一种不锈钢化学着色方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 纵观国内外对不锈钢表面着色工艺的研究，大多都是在INC0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】
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 步骤二，化学着色。
[0010] 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90-99Γ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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 步骤三，对化学着色后的不锈钢进行硬化处理。
[0016] 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 Cr203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重络酸钾、15g/L氢氧化钠的水溶液中，在温度为65-70°C条 件下浸泡5-6分钟。
[0017] 步骤四，对步骤三处理后的不锈钢进行清洗烘干。
[0018] 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。
[0019] 2、本发明中的不锈钢着色方法可对任何不同形状构造的不锈钢制件进行均匀着 色，且色膜与基体连接紧密。
[0020] 3、本发明中的不锈钢着色方法所生成的色膜颜色均匀、亮泽、美观。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过实施例对本发明的内容进行进一步的描述。
[0022] 采用不锈钢12Crl7Ni为原料的不锈钢制件作为实施例中着色的不锈钢样件。
[0023] 首先，对上述不锈钢制件进行除油除锈、抛光、表面活化。除油除锈通过丙酮清洗 和除锈剂清洗即可，抛光工艺为：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22A/dm2的条件下进行抛光处理8分钟。
[0024] 表面活化的工艺为：在40%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9A/dm2的条件下进行阳极处理，活化时间为17分钟。
[0025] 第二步：进行化学着色，着色的工艺条件如下表。
[0026] 第三步：对化学着色后的不锈钢进行硬化处理。
[0027] 本实施例中所采用的硬化处理工艺为：将上述不锈钢置于15g/L重铬酸钾、15g/L氢氧化钠的水溶液中，在温度为70°C条件下浸泡5分钟。
[0028] 第四步：对上述经过处理后的不锈钢进行清洗烘干。
[0029] 上述实施例中的不锈钢制件着色均匀，色膜与基体连接紧密，且生成的色膜颜色 均匀、亮泽、美观。
【主权项】
1. 一种不锈钢化学着色方法，该方法包括如下步骤： 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； 所述表面活化工艺为在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90-9%~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8-10 g/L、钼酸钾2-4 g/L，溶剂为水； 步骤三，对化学着色后的不锈钢进行硬化处理； 所述硬化处理的工艺为将不锈钢置于15 g/L重络酸钾、15 g/L氢氧化钠的水溶液中， 在温度为65_70°C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。2. 如权利要求1所述不锈钢化学着色方法，其特征在于：所述除油除锈步骤可使用清 洗剂清洗、酸洗、碱洗、有机溶剂清洗。3. 如权利要求1所述不锈钢化学着色方法，其特征在于：所述抛光步骤工艺为化学抛 光或电化学抛光。4. 如权利要求3所述不锈钢化学着色方法，其特征在于：所述抛光步骤工艺为在体积 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15-25 A/dm2的 条件下进行抛光处理5-15分钟。5. 如权利要求1所述不锈钢化学着色方法，其特征在于：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10 g/L、钼酸钾4g/L，溶剂为水。6. 如权利要求1所述不锈钢化学着色方法，其特征在于：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8 g/L、钼酸钾4g/L，溶剂为水。7. 如权利要求1所述不锈钢化学着色方法，其特征在于：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8 g/L、钼酸钾2g/L，溶剂为水。
【专利摘要】本发明公开了一种不锈钢化学着色方法，包括前处理、化学着色、硬化处理和清洗步骤。其中，化学着色步骤采用的工艺为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。采用本发明中的不锈钢化学着色方法，不仅能够给任何结构形状的不锈钢制件进行均匀着色，而且色膜与基体结合力好、色膜的色泽光亮美观。
【IPC分类】C23C22/43, C23C22/82, C23C22/78
【公开号】CN105296988
【申请号】CN201510810548
【发明人】李超林
【申请人】佛山市高明俊品金属制品有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月23日