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不锈钢表面着色与电化学抛光工艺的研究

作　者: 李广武
导　师: 张忠诚
学　校: 山东大学
专　业: 化学工艺
关键词: 不锈钢着色化学氧化电解氧化电解抛光
分类号: TG174
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本文概述了彩色不锈钢的应用前景和不锈钢着色原理,着色工艺方法及色膜的性能。阐述了着色颜色与着色时间,着色电位的关系,以及色膜封闭处理方法。采用化学着色工艺,在250g·dm^-3铬酐,490g·dm^-3硫酸和少量添加剂的混合液中,在70℃左右测定了不锈钢样品在着色过程中电位随时间的变化,从而找到了不锈钢起色电位和颜色的对应规律。即使溶液组成,温度稍有变化,色彩也能较好地重现。这将有助于解决不锈钢表面着色的重现性问题。本文还研究了不锈钢预处理,各种添加剂和温度对不锈钢着色的影响。因为不锈钢电解抛光是着色前处理关键一环,采用电化学方法对不锈钢电解抛光工艺进行了研究。提出抛光溶液采用无铬酸盐的磷酸—硫酸体系,添加高分子聚乙二醇。抛光溶液组成为磷酸（85%）500g,硫酸（98%）130g,聚乙二醇（18%水溶液）130g。最佳工艺条件为:温度75～90℃,阳极电流密度8～15A·dm^-2。同时采用交流方波电解着色法,在250g·dm^-3铬酐,490g·dm^-3硫酸和少量添加剂的混合液中,50℃左右,制备出茶色,蓝色,金黄,玫瑰红,墨绿等颜色的不锈钢表面。通过调节电流密度,方波周期和通电次数等可获得预期色调的着色膜。研究结果表明:经过稀硫酸活化和电解抛光的不锈钢着色均匀,色泽艳丽;不同的添加剂对着色速度有明显的影响;温度升高明显加快着色速度。聚乙二醇能有效地形成粘膜,明显提高不锈钢电解抛光的效果。该工艺减少了环境污染,降低了溶液成本,可以使不锈钢表面达到镜面光亮的效果。采用电解着色法,可降低着色液温度,缩短着色时间,颜色控制较容易,重现性良好;不锈钢电解抛光是着色前处理的关键,直接影响不锈钢着色后的效果;不锈钢化学着色有很好的均匀性和一致性。添加剂硫酸锰能加速着色过程,钼酸铵能提高颜色的光泽性,其最佳含量为:硫酸锰5～6g/l,钼酸铵6～8g/l。依据电位配色原理,选择促使具有明显起色电位的添加剂,可使不锈钢色调的重现性得到有效的控制,电位控制法使彩色不锈钢产业化成为可能,具有较大的实用价值。

全文目录

目录  4-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第一章前言  10-33
  1.1 引言  10-11
  1.2 不锈钢表面着色文献综述  11-32
    1.2.1 不锈钢着色的历史进展  11-19
    1.2.2 不锈钢着色机理探讨  19-30
    1.2.3 不锈钢着色研究进展  30-31
    1.2.4 不锈钢着色的发展方向  31-32
  1.3 本论文主要研究内容及创新之处  32-33
第二章实验过程和工艺  33-40
  2.1 药品和仪器  33
    2.1.1 实验药品  33
    2.1.2 实验仪器  33
  2.2 不锈钢着色工艺  33-38
    2.2.1 不锈钢化学着色工艺流程  33-35
    2.2.2 不锈钢交流电解着色工艺  35-37
    2.2.3 不锈钢电解抛光工艺  37-38
  2.3 分析检测  38-40
    2.3.1 膜的附着力检测  38
    2.3.2 耐磨性检测  38
    2.3.3 耐蚀性检测  38
    2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)分析  38-39
    2.3.5 X射线能谱仪(EDS)分析  39
    2.3.6 抛光质量评价方法  39-40
第三章不锈钢电解抛光工艺  40-47
  3.1 不锈钢电解抛光简介  40-42
  3.2 实验结果和讨论  42-46
    3.2.1 实验现象  42
    3.2.2 实验机理探讨  42-43
    3.2.3 各种因素对拋光质量的影响  43-46
  3.3 结论  46-47
第四章不锈钢化学着色工艺  47-61
  4.1 不锈钢着色简介  47-48
  4.2 实验结果和讨论  48-58
    4.2.1 色谱与着色电位差的关系  48-50
    4.2.2 温度对不锈钢表面着色的影响  50-51
    4.2.3 硫酸活化因素的影响  51-53
    4.2.4 试样大小的影响  53-54
    4.2.5 不锈钢前处理对着色的影响  54-56
    4.2.6 添加剂的影响  56-57
    4.2.7 氧化膜封闭处理的作用  57
    4.2.8 着色液浓度对着色的影响  57-58
  4.3 着色膜测试结果  58-61
第五章不锈钢电解着色  61-65
  5.1 电解着色简介  61-62
  5.2 结果与讨论  62-65
    5.2.1 着色温度的选择  62
    5.2.2 电解参数对不锈钢表面颜色的影响  62-65
第六章彩色不锈钢工业化生产  65-69
  6.1 彩色不锈钢带的连续生产  65-66
  6.2 不锈钢着色处理过程的控制  66-67
  6.3 彩色不锈钢在生产中的应用  67-69
第七章结论  69-70
参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读学位期间发表的学术论文目录  75-76
学位论文评阅及答辩情况表  76

不锈钢表面着色与电化学抛光工艺的研究

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