循環(huán)法制備彩色圖案不銹鋼的研究.pdf

1、彩色不銹鋼因其艷麗的色彩和優(yōu)良的性能，極具市場價值，深受人們青睞。 酸性化學(xué)著色法是彩色不銹鋼制備方法中研究最多、發(fā)展最快、最具工業(yè)化的方法，具有條件溫和、色澤鮮艷、重現(xiàn)性好且不受工件形狀影響等諸多優(yōu)點(diǎn)。但該法所得彩色不銹鋼仍存在色彩單一、缺乏美感，著色膜均勻性不高，以及毒性高、酸性強(qiáng)與組成復(fù)雜的著色老化液仍未合理處理等缺陷。 針對上述不足，本文主要進(jìn)行了以下內(nèi)容的研究: (1)研究了酸性化學(xué)著色液老化的主要原因

2、及其雜質(zhì)離子(Cr3+、Fe3+、Ni2+)濃度對不銹鋼著色效果的影響；首次提出了耦合超聲波著色技術(shù)，考察了其對著色膜均勻性的影響。 (2)研究了不銹鋼著彩色圖案的規(guī)律與方法:利用著色電位.時間曲線，首次找出了多重色彩著色的電位規(guī)律和考察了著色面積、底色和表面遮蓋物等因素的影響；然后采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，在不銹鋼表面著出了彩色圖案。 (3)研究了不銹鋼著色老化液循環(huán)利用處理的方法與工藝:首先建立了測定著色老化液中主要成分(C

3、r6+、Cr3+、Fe3+、Ni2+和H2SO4)的化學(xué)分析方法；然后針對不銹鋼著色老化液的特殊性，首次提出了蒸發(fā)分離一電化學(xué)氧化聯(lián)合法，對著色老化液進(jìn)行了循環(huán)利用處理實(shí)驗(yàn)，并分析和討論了主要因素的影響。 研究結(jié)果表明: (1)著色液中雜質(zhì)離子含量的增加對不銹鋼的著色效果有很大影響，且是導(dǎo)致著色液老化的主要原因；隨著Cr3+、Fe3+或Ni2+濃度的增大，不銹鋼著色起色電位上升、著色速度減慢、著色時間延長、著色膜的色澤變

4、暗、色調(diào)偏移；其中Cr3+的影響最大、Ni2+次之、Fe3+相對最??；當(dāng)[Cr3+]>45g/L，或[Fe3+]>30g/L，或[Ni2+]>8g/L時，著色液均不再適合著色。 (2)利用耦合超聲波著色技術(shù)，可明顯提高著色膜的均勻性，尤其能顯著減小著色膜邊沿與中間的色彩差異；與傳統(tǒng)酸性化學(xué)著色法相比，該技術(shù)的著色電位一時間曲線整體向右下方偏移，且超聲波給出能量越大，曲線下移值越多；超聲波頻率越高，曲線右移越明顯。 (3)

5、不銹鋼多重色彩著色的電位規(guī)律不同于傳統(tǒng)單一色彩著色；獲取相同目標(biāo)色彩，多重色彩著色的電位差加和比單一色彩著色電位差小；多重色彩著色電位一時間曲線呈現(xiàn)先升、后降、再升的變化趨勢，且存在馳豫現(xiàn)象；底色電位差決定了多重色彩著色中最終能著色出的色彩種類數(shù)，底色電位差越大，色彩種類數(shù)越少；著色面積與表面遮蓋物對著色基本無影響，這說明，實(shí)驗(yàn)室小試實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可直接用于指導(dǎo)工業(yè)化生產(chǎn)；采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)可在不銹鋼表面著色出精細(xì)、美觀和色彩多樣的彩色圖案。

6、 (4)采用化學(xué)滴定法和分光光度標(biāo)準(zhǔn)加入法，可簡便地測定出著色老化液中主要成分的含量:[Cr6+]=85.02g/L、[cr3+]=28.94g/L、[Fe3+]=20.36g/L、[Ni2+]=2.14g/L、[H2sO4]=376.45g/L。 (5)采用蒸發(fā)分離一電化學(xué)氧化聯(lián)合法，可實(shí)現(xiàn)不銹鋼著色老化液的循環(huán)利用處理，使著色工藝綠色化；其中，蒸發(fā)分離處理，可實(shí)現(xiàn)老化液中六價鉻的回收和三價鐵的去除；所得剩余老化液再經(jīng)