不銹鋼表面處理技術(shù)進(jìn)步成功及彩色不銹鋼的應(yīng)用前景

 在近20~30年間，不銹鋼的出現(xiàn)和大量的使用，推動了不銹鋼工業(yè)的進(jìn)程。不銹鋼由于具有優(yōu)良的性能和銀光閃閃的外表，備受人們的青睞。不銹鋼具有優(yōu)越的耐蝕性、耐磨性、強(qiáng)韌性和良好的可加工性，外觀的精美性，以及無毒無害性，廣泛地應(yīng)用于宇航、海洋、軍工、化工、能源等方面，以及日用家具、建筑裝潢、交通車輛的裝飾上。不銹鋼的表面自然色調(diào)雖可提供美感和清潔感，但其銀白色的光澤又會給人以寒冷感和疏遠(yuǎn)感的反映。隨著對不銹鋼應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，人們對其表面色彩的要求也在不斷提高。國外彩色不銹鋼的生產(chǎn)和應(yīng)用，近20年來已進(jìn)入高潮，并不斷向高級化和多樣化的裝飾性、藝術(shù)性方向發(fā)展。彩色不銹鋼在裝飾性材料上的應(yīng)用，擴(kuò)大了不銹鋼的應(yīng)用范圍，為不銹鋼提供了新的信息，開拓了新的市場。不銹鋼著色膜的顯色機(jī)理不同于鋁合金著色膜。不銹鋼著色不是用染料著色形成有色的表面層，而是在不銹鋼表面形成無色透明的氧化膜對光干涉的結(jié)果，其色澤已證明經(jīng)久耐用。不銹鋼表面所著色澤主要取決于表面膜的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、表面光潔度、膜的厚度和入射光線等因素。通常薄的氧化膜顯示藍(lán)色或棕色，中等厚度膜顯示金黃色或紅色，厚膜則呈綠色，最厚的則呈黑色。因而不銹鋼著色工藝遠(yuǎn)較鋁合金更為困難，工藝要求更高，其色彩均勻性不易控制，工藝重現(xiàn)性較差。近年來，國內(nèi)科技研究工作者對不銹鋼著色技術(shù)已作了不少開拓性研究，仍需要做大量工作，尤其是著色膜的色彩穩(wěn)定性、均勻性及重現(xiàn)性等的深入研究。從大量的文獻(xiàn)資料來看，國內(nèi)彩色不銹鋼的技術(shù)工作尚處于研制階段，缺乏實(shí)際使用的經(jīng)驗(yàn)，可以預(yù)料，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，發(fā)展并應(yīng)用這一新型材料為四化服務(wù)，有著廣闊的前景。

 近年來，我國各地不銹鋼加工的工廠如雨后春筍般發(fā)展起來，迫切需要不銹鋼的加工技術(shù)，諸如化學(xué)拋光和電化學(xué)拋光、鈍化、化學(xué)著色和電化學(xué)著色，花紋圖案裝飾和腐蝕爛板等。這些在技術(shù)資料上雖有粗略的介紹，散見于有關(guān)書籍手冊中，但還缺乏一本專業(yè)的有關(guān)不銹鋼表面處理的書籍來指導(dǎo)和幫助從事不銹鋼的加工者。我國各地有關(guān)單位已經(jīng)適應(yīng)這一形勢，開展了這方面的課題探索，并發(fā)表了許多有見識的論文，對不銹鋼著色的重現(xiàn)性不好這一難題取得了不少的解決辦法，在實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上對著色工藝進(jìn)行了大量的系統(tǒng)的研究，掌握了較全面的各類數(shù)據(jù)。參考國外有關(guān)專利，借鑒他國經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國工作情況，找出規(guī)律性關(guān)鍵問題，為解決色彩重現(xiàn)性作出了貢獻(xiàn)。為方便讀者在使用時(shí)查閱，本書中涉及的配方、工藝條件和添加劑，均注明來源，便于使用者于生產(chǎn)中與研制單位聯(lián)系。

 不銹鋼表面處理技術(shù)在國內(nèi)有了許多新的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在下列各方面：

