本发明专利技术公开了一种不锈钢低温化学着色方法，该方法首先将不锈钢进行前处理，然后将处理过的不锈钢放入着色液中进行着色处理，着色温度为５０～６０℃，采用微机控制着色电位和起色电位，当着色电位达到预先设定的电位差时，用铂电极作参比电极，石墨阳极作对电极，对着色不锈钢进行阴极极化，不锈钢和参比电极之间的电位差为２００～１５００ｍｖ，保持２～３ｍｉｎ，使不锈钢急速停止着色反应，最后将着色后的不锈钢进行固膜和封闭处理，水洗干燥，即可得到各种颜色的彩色不锈钢。本发明专利技术所用的低温着色液包括Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］、ＣｒＯ↓［３］、氟碳表面活性剂、有机酸和稀土元素。本发明专利技术工艺简单，着色温度低，着色稳定，同时由于采用微机控制着色电位并且采用外加电压的阴极保护装置，可以有效提高着色的可靠性和控制精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及家电、建筑、五金和装潢等用途的不锈钢材料的化学着色工艺。
技术介绍
不锈钢着色起源于英国伯明翰国际镍公司欧洲研究开发中心的W.H.Haffield和N.Green在1927年专利技术的第一项不锈钢着色技术，但由于着色膜疏松，耐污性和耐蚀性很差等多种缺限，这些方法一直未能推广应用。直到1972年国际镍公司专利技术了INCO法，该工艺是将不锈钢浸入80～90℃的硫酸-铬酸混合液中，随着时间的变化，表面生成不同厚度的氧化膜，由于光的干涉而产生不同的颜色。日本彩色不锈钢主要厂商之一的新日铁南洋制造所也采用这种方法生产。由于该工艺需要在80℃左右的温度下进行，存在着生产环境恶劣，能源消耗大，溶液失效快，颜色难控制等问题。许多研究者对INCO法进行了改进研究，在着色液中加入多种添加剂，改善着色膜的质量，降低着色温度，还有些采用外加电流或电压的方法研究不锈钢电化学着色工艺，但是由于种种限制，目前真正进行商业化生产的还是INCO法或对其进行了改进的方法。INCO工艺的控制方法是将达到着色电位的不锈钢从着色液中取出，水洗，这样做的目的是把着色液从不锈钢表面去除掉，使不锈钢表面温度降低，停止着色反应，但问题是由于不锈钢从着色液中取出的速度不一致，不锈钢的大小和板材厚度不同，外界的温度波动，水洗时间问题，实际上并没有按照预定的时间停止着色反应，颜色分散度较大，达到一定色调是有困难的。上述情况表明，由于不锈钢着色法着色温度较高，颜色控制不稳定，生产颜色和色调一致的高品质彩色不锈钢存在很大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种着色温度较低，能耗较小，可靠性和控制精度高的不锈钢低温化学着色方法，利用该方法可生产出颜色和色调一致的高品质彩色不锈钢。-->本专利技术的目的通过采取以下方案予以实现：一种不锈钢低温化学着色方法，首先将不锈钢进行前处理，然后将处理过的不锈钢放入着色液中进行着色处理，着色温度为50～60℃，采用微机控制着色电位和起色电位，当着色电位达到预先设定的电位差时，用铂电极作参比电极，石墨阳极作对电极，对着色不锈钢进行阴极极化，不锈钢和参比电极之间的电位差为200～1500mv，保持2～3min，使不锈钢急速停止着色反应，最后将着色后的不锈钢进行固膜和封闭处理，水洗干燥，即可得到各种颜色的彩色不锈钢。本专利技术所用的低温着色液包括H2SO4、CrO3、氟碳表面活性剂、有机酸和稀土元素，其中H2SO4和CrO3的重量比例为1∶0.2～2；氟碳表面活性剂为全氟磺酸或其盐；有机酸为柠檬酸或其盐；稀土元素为混合轻稀土；氟碳表面活性剂、有机酸和稀土元素的重量含量分别为1～10g/L、1～15g/L和2～8g/L。通过添加氟碳表面活性剂、有机酸和稀土元素，降低了着色温度，比通常INCO法降低20～30℃，由于着色温度低，酸雾溢出较少，对环境的影响较小；同时由于着色反应温度低，不锈钢在低温下即可着色，降低了能耗，减少了溶液的蒸发，便于操作和控制，有利于操作个人的健康。本专利技术采用微机控制着色不锈钢的电位差，在达到预定的电位时，采用外加电源的阴极保护法，保护电位在200～1500mv之间，可使不锈钢材料急速停止着色反应，实际结果表明：这种方法对各种颜色和各种表面的不锈钢材料都适用，改善了色调的再现性，可以避免着色过头、褪色和长时间不上色等问题，结果得到了一种着色色差小，再现性良好的着色效果。本专利技术工艺简单，着色温度低，着色稳定，同时由于采用微机控制着色电位并且采用外加电压的阴极保护装置，可以有效提高着色的可靠性和控制精度。附图说明图1为本专利技术实施例的工艺流程图；图2为本专利技术实施例的着色电位控制系统组成图。