專利名稱：一種不銹鋼著色液、制備方法及著色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及不銹鋼表面處理領(lǐng)域，尤其涉及一種不銹鋼著色液、不銹鋼著色液制 備方法及不銹鋼著色方法。
背景技術(shù)：
不銹鋼具有優(yōu)異的耐蝕性和耐磨性。隨著人民生活水平的提高，民用產(chǎn)品對不銹 鋼制品的需求量也在擴大，并不斷向裝飾性方面發(fā)展，因此對不銹鋼表面的色彩要求也不 斷提高。目前，對不銹鋼進行著色是在不銹鋼表面形成彩色的最有效的方法。現(xiàn)在比較成 熟且到工業(yè)應用的不銹鋼的著色方法是INC0法。INC0法是將不銹鋼工件浸入熱的硫酸和 鉻酐的溶液中進行。INC0法著色處理使用的著色液為Cr03 240-30(^/1與1^04 4 50_500g/ L的混合溶液。由于INC0法具有工藝簡單、成本低等優(yōu)點而得到廣泛的重視和應用，對于形 狀比較復雜的不銹鋼著色時，也有很好的效果。目前國內(nèi)外對不銹鋼著色工藝的研究，大多都是在INC0法的基礎(chǔ)上進行研究的， 雖然這工藝成熟、溶液配方簡單、使用廣泛，但由于使用大量的Cr03，會導致致癌?，F(xiàn)有技術(shù)公開了一種用于不銹鋼電化學著色的著色液，以水為溶劑，包括鉬酸鹽30_100g/L硼酸10_18g/L硫酸錳0. 5_5g/L。但是這種電解著色液只能處理形狀比較簡單的工件，否則就會由于工件表面電流 密度分布不均勻(凸起部分電流密度較大，稱之為高位；凹下部分電流密度較小，稱之為低 位)，從而導致著色后的工件表面的顏色不均勻。同時由于鉬酸鹽是一種多價態(tài)金屬鹽，在 生成的著色膜中同時存在不同價態(tài)的鉬元素。在遇到高溫烘烤(120°C以上)由于空氣的氧 化作用低價態(tài)鉬變成高價態(tài)鉬，導致著色層會慢慢變色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的不銹鋼著色液含有致癌物質(zhì)或者是處理復雜 工件時在工件表面得到的顏色不均勻以及著色膜層容易變色的缺陷，從而提供一種既環(huán)保 又可以處理復雜工件且得到的工件表面的顏色均勻，著色膜層穩(wěn)定性好的不銹鋼著色液和 其制備方法。本發(fā)明提供一種不銹鋼著色液，其中，包括偏釩酸鈉、硫酸和鉬酸銨。本發(fā)明還提供了一種不銹鋼著色液的制備方法，該方法包括以下步驟a)將硫酸溶解于去離子水中，攪拌均勻并冷卻至室溫；b)向硫酸的水溶液中加入偏釩酸鈉，溶解，攪拌均勻得到混合溶液；c)向混合溶液中加入鉬酸銨，溶解，攪拌均勻得到著色液。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是現(xiàn)有的不銹鋼著色方法中所用的著色液中含有
3致癌物質(zhì)或者是現(xiàn)有的著色方法處理復雜工件時在工件表面得到顏色不均勻的缺陷，從而 提供一種不銹鋼著色方法，該方法所用的著色液不含有致癌物質(zhì)，對環(huán)境沒有污染，且該著 色方法可以處理復雜工件且得到的工件表面的顏色均勻。本發(fā)明還提供了一種不銹鋼化學著色方法，該方法包括將不銹鋼基材放入著色液 中進行著色，所述著色液為本發(fā)明所述的著色液。本發(fā)明的不銹鋼著色液不含有Cr03，克服了六價鉻所造成的污染。用本發(fā)明的著 色液進行著色的方法簡單，成本低廉，使用多價態(tài)變價金屬鹽作為氧化劑，廢水處理方便， 對環(huán)境無害，綠色環(huán)保。本發(fā)明的著色液適用于化學著色，可以處理表面復雜的工件，并且 可以使著色后的工件表面的顏色均勻。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種不銹鋼著色液，其中，包括偏釩酸鈉、硫酸和鉬酸銨。所述偏釩酸 鈉的含量為130-150g/L，所述硫酸的含量為1100-1200g/L，所述鉬酸銨的含量為l_12g/L。根據(jù)本發(fā)明提供的著色液，所述偏釩酸鈉是主氧化劑，其含量在130_150g/L之間 時均能獲得比較理想的著色膜層。如果偏釩酸鈉的含量高于150g/L時，對不銹鋼表面氧化 腐蝕嚴重，造成表面粗糙，光澤度較差；如果偏釩酸鈉的含量低于130g/L時，著色效果差。 