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金属表面处理剂:不锈钢及其他金属(合金)的着色与钝化配方

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-27  浏览次数:1120

不锈钢厦其他金属(合盒)的着色与钝化

 

配方l 不锈钢电化学着黑色

重铬酸钾

30g/L

硫酸锰

25g/L

硫酸铵

35g/L

硼酸

l0g/L

添加剂(柳州长虹机械厂)

5g/L

工艺条件:电压1.5—0.3V,电流0.1—0.3A,温度18℃,阴阳极比为(3—5):l。

   操作时零件应带电进出槽,用铝丝装挂,开始使用电压下限,逐渐升高,出槽使用上限,零件发黑时出槽。

   工艺流程:除油+水洗→电抛光→水洗→脱膜→水洗→氧化(电化学)→水洗→坚膜→水洗→吹干。

不锈钢电化学着黑色主要用于光学仪器的消光处理。

 

配方2不锈钢电化学发黑

硫酸铜

2.0—3.5g/L

硫酸锰

4.0—8.0g/L

磷酸二氢钠

3.0—10.0g/L

氧化剂(将不锈钢表面析出的铜锰氧化成黑色的氧化铜和磷酸锰铁盐)

2.5—8.0g/L

络合缓冲剂(调溶液至澄清)

适量

工艺条件:pH值4.0—4.5,阴极电流密度0.08—0.20A/dm2,温度20一25℃,时间7—12min。

   工艺流程:不锈钢除油(碱液60~80℃)→水洗→抛光→水洗→活化(HN03:HF:H20=2:3:7的混合液,室温活化10min)→水洗→电化学发黑→布轮抛光→聚苯乙烯树脂涂覆→固化斗成品。

   本工艺简单、发黑快、污染小,所得膜层黑度深、色泽均匀、结合力强、耐磨性好,适用于lCrl8Ni9Ti和316L等不锈钢装饰处理。由浙江工业大学开发。

 

配方3不锈钢表面着不透明黑色

盐浴

重铬酸钠

适量

   这是很早就采用的熔盐法,可得到不透明的黑色表面膜。方法是将表面洁净的不锈钢浸入重铬酸钠的熔融液中。处理条件:温度约400℃,时间30~40min。着色后,用绒布抛光,可得到光泽很强的独特黑色。这是一层坚固而密着性好的表面膜,厚度约1μm,其组成为(Fe、Ni、Cr)304。

 

配方4不锈钢表面氧化法着黑色

氰化钠

9份

碳酸钠

7份

氯化钠

4份

将氰化钠、碳酸钠和氯化钠混合熔融,然后浸入表面洁净的不锈钢,可得到优良的黑色。此熔融液对铬系不锈钢最合适,对含镍不锈钢的光泽则较差,处理时间只需2~3min。

 

配方5不锈钢表面硫化法着色

氢氧化钠 

50份

硫氰酸钠

l0份

五水硫代硫酸钠

5份

氯化钠

1份

100份

硫化法是在不锈钢表面析出一层黑色的硫化物沉淀膜。此膜很柔和,但在空气中逐渐褪色,故在使用时要覆以透明涂料以防褪色。一般应用于照相机及光学仪器的内部部件。

   工艺流程:脱脂(用丙酮或三氯乙烯)→活化(用硫酸或王水) →水洗→着色(用上配方溶液) →涂覆透明涂料。

   工艺条件:温度100—120℃,处理时间l0—20min。

 

配方6不锈钢熔盐法着黑色

重铬酸钠

453.6g

重铬酸钾

453.6g

本法采用熔盐法处理,即将不锈钢件浸入由重铬酸钠和重铬酸钾组成的混合熔融液中,温度为400—500℃,便得到不透明的黑色表面膜,着色后冷却,再用绒布抛光即可。

 

配方7不锈钢表面氧化着棕色一红色液

重铬酸钾

300g/L

硫酸

300g/L

工艺流程:不锈钢化学去油→冷水清洗→酸洗(盐酸270mL,硫酸230mL,水500mL,温度40—50℃) →活化(50%盐酸浸蚀) →冲洗(蒸馏水) →着色。

着色处理:将活化后的试件浸入着色液中,控制温度94—96℃,搅拌,并以注水法弥补反应中水的消耗,维持着色液的浓度。不同时间下取出试件会显示不同的着色效果。

时间

l4min

l7min

20min

23min

30min

色泽

棕色

黑色

黄蓝夹杂

金黄色

红色

 

