不锈钢表面化学着色的研究进展
不锈钢化学法着金色工艺
摘要本文综述了不锈钢着色技术的现状及目前国内外的发展动态，分析了现有不锈钢着色技术的优缺点。
运用单变量实验法对304不锈钢化学法着金色工艺进行了优化设计，确定了最佳着金色溶液的配方：267ml/L H2SO4、200ml/LHNO3、26g/L MnSO4、153.3g/L Cr2O3、2.67g/L Z-1(添加剂A)、2g/L Z-2(添加剂B)、2g/L Z-3(添加剂C)，着色时间为17～19min，着色温度为87～93℃。
在分析了不锈钢的显色原理和该着色液着色的反应机理的基础上，着重讨论了该配方中不同添加剂对着色过程和色膜的影响，实验结果表明：该工艺具有着色时间易于掌握、环境污染小、色膜附着力强、光泽性好等特点，同时该膜提高了304不锈钢的耐磨性和耐蚀性。
关键词不锈钢；化学法；着金色；着色机理；影响因素ABSTRACTThis paper generally introduced the present situation. And it also introduced domestic and abroad developing trends of surface treatment of stainless steel at present, analyzed the advantages and disadvantages of existing surface treatment technologies of stainless steel. The black chemical coloring technology parameters were optimized by designing orthogonal tests in this article. It has been determined that the best technological formulation is 67g/L NaNO3、67g/L NH4NO3、70g/L MnSO4、250ml/L H2SO4、40g/L CrO3、20g/L addition A、40g/L addition B; the coloring time is 8～10min and the coloring temperature is 90～100℃. The mechanism of manifestation of color and blackening process of stainless steel was analyzed. All kinds of factors of blackening quality and the function of its components were discussed. And thus parameters and conditions for blackening process were determined and established. The experiments have proved that oxidizing-blackening film has strong adhesion, excellent luster and decorative properties, uniform color, better corrosion resistance.Key words Stainless steel; Chemical method; Blacking coloring; Coloring mechanism; Affecting factors前言不锈钢，因其有优良的耐蚀性、耐磨性、韧性、加工性能、精美的外观及无毒等特性，在海洋、宇航、石油化工、家用设备、交通车辆等方面的应用日益广泛。
不锈钢上紫红色铬酸盐转化膜的研究
不锈钢上紫红色铬酸盐转化膜的研究福建师范大学化学系(福州350007) 张碧泉 卢兆忠 林建民摘 要 用化学着色法从铬酸盐溶液中获得了紫红色不锈钢转化膜。
XPS和A ES分析表明,膜层厚度约为125nm,膜层主要是由C r、Fe、N i和O元素组成,这些元素在膜的表面分别以C r2O3、Fe2O3和N i O状态存在。
从A ES深度刻蚀曲线的组成恒定区求得膜层的相对原子百分浓度约为:C r28.0,Fe2.6,N i0.5。
关键词 不锈钢 铬酸盐 转化膜 彩色不锈钢工艺从1927年开始研究[1],至1972年I N CO欧洲有限公司开发了不锈钢表面的酸性化学着色,即I N CO法[2],才使不锈钢着色得到工业应用。
