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1、一、 彩色不锈钢简介彩色不锈钢简称“彩钢”，它即保留了不锈钢优良的机械性能和耐蚀性能，又具有丰富多彩的美丽色泽，为本色不锈钢增添了赏心悦目的美感。表面耐腐蚀性、耐磨性比普通不锈钢强，能抵御10年以上的盐雾腐蚀和30年以上紫外光照射不变色。主体与着色层一体化，保持了原不锈钢的基本结构和基本性能，可进行常规的模压和拉伸成型加工。着色表面具有色彩斑澜、色泽鲜艳、色调艳丽、柔和、雅致、光洁度强等优点。新型彩色不锈钢具有宽阔的应用领域，可用于电梯、五金家电、厨卫用具、橱柜、建筑装修、广告招牌、日常用品等，能大大提高产品的附加值，具有明显的市场竞争优势。彩色不锈钢，颜色有钛黑（黑钛）、天蓝、钛金、宝石蓝、
2、咖啡色、茶色、紫色、古铜、青古铜，香槟金，玫瑰金、紫红、钛白、翠绿、绿色等。它既是一种环保的装饰材料，不含甲醇等有机物，无辐射，安全防火，还适合大型建筑装饰（汽车站、火车站、地铁站、机场等）、酒店和大厦商务装饰、公共设施、新居装饰等。二、彩色不锈钢历史彩色不锈钢近年来由于它所具有的独特性，应用越来越广。我们见到在国外一些大城市，一座座五光十色的建筑大厦拔地而起，耸入云天。这些大厦每天从早晨到傍晚，在阳光的照射下可分阶段地显示出金黄色、墨绿色、天蓝色、紫色等多种色彩的连续变化，呈现出交相辉映的迷人奇景。原来，这些建筑采用了表面具有一层无色透明氧化膜的彩色不锈钢作外壁和窗框装饰，因这层氧化膜对不同
3、入射角阳光的干涉，才使建筑物产生了上述气象万千的绮丽景观。 现在，国外在建筑物上大量采用彩色不锈钢制品作装饰，已经风靡一时。WiQ工业设计.中国 彩色不锈钢既具有金属特有的光泽和强度，又具有色彩纷呈、经久不变的颜色。它不仅保持了原色不锈钢的物理、化学、机械性能，而且比原色不锈钢具有更强的耐腐蚀性能。因此，当它从20世纪70年代问世以来，就在建材、化工、汽车、电子工业以及工艺美术等领域得到广泛应用。 目前，彩色不锈钢在国外发展迅速，已有10多个国家的几十家公司成批生产。WiQ工业设计.中国 国外已使用的不锈钢着色方法，有涂镀有色金属着色法，搪瓷着色法，有机物覆盖层着色法，表面氧化处理着色法等。其
4、中，低温表面氧化处理着色法，工艺简单，成本低廉，所生产的彩色不锈钢美观耐久，是各种不锈钢着色法中的佼佼者。WiQ工业设计.中国 在采用低温表面氧化着色之前，要先对不锈钢表面进行抛光，其光洁度越高，着色时颜色越均匀，色泽越鲜艳。抛光之后，还要进行酸洗，除去自然形成的氧化膜，同时避免表面被腐蚀。在着色过程中，用着色电位法控制色泽的重现性，是低温表面氧化处理着色工艺的关键。着色后不锈钢表面形成的彩色膜是一层氧化膜，这层膜实际是无色的，只是由于它对光的干涉作用，才形成颜色。膜的厚度不同形成的颜色也不同，而用不同的着色电位差得到的氧化膜的厚度也不相同。换句话说，就是可以随意控制这层氧化膜的厚薄，或将氧化
5、膜褪除掉，使彩色不锈钢恢复成原色不锈钢。WiQ工业设计.中国 国外，利用脉冲激光和电脑辅助设计，开发成功彩色不锈钢的制造新技术。其方法是先将不锈钢板浸渍于硝酸溶液中，然后用脉冲激光照射，控制照射时间的长短，钢板的表面便会呈现蓝、绿、金等7种颜色，所需要的费用仅是其他着色工艺的七分之一。WiQ工业设计.中国 该新技术是将含铬17不锈钢板与含铬18、含镍8的不锈钢板浸渍于5的硝酸溶液中，然后以每平方米0.8焦耳能量密度的脉冲激光照射，结果发现不锈钢板未受激光照射的部分含铬量降低10；而受激光照射的部分含铬量随着照射时间的增加而升高，最高可达30。WiQ工业设计.中国 在脉冲激光照射下，不锈钢板表面
