guo)鈍化(hua)電(dian)(dian)流(liu)達到一個(ge)極(ji)(ji)限值(zhi)。根據這個(ge)極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線,確定(ding)了(le)方波電(dian)(dian)位的(de)(de)Emax和(he)Emin,但(dan)Emax不(bu)(bu)能(neng)太大,否則生成的(de)(de)氧(yang)化(hua)膜會發(fa)生部分(fen)溶解。脈(mo)(mo)沖(chong)幅(fu)度和(he)寬度對著(zhu)色(se)(se)情況也有(you)影(ying)響(xiang)。在這種(zhong)(zhong)實驗條件下(xia),最佳的(de)(de)脈(mo)(mo)沖(chong)幅(fu)度應該(gai)在0.4~0.44V.這種(zhong)(zhong)方法(fa)(fa)可(ke)以在室溫(wen)下(xia)對不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼進行著(zhu)色(se)(se),著(zhu)色(se)(se)速率較快。但(dan)是,電(dian)(dian)位法(fa)(fa)比(bi)電(dian)(dian)流(liu)法(fa)(fa)在生產中操作起(qi)來(lai)較麻煩,因為(wei)不(bu)(bu)同的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)自(zi)然電(dian)(dian)位不(bu)(bu)完全一致(zhi),選擇的(de)(de)極(ji)(ji)化(hua)電(dian)(dian)位不(bu)(bu)相(xiang)同。目前這種(zhong)(zhong)方法(fa)(fa)已(yi)有(you)幾個(ge)專利。


  11. 因科電解著色法對鉻-鎳系不銹鋼工件著色處理時,在含有碳酸鈉(Na2CO3)、硅酸鈉(Na2SiO3)、鋁酸鈉等成分或含少量的硫酸中,在常溫下,在32~107A/dm電流密度下,進行交流電解,不同時間可獲得褐色、金黃色、紅色、綠色等不同的色彩。對13Cr鐵素體不銹鋼工件和18Cr8Ni奧氏體不銹鋼也可在含氫氧化鈉(NaOH)500~700g/L、鉻酸銨[(NH4)2CrO4]50~100g/L、氯化鈉20g/L的水溶液中作直流電解著色。改變電流密度或時間,可獲得預期的色彩。


  12. 日新制(zhi)鋼公司(si)提出的電(dian)(dian)解著色工藝,是(shi)先將不銹(xiu)鋼工件(jian)在5%硅酸鈉溶(rong)液中(zhong)于(yu)85℃和(he)5A/d㎡的電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)下(xia)(xia)進(jin)行45秒(miao)的電(dian)(dian)化(hua)學除油,水洗(xi)后(hou)浸入室溫10%鹽酸中(zhong)洗(xi)滌(di)30s,水洗(xi)后(hou)即浸人含鉻(ge)酐并添加(jia)適(shi)量三價(jia)鉻(ge)離子的稀鉻(ge)酐硫酸溶(rong)液中(zhong),不銹(xiu)鋼作陰極(ji),在5~15A/d㎡和(he)液溫35~50℃的條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)電(dian)(dian)解5~20s,表面預(yu)鍍上一層(ceng)致密(mi)的金屬鉻(ge)(0.6~1.0mg/d㎡).然后(hou)在含鉻(ge)酐10~50g/L的電(dian)(dian)解液中(zhong),在陰極(ji)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)3~15A/dm、槽溫15~45℃的條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)電(dian)(dian)解5~20s,便(bian)獲得色調優(you)雅、性能良好的彩(cai)色表面氧化(hua)膜。


