不銹鋼化學(xué)著色配方 22 (見表8-9) ,本配方由中南大學(xué)冶金科學(xué)與工程學(xué)院 楊喜云、龔竹青、陳白珍于2005年4月提出。
他們研究了一種廚具用不銹鋼的表面化學(xué)著色工藝,探討了硫酸鋅用量、溫度、時間和封閉方法對著色膜性能的影響,得出了最佳工藝參數(shù)。該工藝操作溫度范圍寬,維護簡單,著色膜色澤鮮艷、均勻,耐蝕耐磨耐熱耐油污性好,能滿足廚具的要求。
1. 工藝流程
材料(奧氏體不銹鋼)→除油(丙三醇除油)→清洗→活化(10%H2SO4+10%HCl,室溫,2~3min)→清洗→化學(xué)著色→清洗→堅膜→回收→清洗→封閉→清洗→干燥。
2. 實驗結(jié)果
①. 硫酸鋅
可形成更多的結(jié)晶活性點,加快著色膜的形成速率,改善膜質(zhì)量。在溫度70℃時間7min,硫酸鋅以5g/L為宜,使膜層金黃色,色澤均勻、光亮、重現(xiàn)性好。過少過多效果不好。
②. 硫酸錳
氧化性促進劑,參與著色膜的形成反應(yīng),用量以3~4g/L為宜。過多出現(xiàn)不均勻,過少起不到促進作用。
③. 鑰酸銨
使著色膜更均勻,光澤感增強。由于NH+能絡(luò)合Cr3+、Ni2+從而起到緩沖與絡(luò)合作用,控制成膜速率;MoO2-4能吸附在不銹鋼上,控制不銹鋼中Cr、Ni、Fe的溶解速率,增加著色液的穩(wěn)定性能。
④. 鉻酐
是主要成膜物,提供Cr3+,使與Fe2+、Ni2+在陽極表面生成金屬氧化膜,其含量在220~270g/L均可。
⑤. 硫酸
在450~500g/L范圍內(nèi)均可獲得理想的化學(xué)著色膜。
⑥. 溫度
以55~75℃為宜。溫度低,著色時間長,光亮度欠佳。溫度高,光亮度欠佳。
⑦. 時間
溫度55℃,硫酸鋅5g/L時,著色膜的顏色隨時間而變。見表8-26。
⑧. 著色電位與時間的關(guān)系
在溫度75℃,未加硫酸鋅,著色電位差(起色電位)與顏色對應(yīng)的電位差值是恒定的,可通過控制著色電位差值來獲得具體的顏色。著色電位差和時間與顏色的關(guān)系見表8-27。
由表8-27可知,要獲得理想的顏色,須同時控制好著色時間和色電位差。
⑨. 堅膜
其原理是陰極析氫,六價鉻還原成三價鉻Cr2O3或Cr (OH)3,在pH上升的微孔中填充,提高耐磨性和耐蝕性。
⑩. 封閉
采用水煮10min,起到清洗作用,水煮后膜不需要清洗,就直接干燥。膜在空氣中不變色,實驗方法另采用K2Cr2O7堿性處理,或1%Na2SiO3煮沸10min,則金黃色膜在空氣中易變紅,水煮封閉,使膜表面微孔中殘留的堅膜液得以清洗干凈,使膜在空氣中穩(wěn)定。
3. 性能測試
檢測結(jié)果如下:
①. 耐蝕性
按GB1771-79標準:144小時中性鹽霧實驗不變色。
②. 耐磨性
按GB1768-79,橡皮輪加壓500g摩擦200次不變色。
③. 耐熱性
按GB 1735-79標準,200℃加熱24小時,膜層顏色不變,無起泡開裂現(xiàn)象。
④. 耐油污性
在植物油中浸泡24小時,膜層顏色不變。