工艺方法
科学家正是根据上述光的干涉原理,设法在不锈钢表面形成一层无色透明的致密薄膜,研制成功了彩色不锈钢。他们所用的方法是酸性浴氧化着色法。这种方法主要包括着色处理和硬膜处理两个步骤。着色处理是在热铬硫酸溶液槽中进行的。常用的着色液是由一定浓度的硫酸和三氧化铬配制而成的,着色液的温度应保持在70~90℃(一般为80℃左右)。对着色的不锈钢的合金含量也有一定的要求(含铬量应大于13%,含铁量应大于50%)。为了获得理想的着色效果,不锈钢表面应光洁,无油垢,一般要预先进行抛光加工。
将不锈钢浸渍在热铬硫酸溶液中,就在不锈钢表面生成一层薄薄的无色透明氧化膜。可别小看这层厚度只有头发丝直径几百分之一的氧化膜,随着浸渍时间的延长,氧化膜厚度增加,不锈钢表面就呈现出了不同的颜色。例如,氧化膜厚度从0.2微米增加到0.4微米时,将产生以下的色序:蓝色→金色→红色→绿色。按照所要求的表面色彩,可通过试验来确定浸渍时间,不必具体测定氧化膜的厚度。经着色处理后的不锈钢应立即在水槽中将着色液清洗干净,否则又将引起颜色的变化。经着色处理的氧化膜比较柔软,存在微小的孔隙,不够致密,所以必须接着进行下一步的硬膜处理。
硬膜处理的目的主要是提高氧化膜的耐磨性、耐蚀性和耐热性。在含磷酸和三氧化铬的水溶液中,将已经着色处理过的不锈钢作为阴极,铅板作为阳极,通以一定的电流,经过10分钟左右,就可以在阴极上生成三氧化二铬、氢氧化铬等稳定化合物,它们填塞了氧化膜中的微小孔隙。应该指出的是,经硬膜处理后,不锈钢的颜色有所变化,故在着色处理时必须预先考虑到这一情况,才能获得理想的效果。经硬膜处理后的不锈钢,要立即清洗和干燥,以免影响彩色不锈钢的色调和光泽。