  13. 傅綺君在手(shou)術(shu)器(qi)械呈本色(se)表面(mian)處(chu)理(li)(保持(chi)拋光(guang)(guang)(guang)色(se)澤并要求達(da)到(dao)抗蝕(shi)性(xing)能(neng))中采用電(dian)化學(xue)(xue)方(fang)法,使表面(mian)產(chan)生一層(ceng)(ceng)透明致密(mi)的氧化膜(mo)(mo)覆蓋層(ceng)(ceng)。硫酸(suan)、磷酸(suan)或(huo)硼酸(suan)5%~10%(質量分數),鉬酸(suan)或(huo)鉬酸(suan)鹽5~10g/L,陽極電(dian)流密(mi)度1~10A/d㎡,溫度20~70℃,時(shi)間5~20min;或(huo)鉻酐250g/L,硫酸(suan)2.5g/L,鉬酸(suan)鹽1~5g/L,工藝條件(jian)相同。所生成(cheng)(cheng)的氧化膜(mo)(mo)穩定(ding),膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)達(da)1.0~20.0nm.此外,還可用手(shou)術(shu)器(qi)械經(jing)手(shou)工拋光(guang)(guang)(guang)后(Ra≤0.8μm)在特殊的電(dian)化學(xue)(xue)工藝條件(jian)下用無機酸(suan)加(jia)消光(guang)(guang)(guang)劑達(da)到(dao)柔(rou)色(se)的無光(guang)(guang)(guang)澤的處(chu)理(li)。柔(rou)色(se)膜(mo)(mo)的厚度達(da)到(dao)300.0~600.0nm(經(jing)AES俄歇電(dian)子(zi)能(neng)譜或(huo)XPSX射線光(guang)(guang)(guang)電(dian)子(zi)能(neng)譜分析),反光(guang)(guang)(guang)系(xi)數<30%.除此之(zhi)外,還可用堿(jian)性(xing)著(zhu)色(se)液,以(yi)電(dian)化學(xue)(xue)方(fang)法在手(shou)術(shu)器(qi)械的表面(mian)形(xing)成(cheng)(cheng)一層(ceng)(ceng)致密(mi)的具有一定(ding)厚度的彩色(se)膜(mo)(mo)。


  14. 安成強、韓玉梅、車永泉研究了304不(bu)銹鋼在氫氧化鈉溶液中的電化學著色工藝。不同的工藝條件可得到不同的色膜,其電解液不僅成分簡單,溶液穩定,維護簡便,來源廣,成本低,且廢水處理容易。因膜是在堿性溶液中生成的,所以膜耐堿性,但不耐酸性。


  15. 周(zhou)一揚、吳繼民采用(yong)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在硫酸水溶(rong)液中以恒(heng)電位方波充(chong)電法使不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面產(chan)生(sheng)彩(cai)色(se)膜。溶(rong)液不(bu)(bu)(bu)含鉻酸,有(you)望(wang)能克服不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在鉻酸溶(rong)液中浸泡時(shi)間較(jiao)長,有(you)時(shi)表面有(you)粗糙現象(xiang)產(chan)生(sheng)的(de)缺點,而且要得到均(jun)勻一致(zhi)的(de)著色(se)膜有(you)一定的(de)難(nan)度,難(nan)于(yu)(yu)控(kong)制。溶(rong)液成分為(wei)2mol/L的(de)硫酸,相當于(yu)(yu)196g/L,采用(yong)的(de)脈(mo)沖電位范圍為(wei)0.1~0.9V,脈(mo)沖時(shi)間為(wei)0.001~0.100s.著色(se)顏色(se)為(wei)藍色(se)、紫(zi)色(se)和黑色(se),沒有(you)明顯的(de)中間色(se)出現。這種膜的(de)生(sheng)成,推測是(shi)由于(yu)(yu)膜/溶(rong)液的(de)表面鉻離子的(de)生(sheng)成與還(huan)原(yuan)所(suo)致(zhi)。實驗采用(yong)中等含鉻量的(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)1Cr17。


