[发明专利]彩色镜面不锈钢的制造方法

说明书

本发明涉及不锈钢的表面电化学氧化的着色工艺。

目前的不锈钢电化学氧化着色工艺中，多采用硫酸和铬酸混合溶液的电解液，在高温搅拌的情况下，以直流电或低频交流电的形式进行阳极电解，或阳极电解同时阴极电解硬化，然后进一步阳极电解硬化的方法。例如日本专利说明书特公昭61—127899中，即采用了低频方波电流和硫酸＋铬酸为电解液进行电化学处理，然后进一步阴极电解硬化的方法。但过去的氧化和硬化方法存在以下问题：(1)着色膜的稳定性、均匀性、坚固耐磨性较差；(2)不适合处理大面积板材。由于存在上述问题，着色不锈钢一直未得到广泛应用。

本发明采用SUS304BA不锈钢板材的原材，经过镜面抛光→除油→活化→电化学氧化→电解硬化→化学硬化的表面处理工艺，使不锈钢着上鲜艳光亮的色彩，可分别着上黑、蓝、紫、咖啡、金黄、粉红、绿色及各种过渡色。其中，(1)电化学氧化采用低频、超低频交变电流作为外加电流，电解液组成及工艺条件如下：

硫酸(H₂SO₄)       300—800 g/L

铬酐(C_rO₃)        120—300 g/L

OP表面活性剂        0.2—2.0ml/L

酒石酸              4—20g/L

水                  余量

温度                45—90℃

阳极电解电流密度    0.1—3.0A/dm²

阴极电解电流密度    0.1—3.0A/dm²

阳极电解电流时间    ≥2.5秒

阴极电解电流时间    ≥0.5秒

时间                2—40分钟(2)着色膜的硬化采用电解硬化和化学硬化的联合硬化方法，电解硬化采用铬酐150—300g/L＋磷酸(比重1.74)2.0－5.0g/L的电解液，染色不锈钢作为阴极，电流密度取0.1—1.0A/dm²，在10—40℃条件下电解硬化5—20分钟；化学硬化采取将不锈钢浸入1—5％的Na₂S_iO₃水溶液中95℃以上至煮沸的条件下硬化3—10分钟。

由于本发明在电化学氧化时加入了OP表面活性剂和酒石酸等有机添加剂，提高了电化学氧化的过电位，因而着色层均匀且光洁度高，适于大面积板材的表面处理；同时，本发明采取了电解硬化和化学硬化联合硬化的方法，提高了着色层的稳定性和坚固耐磨性，效果优于单独使用电解硬化或单独使用化学硬化。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明电化学氧化加于待着色不锈钢上的电流波形。

电化学氧化电解液采用配方及工艺条件如下：

硫酸            500g/L

铬酐            250g/L

OP表面活性剂    0.2ml/L

酒石酸          8g/L

温度            55℃

一个周期中阳极电流时间    30秒

一个周期中阴极电流时间    30秒电解硬化电解液配方及工艺条件如下：

铬酐              250g/L

磷酸(d＝1.7)      2.5/L

电流密度          0.4A/dm²

温度              室温

化学硬化硬化液配方及工艺条件如下：

Na₂SiO₃         2％

温度              煮沸

所得结果如表1所示：

表1、不同氧化条件所得色彩及其耐磨性比较

    试样序号   1   2    3    4阳极电流密度(A/dm²) 0.2  0.4   0.4   0.4阴极电流密度(A/dm) 0.2  0.4   0.4   0.4时间(mim) 6   4   12   18颜色 浅茶 金黄  蓝黑  红黄耐磨性电解硬化  差  差   差   差化学硬化 较好 较好  较好  较好电解硬化+化学硬化  好  好   好   好