從表面顯微結構看,著色膜是一層疏松結構。表面有許多10~20μm的凹槽,凹槽的面積約占總面積的20%,著色膜是柔軟的,不耐磨的,易為手指所沾污,無實用價值,必須進行固膜處理,提高膜的性能。


  固膜處理機理如下。將著色出來的彩(cai)色不(bu)銹鋼(gang)放入含有鉻酐和反應促進劑的溶液中。將彩色不銹鋼放在電解槽的陰極,陽極使用鉛板,進行電解處理,通過陰極上析出的氫把六價鉻(Cr6+)還原為三價鉻(Cr3+),并形成穩定的三價鉻絡合物沉積在著色膜上,達到封孔的目的。隨著電解過程中氫離子的析出,膜表面微孔內pH上升,達到三價鉻(Cr3+)水解的pH時,水解產生Cr2O3、Cr(OH)3、鉻化物,填充在膜孔中。


 固膜(mo)處理溶液成分和工藝條件見(jian)表8-31.


表 31.jpg


化(hua)學(xue)固膜溶液成分及工藝條(tiao)件:


重鉻酸鉀(K2Cr2O7)  15g/L  、溫度  60~80℃  、時間  2~3min  、氫氧化鈉(NaOH)  3g/L  、pH  6.5~7.5


固(gu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)處理(li)對色彩的(de)影(ying)響:電解固(gu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)處理(li)后(hou),實質上也能(neng)使(shi)氧(yang)化膜(mo)(mo)(mo)(mo)加厚,使(shi)彩色膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)顏色發(fa)生變化,處理(li)時間越長,顏色變化越大(da)。因此(ci),在(zai)達到固(gu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)效果后(hou),盡(jin)量(liang)縮短(duan)固(gu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)處理(li)時間。


固膜處理前(qian)后著色膜顏色變化見(jian)表(biao)8-32.


表 32.jpg


 從(cong)表8-32可見(jian),茶色(se)至藍灰色(se),固膜前后(hou)顏(yan)(yan)色(se)基本不變(bian),黃(huang)色(se)由淺(qian)變(bian)深(shen),從(cong)深(shen)黃(huang)色(se)開始到橙(cheng)色(se),固膜后(hou)比固膜前向(xiang)后(hou)移了(le)一(yi)種(zhong)顏(yan)(yan)色(se),這是由于固膜增(zeng)厚了(le)著(zhu)色(se)膜,從(cong)而推后(hou)了(le)一(yi)種(zhong)顏(yan)(yan)色(se),為了(le)得(de)到彩色(se)所(suo)(suo)要求的(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se),在著(zhu)這幾(ji)種(zhong)顏(yan)(yan)色(se)時應(ying)提早一(yi)種(zhong)顏(yan)(yan)色(se)出(chu)槽,固膜后(hou)正好(hao)達到所(suo)(suo)需要的(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)。固膜處理后(hou),對原來的(de)(de)(de)色(se)澤(ze)有加深(shen)作用。但色(se)澤(ze)變(bian)化在整個表面上是均(jun)勻的(de)(de)(de),所(suo)(suo)以(yi)(yi)可以(yi)(yi)在著(zhu)色(se)時控制著(zhu)色(se)電(dian)位加以(yi)(yi)糾(jiu)正。


 為了穩(wen)定(ding)著色(se)膜(mo)的色(se)彩,使膜(mo)固化(hua)處理后色(se)澤不變,發現用硒酸(suan)(suan)(suan)來代替硫酸(suan)(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)(suan),如固膜(mo)4號配(pei)方,不僅(jin)能保持色(se)澤穩(wen)定(ding),而且耐(nai)磨(mo)性更好。但由于(yu)硒酸(suan)(suan)(suan)價格昂(ang)貴,有毒(du)性,很少應用。