偏釩酸鈉可以在不銹鋼的表面氧化生成一層氧化膜，可以通過調(diào)整著色時著色液的溫度和 時間來控制膜層的厚度，從而可以獲得多色的不銹鋼材料。根據(jù)本發(fā)明提供的著色液，所述鉬酸銨是輔助氧化劑，他能夠加快著色速度，縮短 成膜時間，降低著色溫度。加入的輔助氧化劑可以降低氧化著色溫度，但是當加入的輔助氧 化劑的含量小于lg/L的時候，將起不到輔助催化氧化的作用，氧化效果與偏釩酸鈉和硫酸 的氧化效果沒有明顯差異；輔助氧化劑含量升高后著色溫度也要相應升高，膜層顏色變深， 顏色種類變少。當輔助氧化劑的含量大于12g/L時，要求的著色溫度非常高，浪費能源。鉬 酸銨同時起到光亮劑的作用。pH值對著色效果影響較大。酸性條件可以增強多價態(tài)過度金屬鹽的氧化性能以及 溶解性能，本發(fā)明要求在強酸性條件下著色，因此硫酸含量不能太低，過多的硫酸也是不必 要的，反而增加了著色液腐蝕性危險，硫酸的含量一般控制在1100-1200g/L。本發(fā)明提供的不銹鋼著色液，適用于各種型號的不銹鋼基材，優(yōu)選為304和316型。本發(fā)明還提供了一種不銹鋼著色液的制備方法，該方法包括以下步驟a)將硫酸溶解于去離子水中，攪拌均勻并冷卻至室溫；b)向硫酸的水溶液中加入偏釩酸鈉，溶解，攪拌均勻得到混合溶液；c)向混合溶液中加入鉬酸銨，溶解，攪拌均勻得到著色液。根據(jù)本發(fā)明所提供的不銹鋼著色液的制備方法，在優(yōu)選情況下，所述偏釩酸鈉的 含量為130-150g/L，所述硫酸的含量為1100-1200g/L，所述鉬酸銨的含量為l_12g/L。本發(fā)明還提供了一種不銹鋼著色方法，其中，該方法包括將不銹鋼基材放入著色 液中進行著色，所述著色液為本發(fā)明所述的著色液。根據(jù)本發(fā)明提供的不銹鋼著色方法，其中，所述著色液的溫度為80-140°C，所述著 色的時間為5-30min。溫度影響著色層顏色變化的快慢，溫度升高反應速度加快，顏色變化的時間間隔變短，使顏色加深快，從而導致顏色種類減少；當輔助氧化劑鉬酸銨含量升高時 需要適當升高著色溫度，否則不能正常生成著色膜層。一般溫度不超過140°C，也不能低于 80°C，當著色溫度低于80°C時，著色反應無法進行；當著色溫度大于140°C時，著色層的顏 色變化非?？?，導致控制著色反應比較困難，得到的顏色單一。根據(jù)本發(fā)明提供的化學著色方法，在優(yōu)選情況下，在所述著色前還要對不銹鋼基 材進行活化，所述活化處理的技術(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)，如把不銹鋼基材直接 置于活化液中一段時間即可。所述活化液為3-10襯％的硫酸水溶液。通過活化處理可以增 加著色層的均勻性和提高著色層不銹鋼之間的結(jié)合力。根據(jù)本發(fā)明提供的化學著色方法，在優(yōu)選情況下，在所述著色后還要對著色層進 行封孔。所述封孔技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的技術(shù)，在本發(fā)明的實施例中采用的是把 著色后的不銹鋼基材置于封孔液中放置一段時間，所述封孔用封孔液為0. 5-2. 0襯％的硅 酸鈉沸騰水溶液，封孔時間為3-5min。所述封孔的作用主要是提高不銹鋼表面著色層的耐 磨性和對不銹鋼著色層進行保護，防止著色層變色。根據(jù)本發(fā)明提供的化學著色方法，在優(yōu)選情況下，還要對活化前的不銹鋼進行前 處理，所述前處理為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的不銹鋼的前處理方法。例如，將不銹鋼板材進 行機械拋光后，用上馬科技有限公司的933PURB0除蠟水進行除臘，除蠟后使用國際化工有 限公司的E-346P電解除油粉對其進行電解除油。具體方法業(yè)內(nèi)熟知，不再多述。下面采用具體實施例的方式對本發(fā)明進行進一步詳細描述。實施例1本實施例用于說明本發(fā)明提供的著色液的配制方法。(1)先將llOOg硫酸溶解在700mL的純水中，攪拌均勻并冷卻到室溫。(2)加入130g偏釩酸鈉，溶解并攪拌均勻。(3)再加入鉬酸銨lg，攪拌溶解。(4)加水定容到1L，即得到著色液A1。實施例2本實施例用以說明本發(fā)明提供的著色液的配制方法。