一種不銹鋼電化學著色液及著色方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種不銹鋼電化學著色液，具體涉及一種滲透性能好的電化學著色液 以及應用該著色液的著色方法。
【背景技術】
[0002] 不銹鋼表面著色技術日漸發展成熟，不銹鋼著色方法也越來越多，其中應用的最 多的就是INC0法，即利用鉻酐和硫酸溶液進行的化學著色法。傳統的INC0法的要點是將 不銹鋼放置于強氧化性浴中加熱，使其表面形成一定厚度的氧化物膜。針對INC0法的改 進，后續研究人員又提出"控制電位差法"，即控制試樣表面的電位，通過試樣表面電位的改 變呈現不同顏色的特質來控制不銹鋼的著色。
[0003] 傳統的INC0法中僅包含有鉻酐和硫酸，針對不同的不銹鋼進行處理的時候，往往 出現對特定不銹鋼表面滲透性差，從而導致著色時間長、著色不均勻、電解過程難控制等問 題。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術中存在的不足之處，本發明提供了一種改進的不銹鋼電化學著色液 及應用該著色液的著色方法，應用本發明中的著色液和著色方法不僅能夠對各類不銹鋼進 行均勻著色，而且著色時間不超過15分鐘，電解過程穩定易控。
[0005] 本發明所要解決的技術問題通過以下步驟予以實現： 本發明提供了一種不銹鋼電化學著色液，溶劑為水，所述著色液的組分含量為 100-120g/L三氧化鉻、90-120g/L硫酸鉻、98% 濃硫酸 160-220ml/L、5-12g/L硝酸鋅、3-5g/ L檸檬酸鈉、l_3g/L椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
[0006] 本發明的著色液中主要的成膜物質是三氧化鉻和硫酸鉻，主要作用是與不銹鋼發 生化學反應，在不銹鋼的表面生成一層合金氧化物，硫酸為該反應提供酸性環境。還添加有 硝酸鋅、檸檬酸鈉輔助合金氧化物的生成，同時硝酸鋅和檸檬酸鈉還有保護不銹鋼基體不 受到強酸性環境二次腐蝕的作用。椰子油脂肪酸二乙醇酰胺是一種沒有濁點的非離子表面 活性劑，耐強酸性環境的能力非常強，具有非常良好的表面滲透性能，適當的添加能夠增加 著色液的表面滲透能力，使本發明中的化學著色液對復雜形狀的不銹鋼制件和表面活性較 低的不銹鋼材料具有好的滲透性能，從而能夠實現均勻穩定的著色。
[0007] 進一步優選，所述著色液的組分含量為110_120g/L三氧化鉻、110_120g/L硫酸 鉻、98%濃硫酸200-220ml/L、8-10g/L硝酸鋅、5g/L檸檬酸鈉、2g/L椰子油脂肪酸二乙醇酰 胺。
[0008] 再進一步優選，所述著色液的組分含量為120g/L三氧化鉻、120g/L硫酸鉻、98%濃 硫酸220ml/L、10g/L硝酸鋅、5g/L檸檬酸鈉、2g/L椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
[0009] 為進一步增加本發明中著色液的滲透性能，著色液中還可以添加l_3g/L的烷基 糖苷與椰子油脂肪酸二乙醇酰胺復配使用，效果更佳。
[0010] 同時，本發明還提供一種應用上述不銹鋼電化學著色液的著色方法，包括以下步 驟： 步驟一，預處理：將待著色的不銹鋼制件進行除油、除銹、拋光以及表面活化。
[0011] 不銹鋼著色前，需對其表面進行前處理，以保證色膜與基體的良好結合，著色前的 表面狀態對色膜的均勻性也有很大的影響。除油除銹可使用現有技術中的技術方法即可， 如利用除油除銹的清洗劑清洗、酸洗、堿洗、有機溶劑的清洗，如丙酮、無水乙醇等清洗。拋 光工藝也根據不銹鋼材質的不同而有所變化，可采用物理機械拋光，也可采用現有技術中 的化學方法或電化學方法進行拋光。
[0012] 表面活化是為了消除不銹鋼表面的鈍化膜，獲得新鮮的表面，活化程度應適當，若 活化不足，則著色時的起始點位保持的時間長，顏色則不易呈現；活化若過度則會使得色膜 變得黯淡無光。由于不同的不銹鋼工件的元素含量不盡相同，所以不同材質的不銹鋼工件 采用的活化工藝會有所差別。本發明中采用的活化工藝為：在質量百分比為15%H2S04的水 溶液中，溫度為35°C條件下浸漬5-10分鐘。該活化方法適用于200、300、400系的不銹鋼。
[0013] 步驟二，電化學著色：將經過預處理后的不銹鋼制件置于裝載有電化學著色液的 電解槽中，將不銹鋼制件作為正極，將純鉛板作為負極進行電解著色，控制陽極電流密度為 1. 5-3. 8A/dm2,電解電壓為3-8V，電解著色時間為3-15分鐘。
[0014] 進一步優選，所述電化學著色步驟工藝為陽極電流密度為2. 8-3. 4A/dm2,電解電 壓為6-8V，電解著色時間為5-10分鐘。
[0015] 步驟三，對化學著色后的不銹鋼進行硬化處理。硬化處理的作用是使不銹鋼表面 生成的氧化膜表面的微孔封閉，從而增加彩色膜的耐蝕性和抗污性。本發明中所使用的硬 化處理的工藝為將不銹鋼制件置于溫度為90-99Γ、質量百分數為10%的硅酸鈉水溶液中， 浸漬10-15分鐘。
[0016] 步驟四，對步驟三處理后的不銹鋼進行清洗烘干。