 鉬酸(suan)鈉(na)加入固膜溶液(ye)中,對顏(yan)色無影響,可明顯提高著色層的光亮度。



一、固(gu)膜處理后彩色膜性能


1. 耐磨性


   未經固膜(mo)(mo)處(chu)理的著(zhu)色膜(mo)(mo)。經有500g荷重的橡皮頭往(wang)復摩擦(ca),5~8次即(ji)露底。經過(guo)固膜(mo)(mo)處(chu)理的著(zhu)色膜(mo)(mo),可以承受200~400次往(wang)復摩擦(ca)后才露底。耐磨(mo)性提高數十(shi)倍。


   著色膜經固膜處理后的耐(nai)磨(mo)性大大提高,硬度(du)增加。其(qi)原因可解釋為鉻的氧化物在表(biao)面上沉(chen)積出來,使著色膜變得致(zhi)密,使硬度(du)增加。


2. 耐點蝕實(shi)驗


   用10%FeCl3溶液,室溫,將未著色的、著巧克力色的和固膜處理的不銹鋼浸漬100h,試樣失重結果見表8-33。


表 33.jpg


   由(you)表8-33可見,著色后并固膜處理的試樣失重最小,也(ye)就是說耐(nai)蝕(shi)性最好。


3. 針孔實驗


 試樣在10%FeCl3水溶液中,室溫浸漬1h,結果見表8-34。


表 34.jpg


  可以看出,僅(jin)著色處(chu)理的(de)試(shi)樣麻(ma)點大(da)而深,針孔耐蝕性(xing)比(bi)原(yuan)材料還差。但固膜處(chu)理后的(de)針孔很細很淺,針孔耐蝕性(xing)最好。


4. 耐污性測(ce)試


  ①. 用藍墨水(shui)滴在已著色試片(pian)上(shang),烘(hong)干后用清水(shui)沖(chong)洗(xi),觀(guan)察試片(pian)上(shang)是(shi)否留有痕跡(ji),見(jian)表8-35。


表 35.jpg


  ②. 用手(shou)觸摸試片實(shi)驗。耐污性差的(de)試片手(shou)汗(han)可(ke)使膜變色,見表8-36.





二、封閉處理


 固膜(mo)處理后(hou)的著色膜(mo)仍有少量孔隙存在。對固膜(mo)處理后(hou)的著色膜(mo)進(jin)行封閉(bi)(bi)處理。見表8-37封閉(bi)(bi)溶液和工藝條件。


表 37.jpg


 封閉對(dui)著色膜的影響如(ru)下。


①. 耐摩擦性能


表 38.jpg


  由表8-38可見,最滿意的結果(guo)為4號樣品(pin),即固化處(chu)理(li)后在1%硅酸(suan)鹽水溶液中沸騰5min。


②. 耐磨(mo)損(sun)實驗


   摩擦(ca)件為(wei)塑料橡皮,正壓力(li)為(wei)0.625kgf/cm(1kgf/c㎡=98.07kPa).表8-39為(wei)各種著色膜(mo)表面耐磨損實驗(yan)結果(耐磨次數)。


表 39.1.jpg


   由表8-39可見,電解(jie)固膜(mo)(mo)后(hou)(hou)表面耐磨損(sun)比(bi)固膜(mo)(mo)前黃色膜(mo)(mo)提高(gao)7倍(bei)(bei),藍(lan)色膜(mo)(mo)提高(gao)11倍(bei)(bei)。封(feng)閉后(hou)(hou)表面耐磨損(sun)比(bi)電解(jie)固膜(mo)(mo)后(hou)(hou)提高(gao)0.75倍(bei)(bei)(黃色膜(mo)(mo))。


③. 表面粗糙度的影(ying)響


表 40.jpg


  不銹鋼經(jing)化(hua)(hua)學(xue)著色、固膜(mo)處理和硅(gui)酸鹽封閉后表面(mian)(mian)粗糙度(du)均會發生變化(hua)(hua),見表8-40不銹鋼表面(mian)(mian)粗糙度(du)變化(hua)(hua)。