不銹鋼無鉻電解著色膜堅膜工藝及性能的研究.pdf

1、不銹鋼無鉻電解著色作為一種新的不銹鋼著色技術，由于其裝飾性高，環(huán)保低毒備受人們青睞。但無鉻電解著色膜的耐蝕性、耐磨性低，難以滿足實際使用要求。為了提高無鉻電解著色膜的性能，本文就電解拋光、電解活化、固膜封閉處理等堅膜工藝進行了系統(tǒng)研究，獲得了與鉬酸鹽無鉻電解著色體系配套的前后處理的堅膜工藝。進行的研究和取得的實驗結果如下：
　　1.傳統(tǒng)電解拋光體系中由于鉻酐對環(huán)境和人體的污染及傷害導致其使用范圍受到限制。本文通過多因素探索實驗，運

2、用電化學測試及掃描電鏡形態(tài)分析等手段，通過測量著色膜光澤度、耐蝕性、微觀形貌等性能指標，研究了磷酸-硫酸體系電解拋光效果，胺類添加劑（UP）的作用。結果表明：電解拋光能提高著色膜的光澤度、耐蝕性、耐磨性；UP能有效防止不銹鋼在電解拋光過程中發(fā)生過腐蝕。
　　2.運用電化學手段分析探討不銹鋼在電解活化液中的活化機理，并測量不銹鋼在電解活化液中的陽極極化曲線，獲得電解活化的電流范圍。結果表明：電解活化過程中生成活化膜，活化膜的生長分為

3、形核、生長、成膜三個生長階段。不銹鋼在小電流密度（0.067A/dm2）下電解活化效果最好。
　　3.在前述實驗的基礎上，通過對無鉻電解著色膜的表面光澤度、耐蝕時間等參數(shù)的測量，對電解拋光、電解活化的體系分別進行了四因素三水平的正交實驗和單因素實驗，研究了電解拋光、電解活化對著色膜的改善作用，并獲得了各自最佳的工藝配方。
　　4.實驗研究了不銹鋼基體表面狀態(tài)對電解著色膜的性能的影響，通過電化學手段測量著色膜的耐蝕性，結果表明

4、：不銹鋼亞面和機械拋光面都經(jīng)過電解拋光和電解活化后電解著色膜的光澤度、耐蝕性相近，研究獲得的前處理工藝對基材表面的適應性強。
　　5.采用電化學方法和耐摩擦磨損試驗機檢測了5種固膜方法：沸水固膜、硅酸鈉固膜、重鉻酸鉀固膜、鎳封閉劑固膜、及硅溶膠固膜對電解著色膜的固膜效果。硅溶膠固膜后表面形成一層透明的有機薄膜覆蓋在著色膜，固膜效果最好，不影響著色膜原本色彩，且硅溶膠工藝較成熟，制備簡單，環(huán)保低毒。其他四種方法固膜效果較硅溶膠差。<

5、br>　　6.應用SEM和XPS對無鉻電解著色膜和含鉻電解著色膜的形貌和物相進行了分析。兩者表面均存在裂紋，含鉻電解著色膜裂紋較深，膜層厚度為15~20μm，著色膜含有O、Cr、Fe及少量的Ni，Cr以六價和三價形式存在，F(xiàn)e以二價和三價形式存在，其中六價Cr具有自修復性，能提高膜的耐蝕性。無鉻電解著色膜厚度2~3μm，著色膜主要含有O、Mo及少量的Fe，其中Mo以六價形式存在，但膜層的裂紋較淺較少且更致密，因此通過前處理、后處理固膜工