金屬著色技術(shù)PPT

1、關(guān)于金屬著色技術(shù)第一張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6.1 概 述有色金屬通常指除鐵（有時(shí)也除去錳和鉻）和鐵基合金以外的所有金屬。有色金屬可分為一下四類(lèi)：重金屬 一般密度在4.5g/cm3以上，如銅、鉛、鋅等；輕金屬 密度?。?.53-0.45g/cm3），化學(xué)性質(zhì)活潑，如鋁、鎂等；貴金屬 地殼中含量少，提取困難，價(jià)格較高，密度大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，如金、銀、鉑等；稀有金屬 如鎢、鉬、鍺、鋰、鑭、鈾等。第二張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6.2 金屬表面著色原理 金屬表面著色，是金屬通過(guò)化學(xué)浸漬、電化學(xué)和熱處理法等在金屬表面形成一層帶有某種顏色，并且具有一定抗蝕能力的化合物。生

2、成的化合物通常為具有相當(dāng)化學(xué)穩(wěn)定性的氧化物、硫化物、氫氧化物和金屬鹽類(lèi)。這些化合物具有一定的顏色，同時(shí)由于生成化合物厚度不同及結(jié)晶大小不同等原因，對(duì)光線有反射、干涉等效應(yīng)而呈現(xiàn)不同的顏色。 作為表處理技術(shù)的一個(gè)分支，金屬表面著色技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，成為表面科學(xué)技術(shù)一個(gè)非?；钴S的領(lǐng)域。廣義而言，所有的表面覆蓋都可以賦予金屬表面不同的色彩。金屬著色不僅改善了制件的外觀，而且也提高了制件的耐蝕性，因此可以作為服裝配件、建筑裝潢等的防護(hù)裝飾性處理。第三張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6.3 有色金屬著色技術(shù)分類(lèi)電解發(fā)色技術(shù)電解著色技術(shù)化學(xué)著色技術(shù)第四張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

3、月6.3.1 電解發(fā)色技術(shù)電解發(fā)色是陽(yáng)極氧化和著色過(guò)程在同一溶液中完成，在鋁合金上直接形成彩色的氧化膜。因此，電解發(fā)色也稱(chēng)為電極著色一步法。發(fā)色體在多空層的夾壁中或發(fā)色體的膠體粒子分布在多孔層的夾壁中，如圖上所示。電解發(fā)色是由于光線被膜層選擇吸附了某些特定的波長(zhǎng)，剩余波長(zhǎng)部分反射引起的。選擇吸收與合金元素在膜層中的氧化狀態(tài)或電解液成分與氧化膜中物質(zhì)結(jié)合的狀態(tài)有關(guān)。電解發(fā)色與材料成分、溶液種類(lèi)、氧化膜厚度以及操作條件等對(duì)它有重要影響。第五張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6.3.2 電解著色法（電解著色二部法）電解著色技術(shù)是將被著色的金屬制件置于適當(dāng)?shù)碾娊庖褐?，被著色制作為一個(gè)電極，當(dāng)電

4、流通過(guò)時(shí)，金屬微粒、金屬氧化物或金屬微粒與氧化物的混合體電解沉積于金屬的表面，從而達(dá)到金屬表面著色的目的，其實(shí)質(zhì)是將金屬或其合金的制品放在熱堿液中進(jìn)行處理。電解著色方法很多，有直流陰極電流法、交直流疊加法、脈沖氧化法、直流周期換向法等。優(yōu)點(diǎn)顏色的可控性好，受制品表面狀況的影響較小，而且處理溫度低，有些工藝可以在室溫下進(jìn)行，污染程度較低。鋁及鋁合金經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化后，浸入更貴的金屬鹽溶液里，通過(guò)使用交流電進(jìn)行極化或用直流電進(jìn)行陰極極化來(lái)進(jìn)行著色。在電場(chǎng)作用下，使金屬離子在氧化膜款空隙的底部被還原沉積，結(jié)果使鋁及其合金著色。所以，金屬發(fā)色體沉積在多孔層的空隙底部。如圖所示。第六張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)

