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不锈钢表面化学着色的研究进展

查阅:856 发布时间:2019-11-23 17:30:56

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不锈钢具有强度高、可加工性好、耐蚀、耐磨等特点,目前已在航天、海洋、军工和化工等领域有着广泛应用。不锈钢表面处理技术包括:表面本色白化处理、表面镜面光亮处理和表面着色处理等,其中表面着色处理应用最为广泛。目前不锈钢表面着色处理包括:化学氧化着色、电化学氧化着色、离子沉积氧化物着色、高温氧化着色和气相裂解着色等。电化学氧化着色容易引起电力线分布不均匀,从而使不锈钢表面颜色不均匀;离子沉积氧化物着色投资大、成本高,不适用于小批量产品;高温氧化着色的工艺条件比较苛刻;气相裂解着色较为复杂,在工业中应用较少。因此,工业上使用最广泛的依然是化学氧化着色。

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化学着黑色

不锈钢着黑色通常是在INCO法的基础上,加人适当的添加剂,获得均匀的黑色膜。

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无机添加剂

不锈钢着色液中的无机添加剂主要有:硫酸锰、钼酸铵、硫酸锌、硝酸钠、硝酸铵、硝酸钾、稀土盐、硫代硫酸钠和亚硫酸钠等。

硫代硫酸钠和亚硫酸钠均为还原性物质,着色液中添加适量的硫代硫酸钠和亚硫酸钠可以起到稳定溶液、促进配位和增强膜层的物理性能等作用;此外,它们在着色过程中加快了氧化膜的溶解速率,从而在宏观上表现为着色时间的延长。

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有机添加剂

不锈钢着色液中的有机添加剂主要有:表面活性剂、硫脲、有机酸和六次甲基四胺等。

表面活性剂可以明显提高着色膜的均匀性,而且还能明显改变着色速率。阳离子型和阴离子型表面活性剂可加快着色速率,而非离子型表面活性剂则降低着色速率。

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化学着彩色

不锈钢具有优良的耐蚀性和耐磨性,被广泛应用丁装潢、家具等行业中。然而不锈钢单一的银色远远不能满足人们对其色彩的要求,因此,稳定、重现性好的彩色不锈钢着色工艺迫在眉睫。

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酸性化学着色法

酸性化学若色法主要是着眼于传统的INCO法,采用硫酸铬酐体系,在80-90℃的条件下对不锈钢进行表面改性。但INCO法要求的温度较高.水分蒸发快,溶液的浓度容易改变,颜色的重现性较差。

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碱性化学着色法

碱性化学着色法是将不锈钢在含有氢氧化钠、氧化剂和还原剂的溶液中进行着色。着色前不锈钢表面的氧化膜不必除去,在自然生长的氧化膜上再生长氧化膜。随者氧化膜的增厚,其表面颜色发生变化,逐渐由黄色变为蓝色。碱性化学着色法具有毒性小、着色液中不含六价铬等优点;但其同时具有着色温度高、溶液易挥发、色彩控制困难、色彩面窄、易褪色等缺点。

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环保型化学着色法

酸性化学着色法和碱性化学着色法都会对环境造成污染,特别是酸性化学着色法,含有浓度很高的六价铬,对操作工人和环境有很大的危害。

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对于不锈钢化学着色,除了探索更多的添加剂或是几种添加剂复配来降低着色温度、缩短着色时间、稳定着色电位外,更关键的是要开发出安全、环保的着色工艺。环保型化学着色法必将成为不锈钢化学着色发展的方向。

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