不銹鋼電化學著彩色酸性溶液成分和工藝條件見表9-9。配方11 (見表9-9)的說明 。本配方由四川理工學院材料化學工程系 張述林、陳世波、王曉波于2006年9月提出。作者介紹了奧氏(shi)不(bu)銹鋼在硼酸、檸檬酸三銨、硫酸亞鐵銨和添加劑的電解液中進行彩色化的環保型配方，通過正交試驗得到著色條件，進行電化學氧化，形成綠色彩色膜。
1. 不銹鋼著色(se)實驗裝置
見(jian)圖9-25.微機(ji)為(wei)(wei)(wei)(wei)LK98微機(ji)電(dian)(dian)化學分析系統。5為(wei)(wei)(wei)(wei)飽和氯化鉀甘示(shi)電(dian)(dian)極作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)參比電(dian)(dian)極，6為(wei)(wei)(wei)(wei) 213鉑電(dian)(dian)極作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)輔(fu)助電(dian)(dian)極。
2. 實驗步驟(zou)
①. 前處理
打磨（400#水(shui)(shui)砂紙粗(cu)砂拋光(guang)(guang)，再(zai)用800#水(shui)(shui)砂紙細砂拋光(guang)(guang)，使(shi)表面光(guang)(guang)潔平整(zheng)）→除油（堿溶液常規除去油污）→水(shui)(shui)洗→酸(suan)洗（用硫(liu)酸(suan)和鹽酸(suan)去除不銹鋼表面的氧化物）→水(shui)(shui)洗→電解(jie)拋光(guang)(guang)→水(shui)(shui)洗→活化（在活化液中1min)→水(shui)(shui)洗。
②. 按圖9-25所示連(lian)接
不銹鋼試樣為(wei)工作電(dian)極，飽和氯(lv)化鉀(jia)甘汞電(dian)極作為(wei)參比電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)，鉑電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)作(zuo)為(wei)輔助電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)，將(jiang)三電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)置于含有硼酸(suan)(suan)、硫酸(suan)(suan)亞鐵銨、檸檬酸(suan)(suan)三銨、添(tian)加(jia)劑(ji)ZH-L1 電(dian)(dian)(dian)解液(ye)中，用(yong)(yong)LK98微(wei)機(ji)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學分析(xi)系統，將(jiang)奧氏不銹鋼試樣在(zai)溶液(ye)中采用(yong)(yong)單電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)階躍計時法進行著色。工藝(yi)條(tiao)件如下：控(kong)制電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)-700mV,階躍電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)1mV,等待時間1s,采樣間隔時間1.000s,采用(yong)(yong)點數240點，自動調節極(ji)(ji)化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)流，使試樣的電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)（相對于參比電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)）隨(sui)給定電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)發生線(xian)性變化(hua)(hua)，得到鈍化(hua)(hua)曲線(xian)，如圖9-26所示(shi)。
3. 正(zheng)交試驗的(de)結果
影響不銹鋼彩色化的主要因素有：陽極極化電(dian)位φ,溫度T,硼(peng)酸(suan)(suan)溶液體積(ji)VB,檸檬酸(suan)(suan)三銨溶液體積(ji)Vc,硫酸(suan)(suan)亞鐵銨溶液體積(ji)VF 固定為(wei)150mL,添加劑ZH-L1體積(ji)Vz固定為(wei)1.0mL,著(zhu)色(se)電(dian)位一般為(wei)-700~-300mV,通過(guo)正(zheng)交試(shi)驗，確定不銹鋼(gang)著(zhu)綠色(se)工藝配方及工藝條件如下：
0.15mol/L硼(peng)酸溶液 100mL 、蒸餾水 100mL 、0.15mol/L硫酸亞(ya)鐵銨(an) 150mL 、溫度 60~70℃
0.1mol/L檸檬酸三銨 10mL 、電位（SCE) -600~-700mV 、添(tian)加劑ZH-L1 1.0mL 、時間 2~5min
4. 各種因(yin)素(su)的影響
①. 預處理對著色的影響(xiang)
預處理的好壞是決定膜(mo)厚和表面(mian)質量的關鍵(jian)因素，預處理不當，會引(yin)起(qi)色彩不均勻，顏色不同(tong)、色彩暗淡(dan)或不平整，甚(shen)至不著色，故預處理中電(dian)解拋光是關鍵(jian)工序，影響著色膜(mo)的厚度，從(cong)而影響著色膜(mo)的色彩。
②. 添加(jia)劑的影響
隨著(zhu)添加(jia)(jia)劑ZH-L1濃(nong)度(du)的升高(gao)，試樣(yang)的腐蝕(shi)速(su)率和氧(yang)(yang)化(hua)速(su)率增加(jia)(jia)較快，氧(yang)(yang)化(hua)膜厚(hou)度(du)增加(jia)(jia)，耐蝕(shi)性(xing)(xing)和耐磨(mo)性(xing)(xing)提高(gao)，用(yong)(yong)量超(chao)過2.0mL,出現輕(qing)微過蝕(shi)，引起表面光澤和粗糙度(du)變差(cha)，故ZH-L1用(yong)(yong)量應嚴格控制。
③. 著色(se)溫度的影響
溫(wen)度(du)上升，著色膜(mo)的色調加(jia)深，膜(mo)層加(jia)厚(hou)，同時膜(mo)的耐(nai)蝕(shi)性、耐(nai)磨性提高，光澤和粗糙度(du)變差。對(dui)于綠色膜(mo)最佳溫(wen)度(du)為60℃.表9-36為溫(wen)度(du)對(dui)著色效果的影響(xiang)。
④. 著色時(shi)間的影響
在著(zhu)色時(shi)間(jian)(jian)2min、3min、4min、6min、9min、30min內，隨著(zhu)時(shi)間(jian)(jian)的(de)延長(chang)，著(zhu)色膜(mo)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)及耐(nai)磨性(xing)增加。6min后(hou)，時(shi)間(jian)(jian)再延長(chang)，其耐(nai)蝕(shi)性(xing)及耐(nai)磨性(xing)保(bao)持不變，色調為棕褐(he)色；30min引起過(guo)蝕(shi)，表面(mian)光(guang)澤(ze)度變差。綠色膜(mo)的(de)最佳著(zhu)色時(shi)間(jian)(jian)為3min.
⑤. 耐蝕性
通過陰極處理，使其耐蝕性增強，從環保角度，采用(yong)不含鉻的配(pei)方(fang)，對環境污染(ran)較(jiao)INCO法有(you)改善。本(ben)工藝實(shi)驗結果基本(ben)令(ling)人(ren)滿意，有(you)其廣闊的應(ying)用(yong)前景。本(ben)實(shi)驗只在總體(ti)積(ji)361mL內實(shi)驗。擴(kuo)大到較(jiao)大規模，其配(pei)方(fang)為：
硼(peng)酸 2.6g/L 、溫(wen)度60℃ 、硫酸亞鐵銨(an) 25g/L 、時間(jian) 3min 、檸檬酸三(san)銨 0.7g/L 、電位 -600~-700mV 、添加(jia)劑 ZH-LI 3mL/L