[0017] 本發明中的不銹鋼著色方法適用于200、300、400系不銹鋼。
[0018] 本發明具有如下有益效果： 1、本發明中的不銹鋼電化學著色液及著色方法可對不銹鋼進行均勻著色，尤其對復雜 結構的不銹鋼制件和表面活性低的不銹鋼材料可實現均勻有效的著色。
[0019] 2、本發明中的不銹鋼電化學著色液及著色方法操作簡單易控、著色過程穩定、著 色所需時間短。
[0020] 3、本發明中的不銹鋼電化學著色液及著色方法對不銹鋼基體無損傷、可避免二次 腐蝕的發生。
【具體實施方式】
[0021] 下面通過實施例對本發明的內容進行進一步的描述。
[0022] 采用304不銹鋼試片作為實施例中著色的不銹鋼樣件。
[0023] 首先，對上述不銹鋼制件進行除油除銹、拋光、表面活化。除油除銹通過丙酮清洗 和除銹劑清洗即可，拋光工藝使用化學拋光，拋光液由230ml/L硫酸、70ml/L鹽酸、80ml/L 硝酸、8ml/L磷酸組成，將不銹鋼試片浸漬于該化學拋光液中3-5分鐘，直至不銹鋼制片表 面平整光亮。
[0024] 表面活化的工藝為：在質量百分比為15%H2S04的水溶液中，溫度為35°C條件下浸 漬5分鐘。
[0025] 第二步：進行電化學著色，將經過預處理后的不銹鋼制件置于裝載有電化學著色 液的電解槽中，將不銹鋼制件作為正極，將純鉛板作為負極。電化學著色液配方及工藝如下 表。
[0026] 第三步：對著色后的不銹鋼進行硬化處理。
[0027] 本實施例中所采用的硬化處理工藝為：將不銹鋼制件置于溫度為95°C、質量百分 數為10%的硅酸鈉水溶液中，浸漬15分鐘。
[0028] 第四步：對上述經過處理后的不銹鋼進行清洗烘干。
[0029] 實施例著色效果如下表。
[0030] 上述實施例中的不銹鋼制件著色均勻，色膜與基體連接緊密，且生成的色膜顏色 均勻、亮澤、美觀。
【主權項】
1. 一種不銹鋼電化學著色液，溶劑為水，其特征在于：所述著色液的組分含量為 100-120g/L三氧化鉻、90-120g/L硫酸鉻、98% 濃硫酸 160-220ml/L、5-12g/L硝酸鋅、3-5g/ L檸檬酸鈉、l_3g/L椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。2. 如權利要求1所述不銹鋼電化學著色液，其特征在于：所述著色液的組分含量為 110-120g/L三氧化鉻、110-120g/L硫酸鉻、98% 濃硫酸 200-220ml/L、8-10g/L硝酸鋅、5g/L 檸檬酸鈉、2g/L椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。3. 如權利要求1所述不銹鋼電化學著色液，其特征在于：所述著色液的組分含量為 120g/L三氧化鉻、120g/L硫酸鉻、98%濃硫酸220ml/L、10g/L硝酸鋅、5g/L檸檬酸鈉、2g/L 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。4. 如權利要求1所述不銹鋼電化學著色液，其特征在于：著色液中還可以添加l_3g/L 的烷基糖昔。5. -種應用權利要求1-4任一所述不銹鋼電化學著色液的著色方法，包括以下步驟： 步驟一，預處理：將待著色的不銹鋼制件進行除油、除銹、拋光以及表面活化； 步驟二，電化學著色：將經過預處理后的不銹鋼制件置于裝載有電化學著色液的電 解槽中，將不銹鋼制件作為正極，將純鉛板作為負極進行電解著色，控制陽極電流密度為 1. 5-3. 8A/dm2,電解電壓為3-8V，電解著色時間為3-15分鐘； 步驟三，對化學著色后的不銹鋼進行硬化處理； 步驟四，對步驟三處理后的不銹鋼進行清洗烘干。6. 如權利要求5所述不銹鋼電化學著色方法，其特征在于：所述不銹鋼制件表面活化 的工藝為在質量百分比為15%H2S04的水溶液中，溫度為35°C條件下浸漬5-10分鐘。7. 如權利要求5所述不銹鋼電化學著色液的著色方法，其特征在于：所述電化學著色 步驟工藝為陽極電流密度為2. 8-3. 4A/dm2,電解電壓為6-8V，電解著色時間為5-10分鐘。8. 如權利要求5所述不銹鋼電化學著色液的著色方法，其特征在于：所述硬化處理 的工藝為將不銹鋼制件置于溫度為90-99Γ、質量百分數為10%的硅酸鈉水溶液中，浸漬 10-15分鐘。
【專利摘要】本發明公開了一種不銹鋼電化學著色液，溶劑為水，其特征在于：所述著色液的組分含量為100-120g/L三氧化鉻、90-120g/L硫酸鉻、98%濃硫酸160-220ml/L、5-12g/L硝酸鋅、3-5g/L檸檬酸鈉、1-3g/L椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。應用本發明中的著色液和著色方法不僅能夠對各類不銹鋼進行均勻著色，而且著色時間不超過15分鐘，電解過程穩定易控。
【IPC分類】C25D11/34
【公開號】CN105297109
【申請號】CN201510809454
【發明人】李超林
【申請人】佛山市高明俊品金屬制品有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月23日