6、所形成的氧化膜的颜色，随着含铬量的增加而发生变化。WiQ工业设计.中国 在常用的原色不锈钢中，奥氏体不锈钢是最合适的着色材料，可以得到令人满意的彩色外观。铁素体不锈钢由于在着色溶液内会增加腐蚀的可能性，得到的色彩不如前者鲜艳。而低铬高碳马氏体不锈钢，由于其耐蚀性能更差，只能得到灰暗的色彩或黑色的表面。据报道，奥氏体不锈钢经采用低温表面氧化处理着色法着色后，在工业大气中暴露6年，在海洋性气氛中暴露1年半，在沸水中浸泡28天，或被加热到300左右，其彩色光泽均无变化。此外，它还可以承受一般的模压加工、拉延和弯曲加工以及加工硬化等。WiQ工业设计.中国 目前，彩色不锈钢除了用于建筑物外壁和窗框装饰之
7、外，还可用于其他许多领域。例如，可采用黑色不锈钢板制作太阳能集热板，其选择吸热率可达9193。在工艺美术界，将彩色不锈钢与印刷术相结合，可采用蚀刻与研磨以及网点法相配合的工艺，生产出永不褪色的立体浮雕壁画、挂屏等。另外，用彩色不锈钢制造家用电器、炊具、厨房设备、卫生间用具，将深受消费者的喜爱。不锈钢着彩色方法介绍不锈钢着色方法大致有以下4种类别。(1) 化学着色法a. 高温着色法。早被人们知晓，一是采用回火法，在空气中在一定的高温度下使不锈钢表面氧化为金黄色。二是在重铭酸盐的熔融浴中氧化得到黑色膜。如在重铬酸钠(Na2Cr2O7)或重铬酸钠和重铬酸钾(K2Cr2O7)各1份的混合物中，在温度3
8、20开始熔融，在400时放出氧气而分解。新生的氧原子活性强，不锈钢浸人后表面被氧化成黑色无光但牢固的膜层。操作温度为450500，时间为2030min。b. 低温着色法，可分为化学着色法和电化学着色法。化学着色法又有碱性化学着色法和酸性化学着色法。 碱性化学着色法是将不锈钢在含有氢氧化钠和氧化剂与还原剂的水溶液中进行着色。着色前不锈钢表面的氧化膜不必除去，在自然生长的氧化膜上面再生长氧化膜。随着氧化膜的增厚，表面颜色发生变化，由黄色黄褐色蓝色深藏青色。 另一个碱性化学法是硫化法，不锈钢表面经过活化后，再浸人含有氢氧化钠和硫化物的溶液中硫化生成黑色、美观的硫化膜，但耐蚀差，需涂罩光涂料。 酸性化
9、学着色法的工艺基本上还是在著名的因科法的基础上进行了一些改进。着色基础液为铬酸和硫酸。 电化学着色法，按施加电信号的方法又可分为电流法和电位法。电化学着色法的优点就是颜色的可控性及重现性都很好，受不锈钢表面状况的影响较小，而且处理温度较低，有些工艺可以在室温下进行，污染程度较轻。（2） 有机物涂覆着色法。在不锈钢上进行涂覆着色的方法，是使用透明或不透明着色涂料涂覆在不锈钢上。过去由于钢板与涂料的密着性不好而使其在用途上受到限制。直至20世纪80年代，随着涂覆技术的提高，卷板的涂覆已成为可能，因而，涂覆不锈钢板和着色镀锌铁板，彩色铝合金板一样，在建筑材料等方面得到广泛应用。涂覆不锈钢板的重要因素
10、有不锈钢原板的选择，确保密着性的前处理方法，耐蚀性高的涂料的选择，和涂料的正确涂覆和烘烤。用作屋顶板应采用SUS304及SUS430，用于涂覆不锈钢的涂料有较长寿命的硅改性聚醋树脂，或丙烯酸树脂与环氧树脂共用涂料，具有室外耐候性，即具有保光、保色和耐水点腐蚀等特长。(3)不锈钢上搪瓷或景泰蓝着色法。不锈钢上搪瓷或景泰蓝能生产与玻璃相似的平滑光泽的有图样花纹的彩色硬质表面，但由于涂层与不锈钢的密着性问题，所以主要是用于工艺品。 (4)镀有色金属着色法。在不锈钢上镀覆有色金属，如镀金、镀黑铬、镀铜等方法着色。比如连续镀铜，己在工业上得到应用，在建筑材料上应用更广。不锈钢的耐蚀性、良好的机械强度，再
11、加上铜的色彩是建筑屋顶材料的最高级材料，因而促进了镀铜不锈钢板的开发。不锈钢基体和镀层铜都有良好的耐蚀性，两者电位儿乎相等，不用担心产牛异种金属接触时的电流腐蚀。镀铜不锈钢板在大气暴露中，表面铜镀层被氧化而呈现铜的特有色调，其损耗厚度每年不超过lm。镀铜层还可以有效地克服不锈钢上因卤素离子而产生的孔蚀。三、彩色不锈钢与氧化着色【彩色不锈钢】氧化着色：通过化学或电化学手段与技术促使不锈钢表面发生氧化生成的钝化膜，不仅能够保护金属免受腐蚀，还能产生光干涉效应，使不锈钢不再是单一的银白色，而是呈现红橙黄绿蓝靛紫等不同的颜色，扩展了不锈钢的应用范围。随着社会的发展，钢铁材料在工业、建筑、装饰、家居生活