至今已广泛用于装饰、建材、标牌和印刷中。
目前国内外研究和生产彩色不锈钢的主要方法是采用铬酸盐溶液[3～4],即不锈钢试样在热的铬酸盐溶液中产生化学反应,表面形成氧化膜(着色膜),控制着色膜的厚度,在自然光照射下可以得到紫红色,这种膜具有优于基体的耐蚀性能。
本文主要介绍不锈钢在铬酸盐溶液中所获得紫红色表面膜层,采用电子能谱法测定了膜层的元素组成、价态及组成随深度的分布。
1 实验部分(1)着色处理 市售304BA光亮不锈钢片,经除油、活化和水洗后,浸入着色液:C r O3250g L、H2SO4490g L,温度70℃、搅拌,以铂电极为参比电极,采用数字电压表测量试片的电位变化,根据电位2时间曲线,计算着色电位差∃Υ(∃Υ=Υc-ΥP,Υc为起色电位,ΥP为紫红色电位)的大小,可以得到紫红色不锈钢表面膜层。
(2)膜层的光电子能谱分析[5] 用Perk in2E l m er PH I550型ESCA SAM多功能电子能谱仪,M gKΑX2射线(1253.6eV)为激发源,靶电压10.00kV、电流20mA,XPS全扫描和高分辨谱的通能为50eV,分析室压力为5×10-9Pa,A ES测定时,A r+束为5kV,溅射面积为5mm×5mm,刻蚀速率大约为2～3 nm m in。
不锈钢化学着色彩色技术与工艺流程
不锈钢化学着色彩色技术与工艺流程1彩色不锈钢的兴起经过着彩色的不锈钢，由于更具有美感，且其使用、观赏价值比较高，因而受到人们的普遍欢迎。
彩色不锈钢除有美丽的外观，作为装饰外，还可以提高不锈钢的耐磨性和耐蚀性，因此，不锈钢着彩色技术开发了表面处理又一新领域。
彩色不锈钢可广泛应用于建筑装璜、厨房用具、家用电器、仪器仪表、汽车工业、化工设备、标牌印刷、艺术品及宇航军工等行业。
2彩色不锈钢技术在国内的发展近20年来对不锈钢着色工艺有不少单位的人进行了研究，取得了不少实验成果。
但是，不锈钢着色的色彩重现性不好，是国内研究工作中存在的难题，虽然已经取得初步成果，该项工作尚需深入实际大规模生产加以解决。
上海钢铁研究所对因科（In—co）工艺在实验室基础上进行了大量的探索，掌握了较全面的各类数据，解决色彩重现差的难题，成功地研制出多种规则的单一色彩的蓝色、金黄、红色、绿色、黑色等板材、管材、表壳等彩色不锈钢材。
其色彩可与进口日本国新日铁公司的彩色不锈钢材相比美。
3彩色不锈钢着色原理(1)不锈钢在化学着色液中经过表面氧化着色处理后，显示出各种色彩，并非形成有色的表面覆盖层，而是由于光的干涉所致。
(2)膜层厚度与显示色彩的关系当不锈钢表面氧化膜的折射率n一定时，干渉色主要决定于氧化膜的厚度h和自然岂入射角度i。
当垂直观看时，膜的厚度n与颜色的关系见表1。
表1膜厚h与颜色的关系序号颜色膜厚h（nm）波长λ（nm）1234蓝80450~480xx110580~600玫瑰红140650~750xx190500~5605柠檬黄240560~5806玫瑰红260650~750实验证明，在有效着色范围内，膜层厚度随着着色进程进行而持续增长，最初薄氧化膜显示蓝色、棕色，进而膜为中等厚度显示金黄色、红色、后来膜为厚膜则显示绿色，共4种主色，加上中间色彩共约十几种色。
(3)表面氧化膜的成分改变的影响表面氧化膜的成分改变，就会改变氧化膜的折射率n的大小，即使表面厚度相同，干涉色的色彩也会发生变化。
不锈钢着色处理技术
不锈钢着色处理技术一、前言不锈钢，由于有优良的耐腐蚀性和机械性能等，在建筑材料、厨房器具、浴槽、家用电器、车辆、汽车等广泛范围得以应用。
不锈钢的表面，有美丽和洁净的外观。
但是，另一方面，其银白色的金属光泽，又给人以寒冷、锐利的感觉，用于某生产品上，会给人带来冷漠感，使人感到不快。
人们在使用不锈钢时，对其外表、形态十分重视，对它的表面的加工，下了不少工夫，诸如研磨加工多样化，腐蚀或喷砂论理，压花处理等。
为了给人以温暖、柔和的感觉，还对不锈钢进行着色，使它的用途更广。
人们早就对不锈钢表面加工着色技术进行研究，并且小规模地用于照相机、精密机器和工艺品等产品上。
近年来，随着不锈钢用途的多样化、高级化，对着色技术的要求就更加迫切。
着色技术研究工作的发展，促进了它的实用化。
目前因科法的彩色不锈钢板或涂覆不锈钢板，以及镀铜不锈钢板等的制造技术已被确立，并得到大量使用。
本文将就不锈钢着色技术中这三个着色不锈钢板，以其制造技术和产品性能为中心，谈论一下日本的现状。
二、不锈钢的着色技术①②不锈钢的着色技术有很多种，大致有以下四种类别:(1)采用化学处理着色(a)高温着色法(b)低温着色法(2)采用有机物涂覆着色(a)涂刷法(b)薄膜法(3)采用搪瓷或景泰蓝着色(4)采用镀有色金属着色不锈钢的高温着色法，早被人们知晓，采用回火色法或重铬酸盐得到黑色的熔融盐法，为其代表。
