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1、钢铁表面常温古铜色处理新工艺郑州轻工业学院(450002)王爱珍【摘要】运用化学置换法和正交试验法测定常温着色液的温度、酸度、成分、含量等参数及其对不同状态及成分的钢铁色膜质量的影响规律,研制出了一种性能优良的钢铁常温古铜色处理液及处理新工艺。关键词钢铁常温着色液古铜色新工艺用金属着色工艺在钢铁表面形成古铜色外观,试溶液工作温度;采用pHS-2型酸度计测定溶液既具有典雅、庄重的色感,又使钢铁的耐蚀性和耐磨pH值。性大大提高,因而被广泛应用于国内外日用品、电2)溶液颜色和稳定性检测溶液在工作过程和器、建筑等行业的防护
2、装饰件。目前钢铁表面古铜色存放过程中有无变色、沉淀析出、挥发及自催化现[1]着色工艺往往采用先电镀铜再电解着色,但氰化象;检验连续和间断工作中,首尾试片的质量和处理镀铜液有毒,成分复杂,成本高,且需在40～60℃温时间是否有差别。度下进行,电镀设备和控温装置复杂,耗费能源,污4.试样质量检验染环境。为寻找工艺简便、成本低廉、质量较高的表1)膜层外观目测试片表面色膜颜色和均匀光面装饰方法,笔者运用化学置换法和正交试验法,采亮程度,并用45×10倍金相显微镜观察膜层组织的用先进的检测仪器,测定了溶液的温度、酸度、成分状
3、态。及其含量等参数对古铜色膜性能及溶液稳定性等的2)膜层厚度用CTG-10型涂层测厚仪测定膜影响规律,研制出了一种钢铁常温古铜色处理液及层厚度,取5点的平均值。处理新工艺。3)膜层耐蚀性按照QJ474-86和WJ535-82/Z的测试标准,进行点滴,测定露出铜色时间;按实验方法照GB5936—86的测试标准,进行浸泡,记录出现蚀1.古铜色处理液制备点的时间。根据化学置换法原理,经过大量的理论分析和4)膜层耐磨性将棉纱或白布用力反复擦拭,实践总结,确定溶液为铜盐等混合体系,另加入复合记录表面有、无明显变化时相应的摩擦
4、次数。添加剂和络合剂等,用正交试验法优化组合配制出试验结果各种不同成分及含量的溶液。2.试样制备1.钢铁常温古铜色处理液的基本组成将从原始工件上分别截取的50mm×25mm×古铜色处理液的基本组成成分为:CuSO4·5mm规格的低中碳钢、低合金钢及铸铁机加工试片5H2O:4～6g/L;C6H8O7:3～6g/L;复合添加剂(A,和低碳钢热轧试片,先浸泡于自研制产品——钢铁B):6～10g/L;络合剂:0.5～1.5g/L;其他:适量;表面氧化皮及油、锈常温脱除剂中,对其表面进行除H2O:余量。油、除锈、除氧化皮并活
5、化处理后,用流动的水冲洗,2.钢铁常温古铜色处理液工艺参数再分别浸泡于常温古铜色处理液中,不断晃动,同时1)外观:浅蓝色透明液;观察试片表面着色膜由浅到深的变化。当颜色均匀、2)pH值:2.0～3.0;3较深时,取出试片,用水冲洗并烘干,同时记录着色3)比重(20℃):1.01g/cm;时间和色层外观。本实验每种类型试片所取数据均4)处理温度:0～40℃;为5次以上的平均值。5)单件处理时间:2～5min;3.古铜色处理液质量检验6)处理液稳定性:无沉淀,连续和间断生产无质1)溶液温度和酸度采用插入式工业温度计测量
6、变化;《新技术新工艺》2000年第8期·35·7)其他:无臭味,不污染。实验证明,其合适含量为3～6g/L。同时,若加3.钢铁常温古铜色处理液性能指标入络合剂与其配合使用,效果更为显著。由于络合剂1)膜层外观(油封以后):均匀、连续、平滑,呈亮使铜离子在溶液中呈络离子状态,不仅可以增加溶古铜色;液的稳定性,控制膜沉积成长速度,改善膜层与基体2)膜厚:5～7m;结合力和外观,还能调整溶液的pH值。尤其是络合2+3)膜层耐蚀性:3%CuSO4·5H2O点滴(QJ):>剂的含量与溶液中Cu的含量比一定时,不仅可得3mi
7、n,3%NaCl浸泡(GB):>11h,5%H2C2O4点滴到外观细致、光亮、结合力好的古铜色膜层,还可获(WJ/Z):>10min;得清澈透明、稳定性好的古铜色处理液。4)膜层耐磨性:250次,无明显变化。2.古铜色处理液酸度的影响4.钢铁常温古铜色处理工艺规范实验证明,溶液pH值的大小直接影响着古铜不同材质古铜色处理工艺规范见表4。色膜的质量。当pH值过低时,溶液酸度过大,成膜表4处理工艺规范反应太快,膜层结合不牢,颜色太深,光泽不好;当材质pH值时间/min膜厚/m膜色膜层外观pH值过高时,成膜速度慢、膜层
8、色浅,甚至不上膜,Q235A2.036古铜均匀、并且溶液易产生沉积,稳定性变差。为使膜层结合牢25钢2.236古铜致密、固,颜色适中,还须加入适量的缓冲剂配合络合剂,45钢2.535较深古铜平滑、20Cr2.557浅古铜光亮、将pH值稳定在一定的范围内。HT1503.045深古铜结合牢固3.古铜色处理工艺的影响试验表明,在溶液浓度和酸度合适时,常温保证分析与