5、作于2022年6月電解著色法產(chǎn)生顏色的原因是由于氧化膜孔里沉積的鎳、鈷、錫、銅、銀等金屬顆粒直徑不均勻造成。顆粒的分布寬，使得散射光的波長(zhǎng)范圍很寬，氧化膜呈棕色；著色時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，有更多的金屬沉積，且金屬膠體的粒徑分布更廣，氧化膜呈黑色。在金屬膠體粒徑分布很狹窄時(shí)，產(chǎn)生像藍(lán)、綠或紅這樣的基色。鋁在較低電壓下進(jìn)行硫酸陽(yáng)極氧化時(shí)，阻擋層薄，阻擋層厚度差別也小，這時(shí)電沉積的粒度均勻，散射光的波長(zhǎng)范圍很窄，氧化膜呈粉紅、紅、綠或藍(lán)色。第七張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不同著色方法發(fā)色體沉積的部位 第八張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月電解著色過(guò)程示意圖 第九張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作

6、于2022年6月 6.2 鋁及鋁合金的表面著色 隨著著色氧化鋁在輕工業(yè)、建筑等方面應(yīng)用激增，從而促進(jìn)了著色技術(shù)的迅速發(fā)展，以提供色彩鮮艷、耐光、耐候等的精飾表面，根據(jù)著色物質(zhì)和色素體在氧化膜中分布的不同，可以把鋁陽(yáng)極氧化膜著色方法分為三類(lèi): 吸附染色法 整體發(fā)色法 電解著色法著色的工藝流程：著色前表面預(yù)處理（去油、去污、拋光）陽(yáng)極氧化處理著色 著色后處理（水洗、封閉） 成品，其中陽(yáng)極氧化是金屬鋁著色的關(guān)鍵。第十張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6.2.1 化學(xué)染色（吸附染色法）為使鋁制品獲得良好染色效果，氧化膜應(yīng)該具有以下條件:有一定的孔隙率合吸附性；有適當(dāng)?shù)暮穸?，厚度不同所染出的色調(diào)

7、就不一樣。氧化膜本身是無(wú)色透明的；膜層不應(yīng)有劃痕、洞穴等弊病。 實(shí)踐證明，用硫酸或硫酸和草酸混合酸所得陽(yáng)極氧化膜：孔隙多，吸附性能強(qiáng)，膜層無(wú)色透明，故最適合化學(xué)染色，可染成各種鮮艷的色彩；用草酸所得陽(yáng)極氧化膜:由于本身略帶黃色，且孔隙率低，故只能染深色；用鉻酸所得陽(yáng)極氧化膜：孔隙少，且本身帶灰色或深灰色，而且膜薄，故很少用來(lái)染色。第十一張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6.2.1.1 化學(xué)染色處理染色應(yīng)在氧化處理以后立即進(jìn)行，不得將已氧化好的工件浸泡在水中，染色前不允許用熱水清洗（以免氧化膜被封閉），不允許用手觸摸氧化膜，任何污染都會(huì)影響染色質(zhì)量。氧化好的工件上若殘留有未洗凈的酸性溶液

8、，可在體積分?jǐn)?shù)12的稀氨水中進(jìn)行中和0.51分鐘，經(jīng)冷水洗凈后再染色。染色過(guò)程中，染色液宜加熱到一定溫度。溫度較高有利于溶液中離子向膜孔深處擴(kuò)散，提高色牢度和深色調(diào)，但不宜超過(guò)70。溫度過(guò)高對(duì)膜孔起封閉作用，不利于著色的順利進(jìn)行。染色后要徹底清洗干凈，然后封孔處理。把有機(jī)涂料或無(wú)機(jī)涂料滲入并吸附于鋁氧化膜空隙的表面，從染色牢固、上色速度、顏色種類(lèi)、操作簡(jiǎn)便以及色彩鮮艷程度等方面比較，有機(jī)染料比無(wú)機(jī)顏料優(yōu)越得多。有機(jī)染料染色可得到厚度均勻和再現(xiàn)性好且色調(diào)范圍寬廣的各種顏色。長(zhǎng)期以來(lái)，有機(jī)染料一直被用于陽(yáng)極氧化鋁的染色。有機(jī)染料的耐光保色性能沒(méi)有無(wú)機(jī)顏料好，因而僅有機(jī)染料染色就滿足不了現(xiàn)代建筑的使

