CN105112983A - 不锈钢板表面着色加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供不锈钢板表面着色加工方法，依次包括点焊、上架、电解活化、清洗、高温着色、清洗、固化的步骤，其中，高温着色步骤中，将不锈钢浸入铬酸和硫酸组成的水溶液，水溶液温度为90-95℃，在不锈钢表面上发生电化学反应，电化学反应包括阳极反应以及阴极反应，并且不锈钢表面上水解反应同时形成氧化膜，当氧化膜生成后，阳极反应和阴极反应分离，氧化膜表面具有微孔，阳极反应在氧化膜的孔底部，阴极反应在氧化膜的表面进行，阳极反应产物通过微孔向外扩散，在孔口和孔底之间存在电位差，不锈钢选用磨砂板时，电位差在145-155之间取出磨砂板，不锈钢选用镜面板时，电位差在75-85之间取出镜面板。本发明通过采用高温着色的方式，结合温度与采用的溶液，并且在高温着色过程中控制电位差，实现控制电位差可着色，着色效果佳。

Description

不锈钢板表面着色加工方法

技术领域

本发明涉及不锈钢加工技术，更具体地涉及不锈钢板表面着色加工方法。

背景技术

不锈钢板材在存放过程中表面会氧化形成有不可见的氧化膜，在不锈钢着色时，为使不锈钢加速着色过程，需适当活化不锈钢表面，活化电解质一般为硫酸水溶液。若活化不足，着色的起色电位时间延长，并出现颜色不容易控制；若活化过度，表面发生过侵蚀，使着色膜变得暗淡无光。如此，需要提供一种提高不锈钢表面着色效果的方法。

发明内容

鉴于以上所述，本发明提供一种提高着色效果的不锈钢板表面着色加工方法。

不锈钢板表面着色加工方法，依次包括点焊、上架、电解活化、清洗、高温着色、清洗、固化的步骤，其中，高温着色步骤中，将不锈钢板浸入铬酸和硫酸组成的水溶液，水溶液温度为90-95℃，在不锈钢板表面上发生电化学反应，电化学反应包括阳极反应以及阴极反应，并且不锈钢板表面上水解反应同时形成氧化膜，当氧化膜生成后，阳极反应和阴极反应分离，氧化膜表面具有微孔，阳极反应在氧化膜的孔底部，阴极反应在氧化膜的表面进行，阳极反应产物通过微孔向外扩散，在孔口和孔底之间存在电位差，不锈钢板选用磨砂板时，电位差在145-155之间取出磨砂板，不锈钢板选用镜面板时，电位差在75-85之间取出镜面板。

进一步地，在电解活化步骤选用的溶液为硫酸溶液。

进一步地，在高温着色达到规定电位差后，吊出不锈钢板放入清洗池，然后吊入常温固化池固化，固化时间5至8分钟。

进一步地，固化中电流在200至400安培。

相较于现有技术，本发明不锈钢板表面着色加工方法通过采用高温着色的方式，结合温度与采用的溶液，并且在高温着色过程中根据电位差及时取出，着色效果佳。

本发明的优选实施方案及其有益效果，将结合具体实施方式进一步详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，

图1为本发明不锈钢板表面着色加工方法中氧化膜生成模型图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明不锈钢板表面着色加工方法是利用酸性化学着黑色原理使不锈钢板材表面形成一层均匀的无色膜的工艺。

表面着色加工方法中所用的原材料是由企业自身内部供给的经过磨砂或抛光工艺后的不锈钢板。

表面着色加工方法依次包括：点焊、上架、电解活化(镜面板)、第一次清洗(镜面板)、高温着色、第二次清洗、固化、第三次清洗、下架、清洗过胶、以及打包步骤。

具体为，将不锈钢磨砂板或者不锈钢镜面板放到工作台点焊不锈钢条，板材通过不锈钢条挂在铜杆上，每根铜杆上挂一对不锈钢板，每对不锈钢板背向挂置，以避免擦伤；将挂置的不锈钢板进入电解活化池，电解3min(根据板材规格和张数确定电流大小)，电解完将挂置的不锈钢板置入清水池清洗，如为磨砂板，则无需进行电解活化以及清洗；清洗后置入高温着色池着色，观察电位差磨砂板为145-155，较佳地为150，镜面板为75-85，较佳地为80，到规定数值时立刻吊起不锈钢板置入清洗池清洗；清洗后进入固化池，固化时间6min(根据板材规格和张数确定电流大小)；固化后再次置入清洗池清洗，然后将不锈钢板从铜杆上取下，最后清洗过胶、打包。

