經(jīng)過著彩色的不銹鋼,由于更具有美感,且其使用、觀賞價值比較高,因而受到人們的普遍歡迎。彩色不銹鋼除有美麗的外觀,作為裝飾外,還可以提高不銹鋼的耐磨性和耐蝕性,因此,不銹鋼著彩色技術(shù)開發(fā)了表面處理又一新領(lǐng)域。它不僅使白亮不銹鋼制品獲得五彩繽紛的裝飾表面,而且能提高其內(nèi)在質(zhì)量,具有某些特殊的性能。彩色不銹鋼可廣泛應(yīng)用于建筑裝潢、廚房用具、家用電器、儀器儀表、汽車工業(yè)、化工設(shè)備、標(biāo)牌印刷、藝術(shù)品宇航軍工等行業(yè)。在國內(nèi)外市場上極具競爭力,受到廣泛重視。
不銹鋼的應(yīng)用和發(fā)展已有八十多年的歷史了,但對它的著彩色處理工藝是在近二十多年來才廣泛引起人們的興趣的。
早在1927年,哈耶德(Hayield)和格林(Green)就曾經(jīng)獲得在硫酸和鉻酸水溶液中進(jìn)行不銹鋼著彩色處理的專利。他們談到,不銹鋼著色外觀與其表面狀態(tài)有關(guān),只經(jīng)過除油處理而未經(jīng)拋光的不銹鋼表面,著色后其表面暗淡無光,而經(jīng)機(jī)械拋光后的不銹鋼表面,著色后可獲得光滑美觀的外表。但是,由于所獲得的彩色膜不耐磨,抗污性差,即沒有解決膜的固化問題,而且主要是把不銹鋼著成黑色,因而未得到進(jìn)一步的應(yīng)用。
1939~1941年,貝特且勒(C.Batlcheller)相繼提出了三個不銹鋼著彩色的專利。他發(fā)明了在不銹鋼表面獲得除黑色外的其他色的著色工藝。他的專利推薦用含氧化劑的硫酸水溶液,所有氧化劑是鉻酸鹽和重鉻酸鹽。在處理時,顏色隨不銹鋼中含鉻量(7%~22%)的遞增,而出現(xiàn)灰、黑、深藍(lán)、黃棕及咖啡色幾種顏色。
1965年,克勒格(Clegg)和格利寧(Greening)發(fā)表了專利,觀察到在鉻酸和硫酸溶液中添加少量鉬酸銨(最佳6.5~8g/L),可以提高著色膜的光澤。
1968年,詹姆斯(James)、斯密司(Smith)和托特(Tottle)提出在不銹鋼上形成多種色彩的專利。同年,伊萬斯(Evans)、詹姆斯(Jams)和斯密司(Smith)發(fā)現(xiàn)添加二價錳(硫酸錳4~5g/L)可加速彩色膜的形成。
上述許多方法都是可行的,但它們在1968年以前都未獲得廣泛的應(yīng)用。其原因有兩個:一是以前這些方法所獲得的彩色都不太美觀,不符合裝飾性要求;二是這些彩色膜的耐磨性較差,容易脫落或被沾污,因此,均未得到工業(yè)化生產(chǎn)。
1972年,英國國際鎳公司歐洲研究和發(fā)展中心提出因科(Inco)工藝法是經(jīng)過改進(jìn)后具有真正有實用價值的工藝。該工藝是將拋光后的不銹鋼浸入80~90℃的鉻酸-硫酸混合液中,隨著時間的變化,表面生成不同厚度的氧化膜,由于光的干涉而產(chǎn)生不同的顏色。最初該法的缺點是采用控制時間法來控制彩色。當(dāng)溶液的組成和溫度稍有變化時,就不能得到重現(xiàn)性好的顏色,為了克服這一缺點,因科公司后來又采用控制電位差的方法,伊萬斯(Evans)用飽和甘汞電極作參比電極測量著色過程中的電位變化,并對著色工藝及成膜機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
1977年,阿里索尼(アンソニー)等用飽和甘汞電極和鉑電極作參比電極,測量了著色過程中電位-時間變化曲線,并確定了起色電位和某一電位之間的電位差出現(xiàn)一定的顏色。從此,彩色不銹鋼著色走上了工業(yè)化的發(fā)展道路。