9、用要求。第十二張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.化學(xué)染色的染料 氧化膜的染色可以用有機(jī)染料，也可以用無(wú)機(jī)染料。它們各有特點(diǎn)：有機(jī)染料：從品種種類(lèi)，色澤鮮艷程度，染色的牢固程度，上色速度和操作方法等方面考慮，有機(jī)染料都比無(wú)機(jī)染料優(yōu)越得多，因此，實(shí)際生產(chǎn)中大多使用有機(jī)染料。 使用時(shí)應(yīng)選用耐磨，耐曬，色牢度好的染料。對(duì)氧化膜有破壞作用的硫化染料不易使用，陽(yáng)離子型染料不易上色也不宜使用。第十三張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 無(wú)機(jī)染料：色澤鮮艷度較差，而且因染料的顆粒度較大，不易進(jìn)入膜孔深處，難以染成較深色澤。此外，無(wú)機(jī)染料的透明度差，對(duì)膜層表面光亮度有一定的影響，故應(yīng)用面不廣，

10、但無(wú)機(jī)染料的耐曬性比有機(jī)染料好，因此在建筑材料鋁型材陽(yáng)極氧化膜的染色上得到一定作用。 大多數(shù)無(wú)機(jī)染料需經(jīng)過(guò)兩次互浸才能顯色。首先將已氧化好的鋁制品浸入第一種無(wú)機(jī)鹽溶液中，該溶液借毛細(xì)作用進(jìn)入膜孔中，再將鋁制品轉(zhuǎn)移到第二種溶液中，在膜孔中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成帶顏色的難溶于水的無(wú)機(jī)化合物色素體，積聚于膜孔中而顯色。第十四張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 將經(jīng)過(guò)常規(guī)硫酸陽(yáng)極氧化的工件再浸入含有貴金屬鹽的溶液中進(jìn)行交流電解著色處理，在電場(chǎng)的作用下，使金屬離子在氧化膜孔隙的底部還原沉積。 金屬的鹽類(lèi)不同，所得的顏色也不同；電解著色的時(shí)間、電流和電壓不同，顏色的深淺也不一樣。6.2.2.2 電解著

11、色法(電解著色二步法)第十五張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月電解著色的特性表面具有與硫酸陽(yáng)極氧化膜相同的硬度和耐磨性等；膜層具有特別好的耐紫外線照射性；耐熱性好；耐蝕性好；缺陷性（孔蝕點(diǎn)）比吸附染色膜大，也與電解著色時(shí)阻擋層的厚度有關(guān)。第十六張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月電解著色工藝流程鋁制件除油清洗 電解拋光或化學(xué)拋光 清洗 硫酸陽(yáng)極氧化 清洗 中和 清洗 電解著色清洗 光亮 成品檢驗(yàn)第十七張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月單錫鹽著色色調(diào)與著色電壓和時(shí)間的關(guān)系 著色電壓（AC）/V 著色時(shí)間/min 色調(diào) 100.5-1香檳色 161.0青銅色 162-4深青銅