采用化学处理液的低温着色法有很多种，较多的是在不锈钢表面上令其形成氧化膜，利用光的干涉现象而得到彩色的方法。
但彩色的再现性或氧化膜耐磨耗性等有问题，不太实用。
自从因科法的技术开发以来，上述问题得到了解决，在多方面得到应用。
在不锈钢上进行涂覆的方法，是使用不透明着色途料与使用透明着色涂料的方法。
过去，对不锈钢的涂覆，由于钢板与涂料的密着性不好而使其在用途上受到限制。
近几年来，随着涂覆技术的提高，卷板的涂覆已成为可能，因而，涂覆不锈钢板和着色镀锌铁板、彩色铝板一样，在建筑材料等方面得到广泛应用。
不锈钢化学着色的研究进展及发展前景
１ 国外化学着色法的研究及应用
（） 验室 阶段 ：９７年 Ｗ． Ｈ ｔｅ 和 Ｈ．ｅｎ在 实验 中发 现 ， 不锈 钢浸 渍 于 ＣＯ ．２ｏ 溶 液 中 １实 １２ Ｈ． ａ ｄ ｉ ｆ Ｇｅ 把 ｒ３Ｈｓ ４ 可使 不锈 钢表 面呈 现黑 色 ， 取得 了第 一 个 专利 （ Ｋ ２５８ ） １３ 并 Ｕ Ｆ７７１ ；９９—１４ 年 美 国相 继 提 出 了在 Ｈ ｓ ４ ９１ ２０
基金项 目： 中船重工 集团公 司七二五研究所科技开发项 目（Ｗ ２ １） Ｌ ００ ２ 作者简介： 大字（９５ 。 。 孙 １ 一）男 河南路阳人 ， ７ 工程师 。 博士 ．
收 稿 日期 ：０５— ６—１ ２０ ０ ５
维普资讯
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１ ・ Ｏ
河 南 科 技 大 学 学 报 ：自 然 科 学 版
２０ ０６矩
膜对 光干 涉而成 色 。
（） 步法 ： 在不锈 钢 表面 沉积 铜 、 、 、 或其 他合 金层 后 ， 用沉 积 层容 易 着 色 的 特点 ， ６二 先行化学着色。该方法着色宽广 ， 色质鲜明美观 ， 易控制 ， 操作方便 ， 能制作复杂的图案 ， 且
（） ４ 碱性 着 色法 ： 含有 氧化剂 和还原 剂 的强碱 性水 溶 液 中使 不锈 钢 着 色 ， 特 点 是 利用 自然 成 长 在 其 的薄膜 （ 不必 除去 钝化 膜 ） 再生 长不 同厚度 的氧化 膜 。
（） ５酸性氧化着色法 ： 把不锈钢浸渍于着色溶液中 ， 通过化学反应在不锈钢表面形成无色透明氧化
（） １重铬 酸 盐氧 化法 ： 不锈钢 置于熔 融态 的重 铬酸 钾 （ ） 将 钠 中进行 氧 化 ， 获得 黑 色 的氧 化 膜 。此法
不锈钢化学着色彩色技术与工艺流程
不锈钢化学着色彩色技术与工艺流程————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：不锈钢化学着色彩色技术与工艺流程1 彩色不锈钢的兴起经过着彩色的不锈钢，由于更具有美感，且其使用、观赏价值比较高，因而受到人们的普遍欢迎。
彩色不锈钢除有美丽的外观，作为装饰外，还可以提高不锈钢的耐磨性和耐蚀性，因此，不锈钢着彩色技术开发了表面处理又一新领域。
彩色不锈钢可广泛应用于建筑装璜、厨房用具、家用电器、仪器仪表、汽车工业、化工设备、标牌印刷、艺术品及宇航军工等行业。
2 彩色不锈钢技术在国内的发展近20年来对不锈钢着色工艺有不少单位的人进行了研究，取得了不少实验成果。
但是，不锈钢着色的色彩重现性不好，是国内研究工作中存在的难题，虽然已经取得初步成果，该项工作尚需深入实际大规模生产加以解决。
上海钢铁研究所对因科（In—co）工艺在实验室基础上进行了大量的探索，掌握了较全面的各类数据，解决色彩重现差的难题，成功地研制出多种规则的单一色彩的蓝色、金黄、红色、绿色、黑色等板材、管材、表壳等彩色不锈钢材。
其色彩可与进口日本国新日铁公司的彩色不锈钢材相比美。
不锈钢由于含铬量高，在其表面形成了极其致密的保护膜，所以不锈钢电镀关键在于前处理，除去氧化膜并防止其再生，普通的工艺为：抛光、除油、活化、预镀、电镀，不能在其表面形成结合力良好的镀层。
3 彩色不锈钢着色原理(1)不锈钢在化学着色液中经过表面氧化着色处理后，显示出各种色彩，并非形成有色的表面覆盖层，而是由于光的干涉所致。
(2)膜层厚度与显示色彩的关系当不锈钢表面氧化膜的折射率n一定时，干渉色主要决定于氧化膜的厚度h和自然岂入射角度i。
当垂直观看时，膜的厚度n与颜色的关系见表1。