配方8不锈钢表面酸性黑色氧化法(黑染法)

 

硫酸

l8份

25份

重铬酸钠

5份

钒酸盐

一  

l4份

20份

20份

酸性黑色氧化法是将脱脂洗净的不锈钢,浸入加热到90—100℃的加有氧化剂的硫酸溶液中,约l5—30min后即得着色氧化膜。调整浸渍时间,可得到4—5种色调,但密着性好而且稳定的颜色是黑色,故此法亦称为黑染法。两配方的浴温均为90—100℃,处理时间为l5—30min。当采用硫酸一重铬酸钠体系(I)时,也可采用电解的方法,根据处理的时间不同可得到褐色、青铜色、暗褐色、深紫色和绿色等。其着色条件是:溶液组成为硫酸250mL/L,重铬酸钠60g/L,电流密度是0.93mA/cm2,溶液温度为70—95℃;辅助阴极是铅板。

 

配方9不锈钢表面碱性黑色着色法

 

1

氢氧化钠

l3%一l5%

700g/L

磷酸钠

3%

亚硝酸钠或硝酸钠

少量

着色促进剂(二氧化铅)

少量

高锰酸钾

10g/L

硫化钠

lg/L

余量

加至1L

碱性黑色着色法以氢氧化钠为基础,再添加氧化剂或氧化促进剂进行着色。因为不用强酸,所以操作比较安全。碱性法有浸渍法和电解法两种:配方l适于浸渍法,其主要工艺条件是浴温l00—110℃,处理时间30—40min,配方Ⅱ适于电解法,其主要工艺条件是浴温l05—115℃,电流密度0.05—0.1A/cm2,处理时间30—60min。用电解法时,调整浸溃时间可以得到褐色、紫红色、暗紫色和黑色,但要在大面积上得到均一而稳定的色调是不容易的。

 

配方l0不锈钢低温化学着系列颜色

铬酐

250.0g/L

浓硫酸

240mL

硫酸锌

3.0g/L

添加剂xHG—A(湖南工程学院,过渡元素无机盐,能改善着色膜的色泽和重现性)

7.0g/L

添加剂xHG—B(湖南工程学院,含钼化合物,能改善着色膜光泽)

3.5

   本工艺所得着色膜色泽鲜艳、丰满度好、耐蚀性好,操作温度低。在60℃恒温条件下,着色时间5~26min,可获得茶色→蓝色→橙色→金黄色→红色→绿色→黄绿色系列颜色,控制一定着色时间,能获得重现性好的固定颜色。

   整个工艺流程为:不锈钢下料→化学除油→清洗→电解抛光→回收→清洗→活化(H2S04166mL/L,40—50℃,处理2~3min) →清洗→化学着色→回收→清洗→硬化处理(Cr0,250g/L,硫酸1.4mL/L,亚硒酸适量,阴极电流密度0.5—1.0A/dm2,温度45~55℃,处理l0—15min) →回收→清洗→封闭处理(硅酸钠10g/L,添加剂适量,温度沸腾,时间5min) →清洗→千燥→检验→成品。

 

配方11镁合金氧化着浅棕一深棕色

氢氧化钾

l60g/L

氟化钾

34g/L

氢氧化铝

30g/L

磷酸钠

34g/L

锰酸钾

19g/L

加至1L

工艺条件:温度24—29℃,电流密度l.6A/dm2,交流电压30V,时间60min。

   将氢氧化钠溶于水中,其他组分分别溶于氢氧化钠溶液中,混合搅拌均匀即成。

本配方得到的薄膜层为浅棕色,厚膜层为深棕色,膜层耐磨性好。

 

配方l2镁合金氧化着色剂

氢氧化钾

>160g/L

氟化钾

120g/L

氢氧化铝

45—50g/L

磷酸钠

40一60g/L

锰酸铝钾

50—70g/L

加至lL

工艺条件:温度<30℃,电流密度2~4A/dm2,交流电压65—67V,时间控制至最终电压。

制作和使用与前配方相同。

 

配方l3镁合金及其压铸件阳极电化学着棕黄色

锰酸铝钾(以Mn042+计)