(1)先將1200g硫酸溶解在700mL的純水中，攪拌均勻并冷卻到室溫。(2)加入150g偏釩酸鈉，溶解并攪拌均勻。(3)再加入鉬酸銨12g，攪拌溶解。(4)加水定容到1L，即得到著色液A2。實施例3本實施例用以說明本發(fā)明提供的著色液的配制方法。(1)先將1150g硫酸溶解在500mL的純水中，攪拌均勻并冷卻到室溫。(2)加入140g偏釩酸鈉，溶解并攪拌均勻。(3)再加入鉬酸銨8g，攪拌溶解。(4)加水定容到1L，即得到著色液A3。對比例1本對比例用以說明一種用于電解著色溶液的配制方法。將硼酸15g，鉬酸鈉100g/L，硫酸錳0. 9g/L混合均勻即得到本對比例的著色液B2。
對比例2本對比例用于說明一種用于不銹鋼含鉻電解著色液的配制方法。將228g/L Cr03和483g/L H2S04混合均勻，即得到本實施例的著色液B3。實施例4本實施例用以說明使用本發(fā)明提供的著色液對304型不銹鋼進行著色方法。(1)前處理將304型不銹鋼手機殼(比亞迪股份有限公司)進行機械拋光后，用 上馬科技有限公司的933PURB0除蠟水進行除臘，除蠟后使用國際化工有限公司的E-346P 電解除油粉對其進行電解除油。具體方法業(yè)內(nèi)熟知，不再多述。(2)活化采用5%硫酸對清洗完畢的不銹鋼進行活化。(3)化學著色采用上述配制的著色液A1，著色溫度為80°C，著色時間分別為 10min,20min和30min，不同溫度和時間下得到的著色膜層顏色如表1。表 權(quán)利要求
一種不銹鋼著色液，其特征在于該著色液包括偏釩酸鈉、硫酸和鉬酸銨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼著色液，所述偏釩酸鈉的含量為130-150g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的不銹鋼著色液，所述硫酸的含量為1100-1200g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不銹鋼著色液，所述鉬酸銨的含量為l-12g/L。
5.一種不銹鋼著色液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟a)將硫酸溶解于去離子水中，攪拌均勻并冷卻至室溫；b)向硫酸的水溶液中加入偏釩酸鈉，溶解，攪拌均勻得到混合溶液；c)向混合溶液中加入鉬酸銨，溶解，攪拌均勻得到著色液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不銹鋼著色液的制備方法，其中，所述偏釩酸鈉的含量為 130-150g/L，所述硫酸的含量為1100-1200g/L，所述鉬酸銨的含量為l_12g/L。
7.一種不銹鋼著色方法，其特征在于該方法包括將不銹鋼基材放入著色液中進行著 色，所述著色液為權(quán)利要求1所述的著色液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的不銹鋼著色方法，所述著色液的溫度為80-140°C，所述著色 的時間為5-30min。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的著色方法，在所述著色前還要對不銹鋼基材進行活化，所述 活化液為3-10襯％的硫酸水溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的著色方法，在所述著色后還要對著色層進行封孔，所述封孔 用封孔液為0. 5-2. 0wt%的硅酸鈉沸騰水溶液，封孔時間為3-5min。
全文摘要
本發(fā)明屬于不銹鋼表面處理領(lǐng)域，公開了一種不銹鋼著色液，其中，該著色液包括偏釩酸鈉、硫酸和鉬酸銨。本發(fā)明還公開了一種不銹鋼著色制備方法及不銹鋼著色方法。該不銹鋼著色液既環(huán)保又可以處理復雜工件且得到的工件表面的顏色均勻，著色膜層穩(wěn)定性好?？梢詰糜诟鞣N形狀的不銹鋼產(chǎn)品的著色。
文檔編號C23C22/40GK101994109SQ200910109438
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者李愛華, 瞿義生 申請人:比亞迪股份有限公司