12、中扮演着越来越重要的角色。伴随钢铁的使用，钢铁的腐蚀也是一个困扰人们的问题，迫使人们不断寻找保护金属的方法。无论用哪种方法来保护金属免受腐蚀，都不如改变金属材料的组成和结构来得经济和有效。不锈钢就是人们在对金属防护的探索中应运而生的产物。由于不锈钢不怕酸、碱腐蚀，永远闪烁着银白色的光芒，越来越受到人们的青睐。从20世纪初至今不足100年的时间里，不锈钢生产技术逐渐成熟，产量大幅度增加，适应不同需要的品种也越来越多，在化工、医疗、建筑、装饰、食品机械、艺术品、家用电器、日常生活各个方面得到了广泛的应用。 1不锈钢不锈钢就是在钢铁冶炼时加入铬、镍、钼、钛等元素制成的铁合金。钢铁中单纯加入镍元素，并
13、不能起到不锈效果，它必须与铬元素同时存在。镍元素的作用在于使高铬钢组织发生变化，促使含碳量较低的钢能够形成奥氏体结构，所以能改善不锈钢的耐蚀性及工艺性能4。由于镍元素资源相对匮乏，也可以用锰元素来替代镍。 2彩色不锈钢不锈钢耐蚀性虽然很好，但色彩毕竟过于单调。无论镜面不锈钢还是磨砂亚光不锈钢，都是一片银白，给人以千篇一律冷冰冰的感觉，使人产生审美疲劳。彩色不锈钢进入工业化生产和广泛应用阶段虽然只有短短的20多年，但它的出现，满足了现代社会人们对色彩多样化的要求。彩色不锈钢，既不是通过在钢铁上喷刷油漆或喷塑来获得色彩，也不是像彩铝一样通过染料染色来获得色彩。彩色不锈钢本身是无色的，色彩的获得是由
14、于表面有一层无色透明的致密的氧化物薄膜，当光线照射到薄膜上时，其反射光与通过薄膜的折射光发生光的干涉现象的结果。这个现象与水面油膜的七彩效应的道理是一样的。彩色不锈钢表面呈现什么颜色取决于表面氧化膜的化学成分、组织结构、光洁度、膜的厚度以及入射光线等。其中起决定作用的是膜的厚度。氧化膜的厚度一般在200400nm。氧化膜较薄，呈现蓝色或棕色；中等厚度的氧化膜，呈现金黄色或红色；较厚的氧化膜，呈现绿色甚至是黑色。彩色不锈钢的出现，大大增强了不锈钢的应用范围。比如美国德克萨斯州休斯敦市一幢21层的大楼，用彩色不锈钢装饰外墙和窗框，由于阳光的照射角度不同，呈现出五彩斑斓的颜色。太阳在一天之中升起又落
15、下，更使得整幢大楼的色彩处于不断变化之中。人们观察欣赏的角度迥异，又会获得不同的色彩感受。 3彩色不锈钢的氧化着色彩色不锈钢的着色工艺一般分为氧化成膜(又称为着色处理)、电解固化、封闭处理3个阶段。彩色不锈钢化学着色工艺流程： 不锈钢制品机械抛光清洗碱性除油清洗电解抛光清洗活化清洗化学着色着色膜固化处理清洗封闭清洗干燥成品。不锈钢着黑色可以采用硫酸锰、硝酸钾、重铬酸钾、硫酸铵、硫酸等组成的溶液，温度98左右，515min，进行化学着黑7。硫酸锰起着黑剂的作用，硝酸钾、重铬酸钾起氧化剂的作用，硫酸铵在溶液中通过络合作用控制反应速度，硫酸、硼酸用来调节pH。3.1氧化成膜氧化成膜是生产彩色不锈钢的最关键环节。是利用氧化反应，在不锈钢的表面生成氧化膜，通过控制浸渍氧化时间来调节氧化膜的厚度，以获得理想的色彩效果。 3.2电解固化着色处理后的不锈钢氧化膜比较柔软是一层不够致密的疏松结构，存在微小的孔隙，不耐磨且易剥落易被沾污。因此还需要进行硬膜处理，以提高氧化膜的耐磨性、耐蚀性和耐热性。经固膜处理后，颜色会有一定程度的改变。因此在着色阶段应该考虑到这一点，通过浸渍的时间来进行调整，同时尽量缩短固膜处理的时间。在固膜液中适当加入钼酸钠(Na2MoO4)，可提高着色层的光亮度而且不会对颜色产生影响。 3.