表1 膜厚h与颜色的关系无锡316L不锈钢管序号颜色膜厚h（nm）波长λ（nm）1 蓝80 450~4802 金黄110 580~6003 玫瑰红140 650~7504 墨绿190 500~5605 柠檬黄240 560~5806 玫瑰红260 650~750实验证明，在有效着色范围内，膜层厚度随着着色进程进行而持续增长，最初薄氧化膜显示蓝色、棕色，进而膜为中等厚度显示金黄色、红色、后来膜为厚膜则显示绿色，共4种主色，加上中间色彩共约十几种色。
不锈钢化学抛光工艺的研究
不锈钢化学抛光工艺的研究不锈钢是一种耐腐蚀的金属材料，广泛应用于建筑、汽车、厨具、医疗设备等领域。
然而，由于加工过程中产生的表面缺陷以及与环境接触引起的氧化和腐蚀问题，不锈钢的表面往往需要进行抛光处理，以改善其外观和耐蚀性能。
化学抛光过程首先是表面清洗，目的是去除尘埃、油脂和其他杂质，以确保抛光效果。
清洗方法包括溶剂清洗、碱洗、酸洗等。
随后，进行表面钝化处理，常用的方法是在一定条件下，使用硝酸或氢氟酸制成的溶液，使不锈钢表面形成一个致密的、具有抗腐蚀能力的氧化膜。
表面钝化处理能够增加不锈钢的耐蚀性能，延长其使用寿命。
化学抛光最关键的环节是酸溶液的配方和工艺控制。
酸溶液的主要成分一般是硝酸、氟化物、酸性还原剂等。
硝酸能与不锈钢表面的氧化物发生反应，氟化物则在反应中起催化剂的作用，加速氧化物的去除。
酸性还原剂一般是硫酸或盐酸，用于降低酸溶液的pH值，保持其酸性。
除了酸溶液的配方，工艺的控制也非常重要，包括温度、浸泡时间、搅拌速度等。
这些参数的控制可以影响抛光效果，所以需要根据具体情况进行调整。
此外，不锈钢化学抛光还面临一些挑战和问题，例如抛光后的表面光亮度不均匀、表面粗糙度难以控制、抛光过程中产生的废水治理等。
针对这些问题，研究者们已经进行了一些探索和实践。
例如，通过调整酸溶液的配方和工艺参数，优化抛光效果；采用电化学抛光技术，提高抛光效率和表面质量；开发高效的废水处理方法，减少环境污染等。
总的来说，不锈钢化学抛光是一种重要的表面处理技术，可以提高不锈钢的外观和耐蚀性能。
随着研究的深入，相信不锈钢化学抛光技术将不断改进和完善，为不锈钢的应用领域提供更好的解决方案。
不锈钢氧化着色
0 前言不锈钢具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，广泛应用于宇航、海洋、核能和石化等方面。
随着人们生活水平的提高，民用产品，如建筑、家电、汽车和橱房用品等对不锈钢制品的需求量也在扩大．并不断向装饰性和艺术性方面发展，固此对不锈钢表面色彩的要求也不断提高。
不锈钢着色技术的开发研究满足了这一要求，可使不锈钢表面形成各种不同的鲜艳色彩[1]。
彩色不锈钢有如下特点[2]：彩色丰富，灰度等级多；彩色是由化学反应形成的薄膜经光干涉作用的结果，故不会产生脱落、退色，始终保持鲜艳；耐磨损，耐腐蚀，耐高温，抗风化；能弯曲，可拉伸，加工性良好。
因此，彩色不锈钢是一种新型高品位性能优异的材料，尤其适合于高档建筑装饰材料。
彩色不锈钢板近年来由于它所具有的独特性，应用越来越广现在，国外在建筑物上大量采用彩色不锈钢制品作装饰，彩色不锈钢板已经风靡一时。
目前不锈钢化学着色常用方法如下[2]：（1）重铬酸盐氧化法：将不锈钢置于熔融态的重铬酸钾（钠）中进行氧化，获得黑色的氧化膜。
此法弊端多，应用较少。
（2）硫化法：将不锈钢在10%的草酸溶液中浸渍，清洗干燥后再浸在1%的硫化钠溶液中，得到一层黑色的膜（由Fe2S3和Ni、Gr等金属盐组成）。
此膜美观，装饰效好，但是只能得到单一的黑色。
（3）脉冲激光照射法：先将不锈钢板浸渍于硝酸溶液中，然后用脉冲激光照射，通过控制时间使钢板表面呈现各种颜色。
该方法很有发展潜力。
（4）碱性着色法：在含有氧化剂和还原剂的强碱性水溶液中使不锈钢着色，其特点是利用自然成长的薄膜（不必除去钝化膜）再生长不同厚度的氧化膜。
这种方法毒性较小，但槽液温度高，溶液易挥发，色彩控制困难，色彩面窄，易退色。
（5）酸性氧化着色法：把不锈钢浸渍于着色溶液中，通过化学反应在不锈钢表面形成无色透明氧化膜对光干涉而成色。
这种方法易控制，槽液温度较低，溶液寿命长，且能得到宽光谱的多种色彩。
（6）二步法：先在不锈钢表面沉积铜、锌、钛、镍或其他合金层后，利用沉积层容易着色的特点，再在沉积金属上进行化学着色。
不锈钢涂漆
不锈钢涂漆方案一、不锈钢着色技术不锈钢着色技术的开发研究满足了这一要求，该技术可使不锈钢表面形成各种不同的鲜艳色彩，而且耐磨性和耐蚀性优良，是一种很好的装饰性表面处理技术。
1、着色原理不锈钢经过化学着色处理后，表面呈现出各种颜色，这是在不锈钢表面形成了无色透明氧化膜对光的干涉色。
入射光从空气中以一定角度照射到氧化膜表面,一部分被反射回空气中成为反射光，另一部分成为折射光。
