不銹鋼電化學(xué)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(xué)院材料化學(xué)工程系 張述林、陳世波、王曉波于2006年9月提出。作者介紹了奧氏不銹鋼在硼酸、檸檬酸三銨、硫酸亞鐵銨和添加劑的電解液中進(jìn)行彩色化的環(huán)保型配方，通過正交試驗(yàn)得到著色條件，進(jìn)行電化學(xué)氧化，形成綠色彩色膜。

1. 不銹鋼著色實(shí)驗(yàn)裝置

  見圖9-25.微機(jī)為LK98微機(jī)電化學(xué)分析系統(tǒng)。5為飽和氯化鉀甘示電極作為參比電極，6為 213鉑電極作為輔助電極。

2. 實(shí)驗(yàn)步驟

  ①. 前處理

   打磨（400#水砂紙粗砂拋光，再用800#水砂紙細(xì)砂拋光，使表面光潔平整）→除油（堿溶液常規(guī)除去油污）→水洗→酸洗（用硫酸和鹽酸去除不銹鋼表面的氧化物）→水洗→電解拋光→水洗→活化（在活化液中1min)→水洗。

  ②. 按圖9-25所示連接

  不銹鋼試樣為工作電極，飽和氯化鉀甘汞電極作為參比電極，鉑電極作為輔助電極，將三電極置于含有硼酸、硫酸亞鐵銨、檸檬酸三銨、添加劑ZH-L1 電解液中，用LK98微機(jī)電化學(xué)分析系統(tǒng)，將奧氏不銹鋼試樣在溶液中采用單電位階躍計(jì)時(shí)法進(jìn)行著色。工藝條件如下：控制電位-700mV,階躍電位1mV,等待時(shí)間1s,采樣間隔時(shí)間1.000s,采用點(diǎn)數(shù)240點(diǎn)，自動調(diào)節(jié)極化電流，使試樣的電位（相對于參比電極）隨給定電位發(fā)生線性變化，得到鈍化曲線，如圖9-26所示。

3. 正交試驗(yàn)的結(jié)果

  影響不銹鋼彩色化的主要因素有：陽極極化電位φ,溫度T,硼酸溶液體積VB,檸檬酸三銨溶液體積Vc,硫酸亞鐵銨溶液體積VF 固定為150mL,添加劑ZH-L1體積Vz固定為1.0mL,著色電位一般為-700~-300mV,通過正交試驗(yàn)，確定不銹鋼著綠色工藝配方及工藝條件如下：

  0.15mol/L硼酸溶液  100mL  、蒸餾水  100mL  、0.15mol/L硫酸亞鐵銨  150mL  、溫度  60~70℃

  0.1mol/L檸檬酸三銨  10mL 、電位（SCE)  -600~-700mV 、添加劑ZH-L1  1.0mL  、時(shí)間  2~5min

4. 各種因素的影響

 ①. 預(yù)處理對著色的影響

   預(yù)處理的好壞是決定膜厚和表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素，預(yù)處理不當(dāng)，會引起色彩不均勻，顏色不同、色彩暗淡或不平整，甚至不著色，故預(yù)處理中電解拋光是關(guān)鍵工序，影響著色膜的厚度，從而影響著色膜的色彩。

 ②. 添加劑的影響

   隨著添加劑ZH-L1濃度的升高，試樣的腐蝕速率和氧化速率增加較快，氧化膜厚度增加，耐蝕性和耐磨性提高，用量超過2.0mL,出現(xiàn)輕微過蝕，引起表面光澤和粗糙度變差，故ZH-L1用量應(yīng)嚴(yán)格控制。

 ③. 著色溫度的影響

   溫度上升，著色膜的色調(diào)加深，膜層加厚，同時(shí)膜的耐蝕性、耐磨性提高，光澤和粗糙度變差。對于綠色膜最佳溫度為60℃.表9-36為溫度對著色效果的影響。

 ④. 著色時(shí)間的影響

   在著色時(shí)間2min、3min、4min、6min、9min、30min內(nèi)，隨著時(shí)間的延長，著色膜的耐蝕性及耐磨性增加。6min后，時(shí)間再延長，其耐蝕性及耐磨性保持不變，色調(diào)為棕褐色；30min引起過蝕，表面光澤度變差。綠色膜的最佳著色時(shí)間為3min.

 ⑤. 耐蝕性

 通過陰極處理，使其耐蝕性增強(qiáng)，從環(huán)保角度，采用不含鉻的配方，對環(huán)境污染較INCO法有改善。本工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本令人滿意，有其廣闊的應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)只在總體積361mL內(nèi)實(shí)驗(yàn)。擴(kuò)大到較大規(guī)模，其配方為：

   硼酸  2.6g/L  、溫度60℃  、硫酸亞鐵銨 25g/L  、時(shí)間 3min  、檸檬酸三銨  0.7g/L  、電位  -600~-700mV  、添加劑 ZH-LI  3mL/L