[发明专利]一种不锈钢化学着色方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢化学着色方法，具体涉及一种与超声设备相配合使用的化学着色方法。

背景技术

不锈钢本身具有优良的耐蚀性、耐磨性和韧性，广泛应用于国民工业中的方方面面，如汽车工业、航空航天、家用电器、建筑材料等。不锈钢在现有技术的使用中，大多数还是应用着不锈钢本体的金属色，然而随着科学技术的发展，有色彩的不锈钢也渐渐推广开来。与利用喷涂工艺带来的颜色变化不同，彩色不锈钢是在不锈钢表面进行着色，不仅具有金属和色彩配合显示的出高端视觉效果，而且能够增加不锈钢的耐蚀性和耐磨性。

纵观国内外对不锈钢表面着色工艺的研究，大多都是在INCO法的基础上采用电位法来控制着色过程，但是这种电化学的着色方法着色速度较慢，而且对不锈钢工件的形状有诸多限制，难以做到着色均匀。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种化学着色的方法，该化学着色方法与超声设备联合使用，不仅能够对不同形状的不锈钢制件进行均匀着色，而且提升了着色的效率，同时着色的效果美观。

本发明所要解决的技术问题通过以下步骤予以实现：

步骤一，前处理：前处理步骤主要包括除油除锈、抛光、表面活化。

不锈钢着色前，需对其表面进行前处理，以保证色膜与基体的良好结合，着色前的表面状态对色膜的均匀性也有很大的影响。除油除锈可使用现有技术中的技术方法即可，如利用除油除锈的清洗剂清洗、酸洗、碱洗、有机溶剂的清洗，如丙酮、无水乙醇等清洗。

抛光工艺也根据不锈钢材质的不同而有所变化，可采用物理机械抛光，也可采用化学方法或电化学方法进行抛光。本发明中，对于常用的不锈钢，如300系、400系不锈钢采用的是电化学抛光，其工艺条件为：在体积比为30%磷酸和35%硫酸的水溶液中，以纯铅为阴极，以不锈钢为阳极，在15-25A/dm²的条件下进行抛光处理5-15分钟。

活化是为了消除不锈钢表面的钝化膜，获得新鲜的表面，活化程度应适当，若活化不足，则着色时的起始点位保持的时间长，颜色则不易呈现；活化若过度则会使得色膜变得黯淡无光。由于不同的不锈钢工件的元素含量不尽相同，所以不同材质的不锈钢工件采用的活化工艺会有所差别。本发明中，对于常用的不锈钢，如300系、400系不锈钢采用的活化工艺为：在40%-45%的铬酸溶液中，室温条件下，以纯铅为阴极，不锈钢为阳极，在电流密度为7.5-9.5A/dm²的条件下进行阳极处理，活化时间为15-30分钟。

步骤二，化学着色。

将化学着色液置于超声设备中，超声频率为50KHz-5MHz，超声波声强为10-45KW/m²，将化学着色液加热至90-99℃时，将活化后的不锈钢浸入着色液中进行超声并着色，着色时间为2-15分钟。所述化学着色液的组分含量为重铬酸钾140-320g/L、硫酸280-320ml/L、硫酸钾8-10g/L、钼酸钾2-4g/L，溶剂为水。

重铬酸钾与不锈钢在高温的酸性环境下发生反应，析出Cr³⁺在不锈钢表面生成氧化物沉积，从而形成色膜。加入硫酸钾和钼酸钾则能够有效抑制硫酸和重铬酸钾对不锈钢的深度腐蚀。通过调控超声的频率和声强，提升了不锈钢表面着色的均匀性，使不同结构形状的不锈钢构件表面皆均匀着色，边角、缝边处都能够均匀着色。

进一步优选，所述化学着色液的组分含量为重铬酸钾320g/L、硫酸320ml/L、硫酸钾10g/L、钼酸钾4g/L，溶剂为水。

进一步优选，所述化学着色液的组分含量为重铬酸钾182g/L、硫酸300ml/L、硫酸钾8g/L、钼酸钾4g/L，溶剂为水。

进一步优选，所述化学着色液的组分含量为重铬酸钾140g/L、硫酸280ml/L、硫酸钾8g/L、钼酸钾2g/L，溶剂为水。

步骤三，对化学着色后的不锈钢进行硬化处理。

硬化处理也可看做是将着色生成的氧化膜进行封闭处理，使不锈钢表面生成的Cr₂O₃膜表面的微孔封闭，从而增加彩色膜的耐蚀性和抗污性。本发明中所采用的硬化处理工艺为将不锈钢置于15g/L重铬酸钾、15g/L氢氧化钠的水溶液中，在温度为65-70℃条件下浸泡5-6分钟。

步骤四，对步骤三处理后的不锈钢进行清洗烘干。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明中的不锈钢着色方法可对不锈钢进行有效着色。