12、色 164-8古銅色 1610黑色 第十八張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 所以，我們可采用保持恒電壓和恒溫的情況下控制著色時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)色調(diào)控制。著色一定時(shí)間后，切斷電源，提起工件，用標(biāo)準(zhǔn)色板對(duì)照，若色淺可再繼續(xù)通電著色一段時(shí)間；若色深，放回鍍槽不通電靜置一會(huì)兒，讓金屬沉淀物溶解掉一部分，使色變淺。 在電解著色液中，必須加入添加劑，主要穩(wěn)定電解著色液，促進(jìn)著色膜色澤均勻，延長(zhǎng)電解液著色壽命。廣泛應(yīng)用的有：硫酸鋁、葡萄糖、EDTA、硫酸銨，酒石酸、鄰苯三酚，以及市場(chǎng)供應(yīng)組合添加劑GKC等。第十九張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月溫度：隨著溶液溫度升高，離子擴(kuò)散速度加快，色調(diào)加深；

13、溫度低，則著色速度慢。但溫度過(guò)高，會(huì)加速亞錫鹽水解。攪拌：采用機(jī)械攪拌，色調(diào)均勻性和重現(xiàn)性要好。不宜采用空氣攪拌，它將導(dǎo)致亞錫鹽氧化和沉渣泛色，影響著色穩(wěn)定性。操作條件的影響：第二十張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6.3 不銹鋼的著色 不銹鋼由于具有高的力學(xué)強(qiáng)度，硬度，耐磨性，耐蝕性以及易加工等優(yōu)良性能，在各行各業(yè)中被廣泛采用，隨著其用途的多樣化，高級(jí)化，并不斷向裝飾性和藝術(shù)性方向發(fā)展，不銹鋼的彩色化受到了人們的重視，其較高的裝飾功能正得到日益廣泛的應(yīng)用。 在不銹鋼表面形成彩色的技術(shù)很多，大體有以下六種：化學(xué)著色法、電化學(xué)著色法、高溫氧化法、有機(jī)物涂覆法、氣相裂解法及離子沉積法。下面

14、將著重介紹不銹鋼的化學(xué)著色法。第二十一張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 化學(xué)著色法就是將不銹鋼零件浸在一定的溶液（如熱的鉻酸-硫酸溶液）中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使不銹鋼表面呈現(xiàn)出色彩的方法。 化學(xué)著色法制備彩色不銹鋼的過(guò)程包括前處理、化學(xué)著色和后處理等三部分。工藝流程為：清洗堿性除油清洗電解拋光清洗活化清洗堅(jiān)膜清洗封閉清洗熱風(fēng)吹干成品。 不銹鋼化學(xué)氧化前的預(yù)處理非常重要，預(yù)處理的好壞將明顯影響到彩色氧化膜的結(jié)合力，色彩的均勻性和制件的光潔程度。 第二十二張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.不銹鋼黑色氧化 硫酸180 mL 重鉻酸鉀50 mL 水200 mL溫度90100 時(shí)間 2

15、030min不銹鋼黑色氧化工藝第二十三張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 不銹鋼彩色化學(xué)著色的發(fā)色機(jī)理是：經(jīng)氧化后使不銹鋼表面形成透明氧化膜，由于光線通過(guò)不銹鋼表面氧化膜發(fā)生折射后，入射光與反射光在膜層中會(huì)產(chǎn)生干涉，從而顯示出某種色光。 膜的顏色隨著氧化時(shí)間的不同而不同。這是由于氧化時(shí)間不同，氧化膜的厚度不同，所以對(duì)光線的折射也不一樣，因而產(chǎn)生不同的顏色。2.不銹鋼的彩色化學(xué)氧化第二十四張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不銹鋼酸性著色法的配方和工藝條件 名稱(chēng) 配方/gL-1 123硫酸 490550-6401100-1200鉻酐 250/重鉻酸鉀 /300-640/偏釩酸鈉 /130-150溫度/ 70-9095-10280-90時(shí)間/min 10-205-155-10第二十五張，PPT共二十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.堅(jiān)膜處理 不銹鋼經(jīng)化學(xué)著色處理后，雖然獲得了鮮艷的彩色膜，但獲得的彩色膜層組織疏松、多