[发明专利]一种不锈钢超声波化学着色方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢化学着色方法，特别是一种通过调控超声波的频率、声强以及着色温度，对不锈钢进行着色的超声波化学着色方法。

技术背景

不锈钢具有出色的耐蚀性、耐磨性、韧性，已广泛应用于国民经济的诸多领域。通过着色处理，在不锈钢表面形成彩色膜，不仅保持了不锈钢原有的优越性，耐蚀性、耐磨性及其装饰效果都优于普通不锈钢。目前彩色不锈钢的着色方法主要有化学氧化着色法、电化学着色法、离子沉积法、高温氧化法和气相裂解法等，从“因科法”基础上发展来的酸性化学着色方法与其它着色方法相比，具有着色膜附着力、耐磨性、耐腐蚀性优异以及适用于各种复杂的工件、设备投资小和成本低的优点，是目前生产彩色不锈钢的主要方法，但化学着色方法存在彩色膜均匀性比较差的共性问题。

在提高化学着色均匀性方面，国内外有许多报道。有文献提出对不锈钢进行预处理和前处理，预处理如在特殊气氛中的高温退火处理（JP9209033，JP4235215，JP58096823，JP10245659）、退火酸洗光轧综合处理（JP60248885，JP10121276）；前处理如电解活化（JP59028574，JP7118900，JP2097683，JP58221283，JP58199896，JP9241899，AU197585706A1）、酸洗与阳极氧化综合处理（JP11081000）、电解抛光与电解活化综合处理（JP61264197）。这些预处理和前处理虽不同程度上提高了不锈钢着色膜的均匀性，但不锈钢着色的效果仍不理想，还有待进一步提高不锈钢着色膜的均匀性，才能满足日益增长的物质生活需求。

发明内容

为解决不锈钢化学着色的均匀性问题，本发明提供一种不锈钢超声波化学着色方法。

本发明上述所提供的一种不锈钢超声波化学着色方法，该方法依次按下列程序进行：

将抛光后的不锈钢进行除油、水洗，并活化；

将化学着色液置于超声波辐照下，调控超声波频率为20kHz～1MHz；超声波声强为0.5～50kW/m²，并升温到40℃～100℃时，置入活化后的不锈钢进行超声波化学着色；

将着色后的不锈钢进行坚膜、封闭和干燥处理，得到彩色不锈钢。

在上述方案中，其附加的技术特征在于：所述不锈钢的着色温度为：45℃～65℃，超声波频率为：20kHz～300kHz，超声波声强为：3～10kW/m²；所述不锈钢置入着色液中的方向是与超声波作用的方向平行，或是垂直；所述不锈钢超声波化学着色的彩色是通过调控电位差实现的，所述彩色的电位差范围为：0～35mV，其中：棕色4～7mV；蓝色8～11mV；褐色15～17mV；黄色19～20mV；紫红色21～23mV；草绿色25～27mV；所述活化的活化液是10%的浓H₂SO₄和90%的水的混合；所述化学着色液的组成及其含量是：铬酐230～300g/L、硫酸470～500g/L、硫酸锰2～6g/L、硫酸锌4～7g/L和钼酸铵5～10g/L的混合液；所述坚膜是不锈钢作阴极，铅板作阳极，电流密度为：0.1～0.4A/dm²，坚膜时间为：2min～30min；所述坚膜液是250g/LCrO₃和25g/L H₂SO₄的混合液。

本发明所述的一种不锈钢超声波化学着色方法，与现有技术相比，其优点和积极效果在于：本发明着色方法在对不锈钢着色时，所用的着色时间较短，着色温度较低，同时降低了不锈钢的着色能耗，也减小了对设备的腐蚀，进一步提高了不锈钢的着色生产效率。在不锈钢着色的性能上，本发明方法通过调控着色温度、超声波频率和超声波声强，提高了不锈钢着色整体的均匀性，而且边缘色彩与整体颜色均匀一致。在提高不锈钢着色整体均匀性的基础上，本发明着色方法还进行了对不锈钢多彩着色的试验，通过调控电位差、着色温度、超声波频率以及超声波声强，不锈钢多彩着色也获得了显著进步，其均匀性同样也满足了要求，扩大了彩色不锈钢色彩的着色范围。在性能指标上，着色后的不锈钢表面亮度、耐磨性和耐腐蚀性等综合性能同样也得到了进一步的提高。

附图说明

图1是本发明超声波化学着色的装置工艺图。

图2是本发明化学着色得到的蓝色不锈钢偏光显微镜照片。

图3是本发明实施例1超声波化学着色得到的蓝色不锈钢偏光显微镜照片。

图4是本发明化学着色得到的金黄色不锈钢偏光显微镜照片。