專利名稱：一種金黃色不銹鋼及其制備方法
技術領域：
本發明屬于不銹鋼表面改性技術領域。尤其涉及一種金黃色不銹鋼及其制備方 法。
背景技術：
不銹鋼具有優越的耐蝕性、耐磨性、強韌性和工藝性能，因而廣泛應用于宇航、海 洋、能源、建筑、家用器具等領域。然而，現在市場上所使用的不銹鋼材料一般為銀白色，難 以滿足人們對于不銹鋼制品裝飾性與藝術性的要求。有些彩色不銹鋼工藝在不銹鋼表面進 行了噴漆或印刷處理，雖然其色彩多樣，富麗堂皇，但是，很容易脫落或者變色。目前廣泛應用的是化學著色法，其著色基礎液的組成為CrO3和H2SO4，溫度80 90°C。不銹鋼浸在這種電解液中，表面就會被氧化形成鉻、鐵、鎳的氧化物，顏色隨著表面 膜厚度的改變而變化。化學著色法存在一定的缺陷，如膜層耐磨性不夠強，反應溫度高， 污染大，能源消耗大，對人體和環境均有較大危害。如“一種不銹鋼電化學著色工藝”(CN 200610123192. 0)專利技術，是在化學著色法基礎上改進的，將有毒的含鉻電解液換成硼 酸、鉬酸鹽和硫酸鹽，并控制電解時間與著色電流，此專利著色方法相對于化學著色法污染 減少，溫度降低，但是，受溫度的影響較大，當溫度稍有變化，顏色的重現性下降，當著色溫 度過低時，著色起始點推遲，試樣表面電位增加緩慢，轉換膜的形成速度明顯降低，著色色 彩不均勻，膜層耐磨性差，易剝落。“一種馬氏體不銹鋼活塞環的著色方法”(CN200510120728. 9)采用表面氧化法對 馬氏體不銹鋼表面進行著色，此專利研究方法將經過前處理的馬氏體不銹鋼放置于加熱爐 中加熱一定時間，通過改變加熱溫度獲得不同顏色，此方法沒有污染，顏色多樣，但是，所得 膜層光澤度較差，粗糙度較大，能耗大，顏色重現性低。
發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足，目的是提供一種生產工藝簡單、容易控制、能耗 低和對環境污染小的金黃色不銹鋼制備方法。所制備的金黃色不銹鋼表面光澤鮮亮、顏色 均勻、耐磨性好和硬度高。為實現上述目的，本發明采用的技術方案為將待著色的不銹鋼浸入電解液中進 行陽極化處理，陽極化電壓為5 60V，電流密度為0. 1 lOOOmA/cm2，陽極化溫度為_5 40°C，陽極化時間為5 120min ；陽極化處理后進行清洗干燥，再進行熱處理，制得金黃色 不銹鋼。金黃色的色度值位于L :80 96，a :_15 15，b 85 100，L表示明度指數，a表 示紅綠色品指數，b表示黃藍色品指數。所述的電解液或為90 99wt%的乙二醇和1 IOwt %的高氯酸的混合液，或為 90 99襯％的乙二醇丁醚和1 IOwt %的高氯酸的混合液，或為80 95wt%的丙三醇、 4 10wt%的蒸餾水和1 10wt%的高氯酸的混合液。
所述的待著色不銹鋼是經除油除塵和清洗干燥后的不銹鋼。所述的熱處理的條件是溫度為200 600°C，時間為1 5h，隨爐冷卻至室溫，熱 處理氣氛或為空氣或為氧氣或為含氧的混合氣體；含氧的混合氣體或為氧氣和氮氣的混合 物，或為氧氣和氬氣混合物，或為氧氣、氮氣和氬氣的混合物，其中的氧氣體積含量為5%以 上。由于采用上述方案，本發明工藝步驟簡單、容易控制、工藝參數可控、投資少、成本 低且適于批量生產；所用電解液對環境污染小，綠色環保；所需電壓較低，能耗小，時間較 短，基本不改變不銹鋼的尺寸形狀；所制得的金黃色不銹鋼膜層比較穩定，與基體結合牢 固，耐磨性好，所得氧化膜層較普通不銹鋼表面自身氧化膜層厚，硬度高，膜層細致均勻，粗 糙度小，表面光澤鮮亮，顏色均勻。因此，本發明生產工藝簡單、容易控制、能耗低和對環境污染小；所制備的金黃色 不銹鋼表面硬度比制備前的不銹鋼高，表面硬度可達到HV190 603，且表面光澤鮮亮、顏 色均勻和耐磨性好。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明最進一步的描述，并非對保護范圍的限制為避免重復，先將本具體實施方式