在氧化膜中原来方向传播,当遇上不锈钢基体表面就发生全反射，成为反射光,在氧化膜表面C 点上，一部分经折射后进入空气，另一部分仍反射回氧化膜中,这时折射光与反射光由于存在位相差和光程差，当这2束光相遇时，就会发生光的干涉现象，出现不同的颜色。
当不锈钢表面氧化膜的折射率一定时，干涉色主要决定于氧化膜的厚度和自然光的入射角度。
当入射光固定时，膜的厚度不同，不锈钢表面也会呈现不同的颜色。
2、着色方法目前，不锈钢着彩色的方法有四种：表面氧化法（INCO法）、有机物覆盖法、沉积有色金属法和电解着色法。
较为实用的是表面氧化法和电解着色法。
3、工艺流程不锈钢试样→机械抛光→清洗→化学抛光→清洗→除油→活化→着色→清洗→封闭处理→清洗→烘干。
清洗均用蒸馏水。
抛光：(1)机械抛光：用100目和200目金相砂纸,逐级打磨不锈钢试样至准镜面,最后用800目磨砂纸抛光。
(2)化学抛光：用自配的抛光液，使试样在机械抛光的基础上进一步抛光。
除油：化学抛光后，试片表面上覆有油污，会影响着色膜的生成和着色膜的质量,要对试样表面进行除油。
除油的方法很多包括：化学除油、电化学除油、有机溶剂除油。
活化：不锈钢表面极易生成肉眼看不到的薄钝化膜(几个纳米) 影响着色的均匀性，尤其进行大面积活化时，活化不理想，将导致表面着色不均匀，产生条纹和多种颜色等。
因此，着色前进行活化处理必须十分谨慎。
着色：试验采用酸性化学着色，除常用的三氧化铬和硫酸外，还加入一些添加剂，保证着色过程稳定。
不锈钢常温发黑剂
不锈钢化学常温发黑的研究不锈钢具有强度高、加工性好、耐蚀、耐磨等特点，目着已在航天、海洋，军工、化工、建筑、家俱等广泛应用。
不锈钢表面着色处理技术分为以下几种方式，1;化学氧化着色，2;电化学氧化着色，3、离子沉积氧化物着色，4、高温氧化着色，5、气相裂解着色。
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，离为子沉积氧化物着色投资大，成本高，不适用小批量产品，高温氧化着色的工艺条件较为苛刻；气相裂解着色较为复杂，在工业中应用较少，因此使用最广泛的依然是化学氧化着色的工艺；化学氧化着色又分为酸性及碱性两种，1; 酸性为常温发黑，也就是室温的情况下把不锈钢浸泡在溶液中染黑。
2; 碱性煮黑是把化学原料溶化水中然后加温到100—110度左右。
目前市面上不锈钢常温发黑后颜色为咖啡色，上色不牢，不能很好的拉丝，一拉丝黑色〔咖啡色〕丝纹就没有了！不拉丝的话也就做不出那种仿古效果。
针对不锈钢常温染黑的弊端，中山市创亿科技有限公司诚邀广东中山大学相关专家共同解决这缺陷，做了以下实验。
【一】常温发黑液一般是由以下化学方程式的组成①主盐无论是硒化物系，还是非硒化物的常温发黑剂，Cu2＋都是成膜的关键组分，最常用的为硫酸铜。
②氧化剂在常温发黑剂中，必有氧化剂和铜盐、铁基体等参与氧化还原反应才能成膜，常用的有二氧化硒、亚硒酸等，此外还有硝酸、亚硝酸盐、硝酸盐等。
③加速剂起催化作用，能提高反应成膜速度，最常用的为氯化镍、硫酸镍等。
④络合剂主要作用是络合铜，控制其置换速度，以保障结合力、常用的有柠檬酸盐、酒石酸盐、氟化物、磺基水杨酸等。
⑤稳定剂主要是维持发黑剂pH值稳定。
从而使常温发黑操作正常稳定。
常选材料有硼酸、磷酸、磷酸缓冲液、氨水、磷酸二氢盐等。
⑥表面活性剂使基体表面润滑、发黑膜均匀一致，可消除发花、浮灰现象，常用的有OP 乳化剂、十二烷基硫酸钠等。
【二】实验着色材料及工艺流程1 不锈钢样片…酸活化……水洗…着色…水洗…拉丝…封油…烤干2 试验材料裁剪20mm×50mm×2mm大小的304不锈钢样片,用30％-50％盐酸活化三分钟后拿出用自清水冲洗0.5分钟，3不锈钢发黑剂配方；经过无数次的实验得到下配方；硫酸铜6-10g/L,二氧化硒2-8g/L,氯化镍0.5-2g/L, 柠檬酸盐2-4g/L, 磷酸7-15 g/L, 十二烷基硫酸钠0.1-0.3 g/L,,特殊添加A剂10-15 g/L, 特殊添加B剂5-6 g/L4; 不锈钢样片放入发黑液中浸泡30秒已染成黑色，拿出工件再水洗去其表面的残留酸液，本色膜层和市面普通的不锈钢常温发黑剂染出的色膜对比区别有以下几点；a 此方法染出的膜层为黑色，而市面上药水染出的为咖啡色b; 此药水上色速度30秒，市面普通的不锈钢常温发黑剂，上色要一分钟，而，色泽均匀都一样d; 两个颜色经垃丝封油后本色膜更有仿古效果5; 为了更进一步确定其膜层的耐磨力、腐蚀性及结合力，现做一个小测试用贴滤纸法测试了膜层的空隙率;采用5%硫酸点滴试验测试了其耐蚀性能,用扫描探针显微镜观察了发黑膜层的AFM图.结果表明:膜层具有良好的光泽度,膜层致密、均匀,没有明显的缺陷,与基体之间具有良好的结合力,较小的孔隙率.发黑膜以胞状结构沉积在基体表面,具有良好的耐蚀性能。
