[發(fā)明專利]一種不銹鋼電化學(xué)著色液和一種不銹鋼電化學(xué)發(fā)黑方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110370468.6
• 申請(qǐng)日: 2011-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103122473A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊貽婧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): C25D9/10
• 分類號(hào): C25D9/10
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及不銹鋼表面處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不銹鋼電化學(xué)著色液和一種不銹鋼電化學(xué)發(fā)黑方法。

背景技術(shù)

隨著不銹鋼用途的多樣化和高級(jí)化，并不斷向裝飾性和藝術(shù)性方向發(fā)展，對(duì)不銹鋼進(jìn)行表面著色處理是使其具有裝飾功能的重要方法，化學(xué)發(fā)黑就是其中的一種。發(fā)黑后的不銹鋼材料不僅具有一定的裝飾性，還具有較強(qiáng)的消光性和吸熱性，現(xiàn)已廣泛用于武器、光學(xué)儀器、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。目前常用的不銹鋼表面發(fā)黑的方法主要有重鉻酸鹽高溫化學(xué)氧化法和重鉻酸鹽電解氧化法（即電化學(xué)發(fā)黑方法）。其中，化學(xué)氧化法中重鉻酸鹽的濃度高達(dá)200-300g/L，且需加熱至95-100℃，一方面消耗能源，另一方面六價(jià)鉻對(duì)環(huán)境和人體健康存在危害。

CN101698955A（即CN200910044708）公開(kāi)了一種不銹鋼表面電化學(xué)發(fā)黑方法，以待發(fā)黑的不銹鋼為陽(yáng)極，發(fā)黑溶液含有以下組分：硝酸錳10-30g/L，重鉻酸鉀20-30g/L，硫酸銨20-30g/L，硼酸10-20?g/L，通過(guò)普通直流電在不銹鋼表面形成黑色膜層。該方法中一方面發(fā)黑溶液中仍采用了六價(jià)鉻，對(duì)環(huán)境和人體健康存在危害；另一方面待發(fā)黑的不銹鋼為陽(yáng)極，發(fā)黑過(guò)程中會(huì)消耗不銹鋼。

現(xiàn)有技術(shù)中還公開(kāi)了一種不銹鋼電化學(xué)發(fā)黑新工藝，以待發(fā)黑的不銹鋼為陰極，采用了普通直流電對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行發(fā)黑處理，發(fā)黑處理電解液含有以下組分：硫酸銅3-3.5g/L，硫酸錳7-8g/L，磷酸二氫鈉10-12g/L，醋酸鈉8-10g/L，生黑劑（含硫氰酸鹽及硝基化合物）4-4.5g/L，pH值為4-5。采用該方法在不銹鋼表面形成的黑色膜層由氧化銅、硫化銅和磷酸錳鐵鹽組成。該方法中發(fā)黑處理電解液中成膜組分較多，且各成膜組分對(duì)膜層的顏色有較大影響，容易導(dǎo)致膜層偏藍(lán)黑、暗紅或肉紅色；同時(shí)形成的膜層不均勻致密，耐磨性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中不銹鋼表面電化學(xué)發(fā)黑處理后難以形成黑色膜層或形成的黑色膜層不均勻致密、耐磨性較差的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種不銹鋼電化學(xué)著色液，所述不銹鋼電化學(xué)著色液中含以下組分：硫酸銅5-15g/L、硝酸鹽10-20g/L、銨鹽5-15g/L、絡(luò)合劑3-5g/L。

本發(fā)明還提供了一種不銹鋼電化學(xué)發(fā)黑方法，該方法包括將待發(fā)黑的不銹鋼工件置于盛有電解液的電解槽中，以待發(fā)黑的不銹鋼工件為陰極，以不銹鋼板為陽(yáng)極，陰極與陽(yáng)極之間通脈沖直流電進(jìn)行電化學(xué)著色，在待發(fā)黑的不銹鋼工件表面形成黑色膜層；所述電解液為本發(fā)明提供的不銹鋼電化學(xué)著色液。

本發(fā)明提供的不銹鋼電化學(xué)著色液，為銅鹽體系，不采用六價(jià)鉻，非常環(huán)保；該著色液中成膜組分為硫酸銅，發(fā)黑劑為硝酸鹽，電化學(xué)著色完成后在不銹鋼工件表面形成黑色的氧化銅層，成分簡(jiǎn)單顏色易于控制；同時(shí)，該著色液中配合使用銨鹽和絡(luò)合劑，使得電化學(xué)著色后形成的黑色膜層均勻致密，提高膜層的平整光滑度和耐磨性。本發(fā)明提供的不銹鋼電化學(xué)方法，通過(guò)采用脈沖直流電同時(shí)配合采用本發(fā)明提供的電化學(xué)著色液，工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。???

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種不銹鋼電化學(xué)著色液，所述不銹鋼電化學(xué)著色液中含以下組分：硫酸銅5-15g/L、硝酸鹽10-20g/L、銨鹽5-15g/L、絡(luò)合劑3-5g/L。

本發(fā)明提供的不銹鋼電化學(xué)著色液，為銅鹽體系，不采用六價(jià)鉻，非常環(huán)保；該著色液中成膜組分為硫酸銅，發(fā)黑劑為硝酸鹽，電化學(xué)著色完成后在不銹鋼工件表面形成黑色的氧化銅層，成分簡(jiǎn)單顏色易于控制；同時(shí)，該著色液中配合使用銨鹽和絡(luò)合劑，使得電化學(xué)著色后形成的黑色膜層均勻致密，提高膜層的平整光滑度和耐磨性。

本發(fā)明提供的不銹鋼電化學(xué)著色液中，硫酸銅為成膜組分，用于提供銅離子，電化學(xué)著色過(guò)程中先被還原成銅單質(zhì)，然后被氧化成黑色的氧化銅，即形成所述黑色膜層。

所述硝酸鹽為氧化劑。本發(fā)明中，所述硝酸鹽為現(xiàn)有技術(shù)中常用的各種硝酸鹽，例如可以選自硝酸鉀和/或硝酸鉀。

本發(fā)明中，成膜組分（硫酸銅）和氧化劑（硝酸鹽）均為無(wú)機(jī)鹽，因此本發(fā)明提供的不銹鋼電化學(xué)著色液非常環(huán)保，廢水容易處理。

所述銨鹽為緩沖劑，用于防止電化學(xué)著色液體系的pH值發(fā)生較大波動(dòng)。優(yōu)選情況下，銨鹽選自硫酸銨、檸檬酸銨、氟化氫銨中的一種或多種。

所述絡(luò)合劑可以防止少量Fe³⁺還原成Fe原子沉積在膜層表面，保證形成的膜層具有較高的純度和色度。所述絡(luò)合劑為現(xiàn)有技術(shù)中常用的各種絡(luò)合劑，例如可以選自乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鈉、酒石酸鈉中的一種或多種。