所涉及的技術術語統一描述如下待著色不銹 鋼是經除油除塵和清洗干燥后的不銹鋼；金黃色的色度值位于L 80 96，a -15 15，b 85 100，L表示明度指數，a表示紅綠色品指數，b表示黃藍色品指數；表面硬度為維氏硬 度。以下實施例中不再贅述。實施例1一種金黃色不銹鋼及其制備方法。將待著色的不銹鋼浸入電解液中進行陽極化處 理，陽極化電壓為20 40V，電流密度為300 900mA/cm2，陽極化溫度為10 30°C，陽極 化時間為60 120min ；經清洗干燥后再進行熱處理，得到金黃色不銹鋼。本實施例中的電解液為90 95wt %的乙二醇和5 IOwt %的高氯酸的混合液； 熱處理的條件是溫度為200 400°C，時間為1 3h，隨爐冷卻至室溫，熱處理氛圍為空 氣。所得金黃色不銹鋼的表面硬度達到HV270 350，制備前的不銹鋼表面硬度為HV210 253。實施例2一種金黃色不銹鋼及其制備方法。將待著色的不銹鋼浸入電解液中進行陽極化處 理，陽極化電壓為5 20V，電流密度為0. 1 400mA/cm2，陽極化溫度為_5 10°C，陽極化 時間為30min 90min ；經清洗干燥后再經熱處理，得到金黃色不銹鋼。本實施例中的電解液為94 99wt%的乙二醇和1 6wt%的高氯酸的混合液；熱 處理的條件是溫度為300 500°C，時間為3 5h，隨爐冷卻至室溫，熱處理氛圍為氧氣、 氮氣和氬氣的混合物，其中的氧氣體積含量為5 20%。所得金黃色不銹鋼的表面硬度達 到HV332 410，制備前的不銹鋼表面硬度為HV280 310。實施例3一種金黃色不銹鋼及其制備方法。將待著色的不銹鋼浸入電解液中進行陽極化處 理，陽極化電壓為10 30V，電流密度為100 600mA/cm2，陽極化溫度為5 20°C，陽極化時間為40 IOOmin ；經清洗干燥后再進行熱處理，得到金黃色不銹鋼。本實施例中的電解液為94 99wt %的乙二醇丁醚和1 6wt %的高氯酸的混合 液；熱處理的條件是溫度為260 450°C，時間為1 3h，隨爐冷卻至室溫，熱處理氛圍為 氧氣和氮氣的混合物，其中的氧氣體積含量為20 40%。所得金黃色不銹鋼的表面硬度達到HV375 455，制備前的不銹鋼表面硬度為 HV320 350。實施例4一種金黃色不銹鋼及其制備方法。將待著色的不銹鋼浸入電解液中進行陽極化處 理，陽極化電壓為30 60V，電流密度為600 lOOOmA/cm2，陽極化溫度為15 40°C，陽極 化時間為50 IOOmin ；經清洗干燥后再進行熱處理，得到金黃色不銹鋼。本實施例中的電解液為90 95襯％的乙二醇丁醚和5 IOwt %的高氯酸的混合 液；熱處理的條件是溫度為350 500°C，時間為3 5h，隨爐冷卻至室溫，熱處理氛圍為 氧氣和氮氣的混合物，其中的氧氣體積含量為40 60%。所得金黃色不銹鋼的表面硬度達 到HV215 285，制備前的不銹鋼表面硬度為HV150 187。實施例5一種金黃色不銹鋼及其制備方法。將待著色的不銹鋼浸入電解液中進行陽極化處 理，陽極化電壓為40 60V，電流密度為300 800mA/cm2，陽極化溫度為15 30°C，陽極 化時間為10 70min ；經清洗干燥后再進行熱處理，得到金黃色不銹鋼。本實施例中的電解液為80 90wt%的丙三醇、7 IOwt %的蒸餾水和6 IOwt % 的高氯酸的混合液；熱處理的條件是溫度為200 350°C，時間為1 3h，隨爐冷卻至室 溫，熱處理氛圍為氧氣和氬氣的混合物，其中的氧氣體積含量為60%以上。所得金黃色不銹 鋼的表面硬度達到HV190 259，制備前的不銹鋼表面硬度為HV140 170。