  16. 張俊喜、周國定、喬亦男(nan)、曹楚南(nan)、張鑒(jian)清等人(ren)提(ti)出(chu)了一種(zhong)新的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)方(fang)法(fa)-載(zai)(zai)波(bo)鈍化(hua)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se),即在無鉻的(de)(de)硫酸溶液中(zhong)用載(zai)(zai)波(bo)鈍化(hua)的(de)(de)電(dian)化(hua)學(xue)方(fang)法(fa)得(de)(de)到各種(zhong)色(se)(se)(se)(se)彩(cai)的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)表(biao)(biao)面(mian)。同時研究(jiu)了載(zai)(zai)波(bo)鈍化(hua)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)(mo)的(de)(de)性質(zhi)。研究(jiu)結(jie)果表(biao)(biao)明(ming),不(bu)銹鋼(gang)(gang)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)色(se)(se)(se)(se)彩(cai)是由于膜(mo)(mo)的(de)(de)干涉所致的(de)(de),膜(mo)(mo)層結(jie)構(gou)呈微(wei)晶(jing)-非晶(jing)過(guo)渡態,與化(hua)學(xue)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)法(fa)所得(de)(de)膜(mo)(mo)層的(de)(de)結(jie)構(gou)是相(xiang)近(jin)的(de)(de),而且膜(mo)(mo)層的(de)(de)導電(dian)性測試(shi)表(biao)(biao)明(ming),載(zai)(zai)波(bo)鈍化(hua)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)膜(mo)(mo)有半導體(ti)性質(zhi),膜(mo)(mo)層的(de)(de)導電(dian)具有整流性。從干涉原理出(chu)發,可作出(chu)不(bu)銹鋼(gang)(gang)載(zai)(zai)波(bo)鈍化(hua)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)工(gong)藝中(zhong)色(se)(se)(se)(se)彩(cai)的(de)(de)控制(zhi)方(fang)法(fa),通過(guo)對載(zai)(zai)波(bo)參數的(de)(de)調節,就可以得(de)(de)到不(bu)同色(se)(se)(se)(se)彩(cai)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)膜(mo)(mo)。


  17. 鄧姝皓、龔(gong)竹青、柳勇采用化學浸(jin)漬(zi)法(fa)、電(dian)解(jie)著(zhu)色法(fa)均可以將304不銹(xiu)鋼著(zhu)色生成啞光銀(yin)灰(hui)色外觀。化學著(zhu)色液的(de)(de)(de)組成為(wei)硫酸100mL/L,添(tian)加劑(ji)A為(wei)40~60mL/L,添(tian)加劑(ji)B為(wei)90~110mL/L.電(dian)解(jie)著(zhu)色液的(de)(de)(de)主要組成為(wei)100mL/L硫酸,50~60g/L鉻酐,電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度在0.4~0.6A/d㎡。對于電(dian)解(jie)著(zhu)色,電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度是成膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)關鍵因素。電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度越大,失重(zhong)越多,成膜(mo)(mo)越致(zhi)密(mi)(mi)(mi)。相同電(dian)流(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度下,脈(mo)沖著(zhu)色的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)比直(zhi)流(liu)(liu)著(zhu)色的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)要致(zhi)密(mi)(mi)(mi)。鉻酐濃度越大,失重(zhong)越小,成膜(mo)(mo)越慢。X衍射和掃描(miao)電(dian)鏡顯示,成膜(mo)(mo)后的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼表面晶粒細小、致(zhi)密(mi)(mi)(mi),形成的(de)(de)(de)是Ni2O3、Cr2O3、TiO等致(zhi)密(mi)(mi)(mi)的(de)(de)(de)氧化膜(mo)(mo)。著(zhu)色不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)耐蝕性和耐高溫性優于未(wei)著(zhu)色的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼。


  18. 南紅艷、張躍敏、尹新(xin)斌、徐可等(deng)人(ren)對(dui)電(dian)化學不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)工(gong)藝進行了系統的研(yan)究(jiu)。通過(guo)電(dian)流變化研(yan)究(jiu)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)的變化規律,得出對(dui)于(yu)每一種顏色(se)(se)(se)(se),電(dian)量(liang)密度與著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)時間的對(dui)應(ying)關(guan)系基本上是線性的。提出電(dian)量(liang)控制不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)能提高電(dian)化學不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)工(gong)藝的效率。電(dian)化學不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)著(zhu)(zhu)色(se)(se)(se)(se)工(gong)藝時間短,效率高,顏色(se)(se)(se)(se)豐富(fu)。


  19. 巴赫氏洛夫介紹(shao)了不銹鋼在重鉻酸(suan)鈉和硫酸(suan)混(hun)合液中(zhong)的電化學氧化著色(se)。