其中，高温着色过程中，不锈钢浸入铬酸和硫酸组成的水溶液，在不锈钢表面上发生电化学反应，不锈钢金属(M)铬、镍、铁等在阳极区放出电子变成金属离子(M²⁺)。

阳极区：M→M²⁺+2e

在阴极区含六价铬的铬酸接受电子变成三价铬(Cr³⁺)，反应如下：

阴极区：HCrO_4-+7H⁺+3e→Cr³⁺+4H₂O

当不锈钢在溶液中浸渍一段时间后，在金属/溶液界面上金属离子(M²⁺)和Cr³⁺浓度达到临界值，并超过了富铬的尖晶石氧化物溶解度，由于水解反应而形成氧化膜，反应如下：

pM²⁺+qCr³⁺+rH₂O→M_pCr_qO_r+2rH⁺

其中2p+3q＝2r

请结合参阅图1，当氧化膜一旦生成，阳极反应和阴极反应立即分离，此时，阳极反应仍在氧化膜的孔底部，即不锈钢表面进行，阴极反应在膜的表面进行。阳极反应产物M²⁺通过微孔向外扩散，在孔口和孔底之间存在扩散电位差△φ，随着膜的加厚，△φ增大。膜厚不同就产生不同的干涉色，表现出不同的颜色，经反复测试检测，水溶液温度为90-95℃，不锈钢选用磨砂板时，电位差在145-155之间取出着色效果最佳，不锈钢选用镜面板时，电位差在75-85之间取出着色效果最佳，得到的膜层色泽均匀，薄而牢固，富有弹性，结合力好，但高温着色后的膜层结构呈多微孔状，耐磨性较差。为了弥补这个缺陷，镀膜经水洗后应立即进行固化处理。具体地，高温着色达到规定电位差后，立即吊出放入清洗池，然后吊入常温固化池(温度暂不构成固化质量影响因素)，固化时间一般5至8分钟，较佳地为6分钟，但要根据吊入固化池板的规格控制好通电电流，电流一般在200-400安培。电流过大，会造成褪色，电流过小，固化时间变长。

不锈钢板表面着色加工方法中各实施例及选用的参数如下各表。

表一，钢板类型与规格，

种类/规格	长	宽(mm)	厚(mm)
				不锈钢磨砂板	8、10尺、3.5、4米	1235	0.3-1.2
不锈钢镜面板	8、10尺、3.5、4米	1235	0.3-1.2

表二，电解活化操作参数

表三，高温着色操作参数

表四，固化操作参数

着色效果，检测样本6件，色度仪检测值如下：

表五，着色检测效果

综上，本发明通过采用高温着色的方式，结合温度与采用的溶液，并且在高温着色过程中根据电位差及时取出，着色效果佳，膜层色泽均匀，薄而牢固，富有弹性，结合力好。

只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.不锈钢板表面着色加工方法，依次包括点焊、上架、电解活化、清洗、高温着色、清洗、固化的步骤，其特征在于：高温着色步骤中，将不锈钢板浸入铬酸和硫酸组成的水溶液，水溶液温度为90-95℃，在不锈钢板表面上发生电化学反应，电化学反应包括阳极反应以及阴极反应，并且不锈钢板表面上水解反应同时形成氧化膜，当氧化膜生成后，阳极反应和阴极反应分离，氧化膜表面具有微孔，阳极反应在氧化膜的孔底部，阴极反应在氧化膜的表面进行，阳极反应产物通过微孔向外扩散，在孔口和孔底之间存在电位差，不锈钢板选用磨砂板时，电位差在145-155之间取出磨砂板，不锈钢板选用镜面板时，电位差在75-85之间取出镜面板。

2.根据权利要求1所述的不锈钢板表面着色加工方法，其特征在于：在电解活化步骤选用的溶液为硫酸溶液。

3.根据权利要求1所述的不锈钢板表面着色加工方法，其特征在于：在高温着色达到规定电位差后，吊出不锈钢板放入清洗池，然后吊入常温固化池固化，固化时间5至8分钟。

4.根据权利要求3所述的不锈钢板表面着色加工方法，其特征在于：固化中电流在200至400安培。