1. 不銹鋼氧化皮的快速清除，不銹鋼經(jīng)熱加工后表面生成一層結(jié)合力很強(qiáng)的黑色氧化皮，要除盡這層氧化皮才有實(shí)用價(jià)值。在研制酸洗工序方面，既要有效快速地除去氧化皮，又要防止過腐蝕和氫脆現(xiàn)象，兼顧環(huán)保。如太原鋼鐵公司不銹鋼冷軋廠在引進(jìn)推廣中性電解液（pH5~7的硫酸鈉溶液）時(shí)，在DK10~14A/d㎡2下電解10~12秒，85℃條件下進(jìn)行冷軋不銹鋼帶除鱗，可以機(jī)械化高速工作，獲得滿意的表面質(zhì)量。

2. 在不銹鋼化學(xué)拋光方面，采用更環(huán)保的配方，盡可能用少量硝酸、磷酸、鹽酸、硫酸和表面活性劑，獲得了鏡面光亮，極適合小零件大批精飾。

3. 在電化學(xué)拋光的配方方面有了很大的改變，硝酸盡量少用或不用，也取得了滿意的效果。為了環(huán)保，不用鉻酸作添加劑，或首次使用少量的鉻酸后，后續(xù)可不必再加鉻酸，同樣可以得到滿意的結(jié)果。

4. 在不銹鋼的電鍍方面，利用不銹鋼電鍍前的活化劑，有效地增強(qiáng)了不銹鋼上鍍層的結(jié)合力，研究出在不銹鋼的化學(xué)鍍鎳磷鍍層、化學(xué)鍍銅和化學(xué)鍍鉻之前代替閃鍍鎳的活化法，極大地方便了化學(xué)鍍工藝的連續(xù)性生產(chǎn)，從而降低了化學(xué)鍍的成本、提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。

5. 不銹鋼耐高溫抗氧化和耐磨涂層方面有了更多的發(fā)展，包括涂飾各種涂膜、等離子滲碳、激光強(qiáng)化、等離子噴涂陶瓷金屬復(fù)合涂層等技術(shù)。

6. 不銹鋼鈍化方法上，傳統(tǒng)采用50%硝酸溶液，并含有鉻酸鹽?，F(xiàn)在發(fā)展出環(huán)保的鈍化工藝，就是采用檸檬酸溶液，改善了工藝條件。

 近代科學(xué)技術(shù)的日新月異，本身就是各個(gè)學(xué)科、各個(gè)領(lǐng)域的互相滲透、有機(jī)結(jié)合的結(jié)果，彩色不銹鋼的誕生，也就是材料科學(xué)、電子科學(xué)、表面科學(xué)、檢測技術(shù)良好結(jié)合的成功實(shí)例。人們相信，只要各個(gè)專業(yè)、各個(gè)學(xué)科的互相滲透，取長補(bǔ)短，不久的將來，彩色不銹鋼工業(yè)一定會蓬勃發(fā)展，彩色不銹鋼一定會出現(xiàn)在人們的生活和工作中，為國爭光，為四個(gè)現(xiàn)代化服務(wù)。彩色不銹鋼的應(yīng)用前景，從國外情形看，建筑行業(yè)由于采用彩色不銹鋼，是彩色不銹鋼的消耗大戶。建筑行業(yè)的裝飾，長期以來都是采用陽極氧化著色鋁型材，鋁材著色膜與彩色不銹鋼著色膜相比，金屬光澤差，耐蝕性、耐磨性和耐候性及美觀性都不如不銹鋼。隨著彩色不銹鋼的出現(xiàn)，國外形成彩色大樓熱。據(jù)介紹，日本東京佛教會議廳的屋面和天花板，使用彩色不銹鋼達(dá)3萬平方米，我國臺北市亞洲投資信托公司總部大樓甚至于外墻和窗框使用了73噸彩色不銹鋼，美國建筑銀行大樓使用了27噸彩色不銹鋼，令人耳目一新的是美國休斯敦市21層彩色大樓，用彩色不銹鋼裝飾外墻和窗框，從早晨日出到晚上日落，由于陽光入射角的改變，入射光從東方直至西方，該大樓顯示出不斷變幻的天藍(lán)色、金黃色、紅色和綠色，連續(xù)變化交相輝映，不同的角度觀望有不同的色彩的精美情景，吸引著來往的人群。除建筑裝飾外，彩色不銹鋼的需求還將不斷擴(kuò)大，發(fā)展前景極為可觀。