具体实施方法下面列举一部分具体实施例对本专利技术进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本专利技术作进一步说明，不代表对本专利技术保护范围的限制。其他人根据本专利技术做出的一些非本质的修改和调整仍属于本专利技术的保护范围。-->实施例1采用如图1所示的工艺流程图，对1Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行着色处理，1Cr18Ni9奥氏体不锈钢成分如下：表1 1Cr18Ni9奥氏体不锈钢化学成分(wt％) C Si Mn Ni Cr Cu Mo N 0.068 0.57 1.08 8.64 18.36 0.08 0.04 0.027奥氏体不锈钢经过除油、抛光、电化学活化后水洗，再在下述着色溶液中进行着色处理，化学着色液配方和工艺条件如下：硫酸 520g/L铬酐 280g/L全氟正辛基磺酸 2g/L混合轻稀土 4g/L柠檬酸 8g/L余量 水温度 60℃着色电位控制系统如图2所示，将不锈钢、铂电极及石墨阳极一同浸入着色液中，利用铂电极作参比电极，由于不锈钢和铂电极的电位不同，产生电位差，有电流通过导线，随着不锈钢化学着色反应的不断发展，氧化膜的厚度逐渐增加，电位随之发生变化，在整个着色过程中，即测得不锈钢着色电位-时间关系曲线，确定起色电位以后，用电位差控制颜色，不同的电位差对应不同的颜色，如：着色电位差Δφ＝9～13mv是蓝色，Δφ＝14～17.5mv是黄色，Δφ＝21～21.8mv是绿色，当电位差达到一定值时，计算机发出指令，通过控制器控制恒电位仪，对不锈钢板施加阴极极化电位，阴极保护电位为500mv，着色反应立即中止。然后将着色后的不锈钢板清洗后放入下述固膜液中进行阴极电解处理，固膜液配方和工艺条件如下：铬酐 250g/L磷酸 20g/L钼酸钠 10g/L-->阴极电流密度 0.2～1.0A/dm2时间 5～10min温度 室温将不锈钢板取出后水洗，然后进行封闭处理即可得到各种颜色的彩色不锈钢板。实施例2采用如图1所示的工艺流程图，对奥氏体不锈钢进行着色处理，奥氏体不锈钢经过除油、抛光、电化学活化后水洗，再在下述着色溶液中进行着色处理，化学着色液配方和工艺条件如下：硫酸 500g/L铬酐 280g/L全氟环己烷磺酸 3g/L混合轻稀土 5g/L柠檬酸钠 6g/L余量 水温度 55℃着色电位控制系统如图2所示，将不锈钢、铂电极及石墨阳极一同浸入着色液中，利用铂电极作参比电极，随着不锈钢化学着色反应的不断发展，氧化膜的厚度逐渐增加，电位随之发生变化，在整个着色过程中，即测得不锈钢着色电位-时间关系曲线，确定起色电位以后，用电位差控制颜色，不同的电位差对应不同的颜色，如：着色电位差Δφ＝9～11.5mv是蓝色，Δφ＝15～18mv是黄色，Δφ＝20～22mv是绿色，当电位差达到一定值时，计算机发出指令，通过控制器控制恒电位仪，对不锈钢板施加阴极极化电位，阴极保护电位为1000mv，着色反应立即中止。再将着色后的不锈钢板清洗后放入下述固膜液中进行阴极电解处理，固膜液配方和工艺条件如本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种不锈钢低温化学着色方法，其特征在于：首先将不锈钢进行前处理，然后将处理过的不锈钢放入着色液中进行着色处理，着色温度为５０～６０℃，采用微机控制着色电位和起色电位，当着色电位达到预先设定的电位差时，用铂电极作参比电极，石墨阳极作对电极，对着色不锈钢进行阴极极化，不锈钢和参比电极之间的电位差为２００～１５００ｍｖ，保持２～３ｍｉｎ，使不锈钢急速停止着色反应，最后将着色后的不锈钢进行固膜和封闭处理，水洗干燥，即可得到各种颜色的彩色不锈钢。
【技术特征摘要】
1.一种不锈钢低温化学着色方法，其特征在于：首先将不锈钢进行前处理，然后将处理过的不锈钢放入着色液中进行着色处理，着色温度为50～60℃，采用微机控制着色电位和起色电位，当着色电位达到预先设定的电位差时，用铂电极作参比电极，石墨阳极作对电极，对着色不锈钢进行阴极极化，不锈钢和参比电极之间的电位差为200～1500mv，保持2～3min，使不锈钢急速停止着色反应，最后将着色后的不锈钢进行固膜和封闭处理，水洗干燥，即可得到各种颜色的彩色不锈钢。2.根据权利要求1所述的不锈钢低温化学着色溶液，其特征在于着色液中包含有H2SO4和Cr...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩文生，王鹏程，
申请(专利权)人：广州电器科学研究院，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]
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