_不锈钢表面化学着色的研究进展
·４· Ｍａｙ ２０１２
Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ ＆ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．３
５ ９１０－５ ９１６． ［１４］ Ｇｙｆｔｏｕ Ｐ，Ｓｔｒｏｕｍｂｏｕｌｉ Ｍ．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｎｉ ｍａｔｒｉｘ
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。 １．２ 有 机 添 加 剂
［２１］ 周 细 应，李 卫 红，李 培 耀，等．纳 米 ＰＴＦＥ 复 合 镀 层 的 组 织 和 摩 擦 性 能 ［Ｊ］．润 滑 与 密 封 ，２００６（７）：３７－４４．
［２２］ 杨 玲 玲 ，宋 丹 路 ．化 学 复 合 镀 层 自 润 滑 性 能 的 对 比 研 究 ［Ｊ］．西 南 科 技 大 学 学 报 ，２００９，２４（４）：６３－６６．
０ 前 言
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 。 ［１－２］ 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
不锈钢着色工艺技术研究进展
不锈钢着色工艺技术研究进展对不锈钢化学着色、真空离子着色、激光氧化着色、离子注入着色及新型超声波热浸着色工艺技术研究进展进行了综合研究分析。
研究结果表明，不锈钢新型超声波热浸着色法，工艺简单、设备成熟，膜层致密，与基体结合力强。
标签：不锈钢;表面处理;着色;超声波;氧化;镀层1 概述不锈钢材料具有优越的耐蚀性、耐磨性、强韧性和工艺性能（防腐蚀、不易氧化等），故广泛应用于宇航、海洋、能源、建筑、化工行业，食品机械，机电行业，家用器具等行业。
随着社会经济的不断发展和人民生活水平的逐步提高，人们迫切需要高档，多样化的不锈钢装饰色。
因此，不锈钢表面处理技术受到了广泛的关注。
自1972年国际镍公司（INCO）宣布开发出世界上第一种通过不锈钢化学着色获得的彩色不锈钢以来，各国已开始研究不锈钢着色并迅速进入工业生产。
2 化学着色法不锈钢着色工艺应用最为广泛的是化学着色法。
化学着色方法的优点在于着色工件的形状可以复杂，并且所获得的颜色是均匀的，但是难以控制颜色再现性并且着色温度也高。
目前，化学着色方法的研究工作基本上是基于INCO方法的改进。
将不锈钢浸入该溶液中，表面被氧化形成铬，铁和镍的氧化物，颜色随着表面膜厚度的变化而变化。
例如，一种生产有色不锈钢的方法和由中国发明专利（CN200610123981.4）获得的产品，其中着色溶液是铬酐和硫酸体系，不锈钢电极和参比电极是将两极电位差以数字形式输入计算机，研究不同电位差下不锈钢的着色。
实验证明，所获得的转化膜具有良好的粘附性和延展性，并且可以通过计算机控制程序监测电位差的变化，从而达到控制颜色的目的。
利用这种方法，尽管改善了颜色的再现性，但所得表面的彩色薄膜颜色不均匀并且容易剥离。
反应在75℃至90℃的铬酐和硫酸体系下进行，酸雾挥发，生产环境恶劣，环境污染严重。
3 真空离子着色法真空离子镀技术不仅环境友好，而且采用该技术制备的镀层纯度高、厚度均一、致密性及结合力良好，因此目前已经广泛用于不锈钢零部件表面硬膜的批量化生产，并且真空离子镀层处理的不锈钢外壳具有很强的金属感和更好的外观装饰性;但是，该镀层颜色较为单调并且结合力及其色泽稳定性与重复性的控制工艺难度很高。
304不锈钢化学着黑色的研究
助成 膜剂 和添 加剂 ， 采用 时 间一 电位 差法 控 制着 色 过
程 的 终 点 ， ３ ４不 锈 钢 板 表 面 获 得 了 均 匀 的 黑 色 在 ０ 膜 （ 业 上 俗 称 ３ ４不 锈 钢 黑 钛 板 ， 称 ３ ４黑 钛 工 ０ 简 ０ 板） 。此 外 ， 所 制 得 的 ３ ４黑 钛 板 的 性 能 进 行 了 测 对 ０
ｏ ｏ ｅ ｒ ｓ Ｍ ｅ ａ ｓ Ｍ ｉ ｓ ｒ ｆＥｄ ａ ｉ ｆＮ ｎｆ ｒ ｏｕ ｔ ｌ， ｎｉｔ ｙ ｏ ｕｃ ｔｏｎ，Ｃｅ ｔ ａ ｕｔ ｎｉ ｅ ｓｔ ｎ ｒ ｌＳｏ ｈ Ｕ ｖ ｒ ｉｙ， Ｃｈ ｎｇ ｈａ ４１ ０ ａ ｓ ０ ８３，Ｃｈｉ ａ） ｎ