50~70g/L

氢氧化钾

l60g/L

氟化钾

120g/L

氢氧化铝

45—50g/L

磷酸钠

40—60g/L

加至lL

工艺条件:pH值碱性,温度≤30℃,起始电流密度2—4A/dm2,最终电压65—75V(交流电)。

   镁合金经阳极电化学处理后,可获得l0—40μm厚棕黄色的转化膜层,均匀耐磨,且抗蚀能力比化学处理的好,用于汽车、电气配件、电子方面的镁合金部件。

 

配方l4镉着褐色一深褐色

重铬酸钾

6.2g/L

硝酸

3.1g/L

加至1.0L

工艺条件:温度50一70℃,时间5—10min。

   将硝酸、重铬酸钾分别溶解于水后,再混合均匀即成。

   本配方为金属镉的褐色着色剂,如要加深色泽,可再浸渍一次,则成深褐色,用于提高装饰制件的美观效果。

 

配方l5镉的着色剂

高锰酸钾

l60g/L

硝酸镉

60一250g/L

硫酸亚铁

5一l0g/L

加至1L

工艺条件:温度50—70℃,时间5—10min。

制作和使用与前配方相同。硝酸只需适量,以保持溶液一定的酸度。 

 

配方l6钛合金阳极氧化着浅棕一深黑色

重铬酸钾

20一30g/L

硫酸锰

15—20g/L

硫酸铵

20一30g/L

加至1L

工艺条件:pH值(用硼酸调)3.5—4.5,温度15—28℃,阳极电流密度0.05—1.00A/dm2。

将各组分分别溶解于水,然后混合均匀即成。

本配方为钛合金黑色阳极着色剂,起始电压为3V,终止电压为5V,阴极材料为不锈钢,阴极与阳极面积比为(3—5):1。在着色过程中,有一个随时间变色的过程,通电2—5min形成的膜为浅棕色,5min后变深,呈深棕或褐色,8~10min呈深褐色至浅黑色。12—15min后为黑色至深黑色。

 

配方l7镍着蓝黑色

亚砷酸

200g

硫酸镍

25g

硫酸铜

6g

盐酸(相对密度l.1g)

2000mL

将亚砷酸、硫酸镍和硫酸铜加入盐酸中溶解即成。用阴极电解进行。

本品为镍着蓝黑色处理剂,主要用于装饰方面。

 

配方l8镍着系列彩色

氯化镍

75—80g/L

氯化锌

30—35g/L

氯化铵

30—35g/L

硫氰酸铵

l3—15g/L

加至1L

   工艺条件:pH值5—6,温度20—25℃,电流密度0.1—0.2A/dm2,时间3—5min。

   将各组分分别溶解于水,然后再混合均匀即成。

   本配方为镍着彩色剂,彩色膜的色泽随时间的变化为黄色+橙色→红色→红棕色→褐蓝色→灰黑色。通过固定电解时间即可得到需要的色泽。用于装饰。

 

配方l9铬的黑色着色剂

铬酐

250.0—300.0g/L

硝酸铬

2.0—5.0g/L

硝酸

0.5—1.2g/L

氟化钾

0.3—0.5g/L

硼酸

l.0—2.0g/L

碳酸钡

7.0g/L

加至l.0L

工艺条件:温度为室温,阴极电流密度25,30A/dm2,时间15—20min。

将各组分分别溶解于水,然后再混合均匀即成。   

本配方为铬的黑色着色剂。主要用于装饰。

 

配方20 316L不锈钢无铬钝化液

硝酸(35%)

100mL

添加剂%(淡黄色悬浮液,北京科技大学腐蚀与防护中心)

5~15mL

   钝化温度为50℃,钝化时间为2h。

   钝化液组分Wb的钝化效果明显。随着钝化温度的升高,316L不锈钢试样的点蚀电位明显增大;钝化时间延长,成膜试样的点蚀电位增高。

 

配方21 不锈钢的化学钝化两则

 

I

硝酸(相对密度l.42)

220—340mL/L

300—500mL/L

温度

50—60%

室温

时间

l5—30min

30~60min

 

配方22奥氏体不锈钢的电解钝化

磷酸

l5%

六偏磷酸钠

1%

钼酸钠

2%

82%

工艺条件:温度25—35%,电压5V,时间5min。

   奥氏体不锈钢(1Crl8Ni9Ti)先在上述配方中电解氧化,然后在10%硫酸过电位区钝化,可提高耐蚀性。

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