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不锈钢化学着色的应用

放大字体  缩小字体发布日期:2012-09-10  浏览次数:905
核心提示:彩色不锈钢的制作主要由三大部分组成,也就是着色前处理、化学着色以及化学着色以后的处理。其工艺流程如下:不锈钢制件一除油一清洗一抛光一清洗一浸蚀除膜一清洗一化学着色一清洗一坚膜一清洗一封闭一清洗一干燥一喷涂透明漆一成品。
 

(一)彩色不锈钢的制作

1.彩色不锈钢制作的工艺流程

彩色不锈钢的制作主要由三大部分组成,也就是着色前处理、化学着色以及化学着色以后的处理。其工艺流程如下:不锈钢制件一除油一清洗一抛光一清洗一浸蚀除膜一清洗一化学着色一清洗一坚膜一清洗一封闭一清洗一干燥一喷涂透明漆一成品。

2.着色前的处理

不锈钢制件在化学着色前要对表面进行彻底的处理,主要是把表面加工过程中所带的油污清洗干净,同时也要把表面的旧氧化膜退除,暴露出金属的表面,表面才能生成新的和基体结合良好而且分布均匀的着色膜。为了提高制件的光洁度和装饰性能,还必须要进行抛光,抛光可以用机械抛光、化学抛光和电解抛光,主要根据不锈钢制件原来的表面状态及装饰的要求而定。

(1)表面除油 表面除油要根据表面的油污情况决定采用的方法。如果油污很严重,可以先用有机溶剂除油,然后再用碱液除油或电解除油等。在一般情况下用碱性溶液除油即可以解决问题。如果制件比较贵重、要求特别严格时,可以在碱液除油的基础上,进一步电解除油,甚至超声波除油。碱液除油的配方及工艺条件如下:

氢氧化钠(NaOH) 75~909/L 十二烷基硫酸钠(或OP) 1~29/L磷酸钠(Na3P04) 25~409/L 溶液温度45~70℃碳酸钠(Na2C03) 15~259/L 处理时间 l0~20mim

(2)表面抛光对要求不高的制件可以采用化学抛光,化学抛光采用三酸溶液,一方面可以去除表面的旧氧化膜,另外通过酸液的抛光溶解可使表面更光亮,化学抛光溶液的配方及工艺条件如下:

硫酸(H2SQ,98%) 100~1109/L OP—l0乳化剂 2~3mL/L硝酸(HN03,65%) 60~659/L 溶液温度 70~85"C盐酸(HCl,38%)40~509/L 抛光时间 . 2~5mim酸性橙黄染料 5~109/L

化学抛光主要是起提高光亮度的作用,其平整能力稍差,如果要提高光整度,可用电解抛光处理,电解抛光的溶液配方及工艺条件如下:

磷酸(H3P04) 550~650mL/L 阳极电流密度 l0~30A/din2硫酸(H2S04) 250~350mL/L 溶液温度 50~60℃铬酐(Cr03)45~559/L 抛光时间 4~5mim甘油 25~35mL/L 电极材料 铅板或不锈钢板(3)酸蚀除膜不锈钢表面在抛光后,很快便会生成一层薄韵

氧化膜,因此在化学着色前一定要经过浸酸除膜处理,否则会影响着色膜的成长以及膜与基体的结合力。处理的方法很简单容易,只要将不锈钢浸在稀的盐酸或磷酸溶液中,膜便可以溶解除去。溶液配方及工艺条件如下:

磷酸(H3P04) 55~65mL/L 处理时间 6~10mim溶液温度 20~30℃

3.不锈钢制件表面着色

着色是制作彩色不锈钢的关键步骤,制品经过化学着色后可获得各种色彩,而不锈钢的着色并非是形成了有色的表面膜覆盖,而是不锈钢表面形成了无色透明的氧化膜对光的干涉。随着表面氧化膜成分和厚度的不同,所获得的色彩也就不同。 ,

(1)彩色不锈钢着色原理不锈钢经表面处理后所呈现的各种颜色是表面生成的氧化膜层对光的干涉色彩。这种色彩是不锈钢氧化膜表面上的反射光线与通过氧化膜折射后的光干涉所产生的。图3—1是其原理的示意图。

 


 

图3-1 彩色不锈钢显色示意图

入射光工在氧化膜的表面A处分成两束,一束反射回空气中即Rl,另外一束则通过A点在氧化膜中折射沿AB方向走。当到达不锈钢基体8点时,发生全反射,在氧化膜与空气之间的C点再次发生折射,进入空气中。即R2。Rl和R2之间存在着位相差和光程差。当这两束光线相遇时,

会发生光的干涉现象,而当氧化膜表面反射光通过和经过氧化膜折射后的光与金属表面反射光通过光干涉现象而互相加强时,则对应与该波长光的色调被加强,而且显示出符合该波长的颜色。

由此可见,当不锈钢表面的氧化膜成分确定为一样时(相同),即光的折射率咒相同,光线以确定的入射角射入,当氧化膜的厚度d.不相同时,由公式,2—KA/zd知其干涉波的波长A不同,就会呈现不同的色彩,所以控制不同厚度的氧化膜就得到不同的颜色。在溶液成分相同、温度相同、金属材料相同的情况下,着色时间的不同就得出不同厚度的氧化膜,也就出现不同的颜色,所以控制不同的着色时间就得到不同的色泽。

(2)着色溶液的配方及工艺条件 不锈钢着色的溶液有酸性着色液和盐类着色液。最常见的是硫酸一铬酐体系。再加入少量的添加剂。也可以不加,同样也能够着色。着色溶液的配方及工艺条件如下:

硫酸(HzS04) 250~290mL/L 添加剂Ⅱ 5~159/L铬酐(Cr03) 235~2659/L 溶液温度 60~90℃添加剂I l5~259/L

随时间的不同,得到不同的颜色:棕色一蓝色一黄金色一红色一绿色。

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