摘 要 ： 在 Ｉ Ｏ 法 的基 础 上 ， 过 添 加 辅 助 成 膜 剂 和 添加 剂 对 不锈 钢 化 学 着 色液 的 配 方 进 行 改进 ， 用 时 间一 ＮＣ 通 采 电位 差 法 控 制
经 着色 处理 后 的彩 色不 锈 钢 ， 是 具有 丰 富 的外 观 更
颜 色 和 良好 的 装 饰 性 ， 广 泛 应 用 于 建 筑 装 饰 、 告 被 广
色 ， ３ ０系 列 的不 锈 钢适 合 着 彩色 。 目前 工 业 上 而 ０
酸 性 化 学 着 色 法 主 要 用 于 ２ １不 锈 钢 着 黑 色 ， 经 ０ 而 该 方 法 着 色 处 理 的 ３ ４不 锈 钢 则 容 易 偏 蓝 色 ， 以 ０ 难
（ ） 电化 学 测 试 ４
实验所 用药 品 ： 酐 ， 酸铬 ， 酸 ， 酸 ， 酮 ， 铬 硫 硫 磷 丙
不锈钢化学着色的研究进展
不锈钢化学着色的研究进展作者：张立杰来源：《科技资讯》 2015年第1期张立杰(四川建筑职业技术学院四川德阳 618000)摘要:不锈钢具有优异的耐蚀性、耐磨性、成型性、相容性以及在宽温度范围内的强韧性等特点,目前已在重工业、轻工业、生活用品及建筑装饰等领域有着广泛应用。
该文分析了不锈钢化学着色法的机理及彩色不锈钢的显色原理,介绍了目前不锈钢化学着色的研究现状和着色方法,由于在着色方法上大多采用INCO法,此法虽工艺简单,成本经济,但着色温度高,颜色重现性较难控制,对环境的污染严重,所以不含铬的绿色环保型着色法是当今不锈钢化学着色的一种发展趋势。
关键词:不锈钢化学着色研究进展中图分类号:TG177 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(a)-0075-02不锈钢具有优异的耐蚀性、耐磨性、成型性、相容性以及在宽温度范围内的强韧性等特点,因而广泛应用于能源、石油、化工、机械、交通、海洋、生活用品及建筑装饰等行业。
随着生活水平的提高,单一色调的不锈钢已不能满足人们的需求,迫切要求不锈钢色彩的多样性。
因此,彩色不锈钢具有广阔的应用前景,不锈钢着色技术是一项有巨大开发潜力和良好应用前景的技术。
不锈钢的着色方法很多,主要有以下几种:离子沉积氧化物法、高温氧化法、化学氧化法、电化学氧化法、气相裂解法等。
其中,化学氧化着色法具有工艺简单、成本经济等优点,因而使用较为广泛。
1 化学着色原理Evans[1]等提出了控制电位法着色原理,着色原理如图1所示,当不锈钢浸入着色液后,在其表面发生氧化和还原反应(如图1、2)。
阳极反应:M→Mz++ze-。
阴极反应:Cr2O72-+14H++6e-→ 7H2O+2Cr3+。
当浸渍一段时间后,在金属／溶液界面上,金属离子水解形成氧化膜。
pMz++qCr3++rH2O=MpCrqO+2rH+。
3q+zp=2r。
此时,阳极反应在氧化膜的孔底部进行,阴极反应在膜表面进行。
不锈钢氧化着色
0 前言不锈钢具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，广泛应用于宇航、海洋、核能和石化等方面。
随着人们生活水平的提高，民用产品，如建筑、家电、汽车和橱房用品等对不锈钢制品的需求量也在扩大．并不断向装饰性和艺术性方面发展，固此对不锈钢表面色彩的要求也不断提高。
不锈钢着色技术的开发研究满足了这一要求，可使不锈钢表面形成各种不同的鲜艳色彩[1]。
彩色不锈钢有如下特点[2]：彩色丰富，灰度等级多；彩色是由化学反应形成的薄膜经光干涉作用的结果，故不会产生脱落、退色，始终保持鲜艳；耐磨损，耐腐蚀，耐高温，抗风化；能弯曲，可拉伸，加工性良好。
因此，彩色不锈钢是一种新型高品位性能优异的材料，尤其适合于高档建筑装饰材料。
彩色不锈钢板近年来由于它所具有的独特性，应用越来越广现在，国外在建筑物上大量采用彩色不锈钢制品作装饰，彩色不锈钢板已经风靡一时。
目前不锈钢化学着色常用方法如下[2]：（1）重铬酸盐氧化法：将不锈钢置于熔融态的重铬酸钾（钠）中进行氧化，获得黑色的氧化膜。
此法弊端多，应用较少。
（2）硫化法：将不锈钢在10%的草酸溶液中浸渍，清洗干燥后再浸在1%的硫化钠溶液中，得到一层黑色的膜（由Fe2S3和Ni、Gr等金属盐组成）。
此膜美观，装饰效好，但是只能得到单一的黑色。
（3）脉冲激光照射法：先将不锈钢板浸渍于硝酸溶液中，然后用脉冲激光照射，通过控制时间使钢板表面呈现各种颜色。
该方法很有发展潜力。
（4）碱性着色法：在含有氧化剂和还原剂的强碱性水溶液中使不锈钢着色，其特点是利用自然成长的薄膜（不必除去钝化膜）再生长不同厚度的氧化膜。