實施例6一種金黃色不銹鋼及其制備方法。將待著色的不銹鋼浸入電解液中進行陽極化處 理，陽極化電壓為20 50V，電流密度為200 600mA/cm2，陽極化溫度為20 40°C，陽極 化時間為5 60min ；經清洗干燥后再進行熱處理，得到金黃色不銹鋼。本實施例中的電解液為90 95wt%的丙三醇、4 7wt%的蒸餾水和1 6wt% 的高氯酸的混合液；熱處理的條件是溫度為400 600°C，時間為3 5h，隨爐冷卻至室 溫，熱處理氣氛為氧氣。所得金黃色不銹鋼的表面硬度達到HV435 603，制備前的不銹鋼 表面硬度為HV340 388。本具體實施方式
工藝步驟簡單、容易控制、工藝參數可控、投資少、成本低且適于 批量生產；所用電解液對環境污染小，綠色環保；所需電壓較低，能耗小，時間較短，基本不 改變不銹鋼的尺寸形狀；所制得的金黃色不銹鋼膜層比較穩定，與基體結合牢固，耐磨性 好，所得氧化膜層較普通不銹鋼表面自身氧化膜層厚，硬度高，膜層細致均勻，粗糙度小，表 面光澤鮮亮，顏色均勻。本發明生產工藝簡單、容易控制、能耗低和對環境污染小；所制備的金黃色不銹鋼 表面硬度比制備前的不銹鋼高，表面硬度可達到HV190 603，且表面光澤鮮亮、顏色均勻 和耐磨性好。
權利要求
一種金黃色不銹鋼的制備方法，其特征在于將待著色的不銹鋼浸入電解液中進行陽極化處理，陽極化電壓為5～60V，電流密度為0.1～1000mA/cm2，陽極化溫度為 5～40℃，陽極化時間為5～120min，陽極化處理后進行清洗干燥，再進行熱處理，制得金黃色不銹鋼；金黃色的色度值位于L80～96，a 15～15，b85～100；L表示明度指數，a表示紅綠色品指數，b表示黃藍色品指數。
2.根據權利要求1所述的金黃色不銹鋼的制備方法，其特征在于所述的電解液或為 90 99wt%的乙二醇和1 IOwt %的高氯酸的混合液，或為90 99wt%的乙二醇丁醚 和1 IOwt %的高氯酸的混合液，或為80 95wt%的丙三醇、4 IOwt %的蒸餾水和1 IOwt %的高氯酸的混合液。
3.根據權利要求1所述的金黃色不銹鋼的制備方法，其特征在于所述的待著色不銹鋼 是經除油除塵和清洗干燥后的不銹鋼。
4.根據權利要求1所述的金黃色不銹鋼的制備方法，其特征在于所述的熱處理的條件 是溫度為200 600°C，時間為1 5h，隨爐冷卻至室溫，熱處理氣氛或為空氣或為氧氣或 為含氧的混合氣體；含氧的混合氣體或為氧氣和氮氣的混合物，或為氧氣和氬氣混合物，或 為氧氣、氮氣和氬氣的混合物，其中的氧氣體積含量為5%以上。
5.根據權利要求1 4項中任一項所述的金黃色不銹鋼的制備方法所制備的金黃色不 銹鋼。
全文摘要
本發明涉及一種金黃色不銹鋼及其制備方法。其方案為將除油除塵和清洗干燥后的不銹鋼浸入電解液中進行陽極化處理，陽極化電壓為5～60V，電流密度為0.1～1000mA/cm2，陽極化溫度為-5～40℃，陽極化時間為5～120min；陽極化處理后進行清洗干燥，再經熱處理，制得金黃色不銹鋼。其中的電解液或為90～99wt％的乙二醇和1～10wt％的高氯酸的混合液，或為90～99wt％的乙二醇丁醚和1～10wt％的高氯酸的混合液，或為80～95wt％的丙三醇、4～10wt％的蒸餾水和1～10wt％的高氯酸的混合液。本發明生產工藝簡單、容易控制、能耗低和對環境污染小；所制備的金黃色不銹鋼表面硬度比制備前的不銹鋼高，表面硬度可達到HV190～603，表面光澤鮮亮、顏色均勻和耐磨性好。
文檔編號C25D11/34GK101985769SQ201010566539
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者倪紅衛, 詹瑋婷, 邰軍凱, 陳榮生 申請人:武漢科技大學