这种方法毒性较小，但槽液温度高，溶液易挥发，色彩控制困难，色彩面窄，易退色。
（5）酸性氧化着色法：把不锈钢浸渍于着色溶液中，通过化学反应在不锈钢表面形成无色透明氧化膜对光干涉而成色。
这种方法易控制，槽液温度较低，溶液寿命长，且能得到宽光谱的多种色彩。
（6）二步法：先在不锈钢表面沉积铜、锌、钛、镍或其他合金层后，利用沉积层容易着色的特点，再在沉积金属上进行化学着色。
不锈钢电解着色工艺研究
毕业设计（论文）开题报告题目304不锈钢电解着色工艺研究专业名称金属材料工程（腐蚀与防护）班级学号********学生姓名曾云辉指导教师周雅填表日期2012 年 2 月12 日目录1选题的依据及意义 (1)1.1选题依据 (1)1.2研究意义 (1)2国内外研究概况及发展趋势 (2)2.1国外彩色不锈钢研究概况 (2)2.2国内彩色不锈钢研究概况 (3)2.3彩色不锈钢着色发展趋势 (6)3研究内容及实验方案 (7)3.1研究内容 (7)3.2实验方案 (7)4课题目标、主要特色及工作进度 (8)4.1课题目标 (8)4.2主要特色 (9)4.3工作进度 (9)5参考文献 (10)1选题的依据及意义1.1选题依据不锈钢因其具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和加工性能以及精美的外观和无毒等特性而被广泛应用于各种领域。
根据金相组织结构，不锈钢可分为：奥氏体不锈钢，铁索体不锈钢和马氏体不锈钢。
而在工程应用中奥氏体不锈钢最为广泛[1]。
本课题研究的304不锈钢为奥氏体型不锈钢，具体牌号为1Cr18Ni9Ti，其具体元素含量分别是：C≤0.12%、Si≤1.00%、Mn≤2.00%、P≤0.035%、S≤0.030%、Ni为8.00～11.00%、Cr为17.00～19.00%[2]。
它广泛应用于日用厨具、汽车工业、宇航、家用电器、建筑等领域。
不锈钢是一种华丽的工程材料，随着其要求领域的不断扩大，彩色不锈钢悄然问世。
五彩缤纷的彩色不仅增加了不锈钢的装饰性和艺术性而且也提高了不锈钢的耐蚀性和耐磨性，这也是我们选择此课题的一个重要基础。
彩色不锈钢使用寿命长并可以回收利用，所带来的成本效益明显，使它在工程材料领域的重要性经久不衰，而彩色不锈钢的应用前景更为诱人。
材料的初始费用稍高一点已经逐渐为人们所接受，因为它的外观性能要比涂层低碳钢保持的时间长得多，而且长期使用后具有很好的回收利用价值，寿命周期长，成本低，效益十分明显[1]。
不锈钢化学着色的新工艺的开题报告
不锈钢化学着色的新工艺的开题报告题目：不锈钢化学着色的新工艺一、选题背景及研究意义作为一种重要的金属材料，不锈钢广泛应用于建筑、机械、化工、卫生器具等领域。
在不锈钢的表面处理中，化学着色是一种经济、环保的表面处理方法，可以赋予不锈钢不同的颜色和外观，满足不同的设计需求。
目前，已经有一些化学着色方法被广泛应用，如硫酸涂布法、高温氮化法、高温酸处理法等。
但这些方法存在着不同程度的缺陷，如处理效果受到机械表面处理不同的影响、处理速度慢、处理过程中产生的废水难以处理等。
因此，本研究旨在开发一种新型的不锈钢化学着色工艺，以满足现代化、环保化的表面处理需求。
同时，本研究的实现对于提升我国金属表面处理技术水平，促进相关产业的发展，具有重要的现实意义和社会价值。
二、研究内容和步骤本研究将围绕不锈钢化学着色的新工艺展开研究，采取实验研究和文献综述相结合的方式，主要包括以下研究内容和步骤：1. 确定新型化学着色工艺的关键处理参数，如处理温度、处理时间、处理液配方等。
2. 制备不同表面处理状态的不锈钢试样供实验研究使用，采用SEM、XRD等多种表征手段对处理前后的试样进行观察和分析。
3. 在逐步确定关键处理参数的基础上，开展不锈钢化学着色的实验研究工作，进行工艺优化，得出最佳化学着色工艺。
4. 对不同化学着色工艺所得试样进行比较，对新工艺的性能和优势进行评价和探讨。
5. 进一步考虑新工艺的工业应用，探讨新工艺的扩展和优化方向。
三、预期成果和意义本研究预期达到以下成果：1. 通过实验研究，得出一种新型的不锈钢化学着色工艺，较现有工艺更加环保、高效，处理速度快，处理效果好，且易于工业应用。
2. 对不锈钢化学着色工艺的关键处理参数进行研究和分析，丰富不锈钢表面处理技术体系，为相关产业的发展提供技术支持和市场优势。
3. 对新型化学着色工艺的性能和优势进行评价和探讨，提供参考和借鉴意义，为我国不锈钢表面处理技术的创新和发展注入新的活力。
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