304不锈钢无铬电解着色前处理的工艺研究毕业设计论文.docx

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304不锈钢无铬电解着色前处理的工艺研究毕业设计论文

毕业设计（论文）

题目：

304不锈钢无铬电解着色前处理的工艺研究

学部机械与材料学部

专业名称金属材料工程

班级学号

学生姓名

指导教师

二O一五年五月

毕业设计（论文）任务书

I、毕业设计（论文）题目：

304不锈钢无铬电解着色前处理的工艺研究

II、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：

一、原始资料：

1．304不锈钢2.钼酸盐无铬电解着色液

二、技术要求：

1．检索近十年来与课题相关的中外文献不少于20篇，其中近五年文献不少于10篇，外文不少于2篇。

按本科毕业设计（论文）指导手册的写作要求完成开题报告（A4纸不少于15页），完成原文翻译1篇。

原文翻译1篇。

2.熟练掌握304不锈钢无铬电解着色工序，利用腐蚀点蚀试验或电化学测试等分析手段筛选前处理抛光、

活化方法。

3.重点研究机械抛光、“绿色”电解抛光和活化等前处理工序对无铬电解着色膜的光泽度、耐蚀性等

性能的影响，获取最佳的前处理工艺。

通过对304不锈钢基材抛光面、亚光面电解着色膜性能的比较，

为实际应用基材表面状况的选择提供参考依据。

4.数据整理及论文撰写

能运用所学知识和技能发现与解决实际问题，做到实验数据真实可信，能对结果进行分析，得出有

价值的结论。

论文的撰写必须符合学校规定要求。

论文结束一并提交查阅的资料和实验原始记录。

III、毕业设计（论文）工作内容及完成时间：

1.第2周前完成开题报告、翻译一篇与课题相关的外文资料

2.第3周－第11周实验研究及数据记录、整理

3.第12周论文定稿

4.第13周指导老师交论文给教学秘书；论文答辩

Ⅳ、主要参考资料：

[1]刘伟.不锈钢化学着色及封闭处理的研究[D].东北大学大学硕士学位论文.2009.

[2]方景礼,刘琴,韩克平等.不锈钢上蓝色钼酸盐转化膜的研究[J].材料保护,1995,28（5）:

3～5.

[3]张述林,王晓波,陈世波.不锈钢着色的研究进展[J].电镀与精饰,2007,29

（1）:

36～38.

[4]刘忠宝.彩色不锈钢制备及性能研究[D].西安电子科技大学硕士学位论文.2009.

[5]LinChaoYi,ChangChaiHao,TsaiWenTa.Morphologiealandmierostrueturalaspectsofmetal

MethodforObtainingColoronStainlessSteelbyInterference[J].journaloftheelectrochemicalsociety,2005,152（11）:

491～494.

dusingon3041stainlesssteelwithdifferentsurfacetreatments[J],OxidationofMetals,2004,62（3）:

153~174.

[6]陈天玉.不锈钢表面处理技术[M].北京:

化学工业出版社,2004.258～259.

机械与材料学部金属材料工程专业类1185011班

学生（签名）：

章增旺

填写日期：

2015年01月08日

指导教师（签名）：

周雅

助理指导教师（并指出所负责的部分）：

腐蚀与防护系系主任（签名）：

附注:

任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。

学士学位论文原创性声明

本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。

对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权南昌航空大学科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

作者签名：

日期：

导师签名：

日期：

304不锈钢无铬电解着色前处理的工艺研究

学生姓名：

章增旺学号：

118501151

指导教师：

周雅

摘要：

本文以304不锈钢为研究对象，对其无铬电解着色前的抛光和活化两道前处理工序进行工艺研究。

通过塔菲尔曲线测试确定活化体系；通过对电解抛光配方和活化配方进行正交试验和单因素试验，以着色膜的光泽度、耐蚀性进行性能表征，最终确定出电解抛光和活化工艺配方；通过对304不锈钢基材抛光面、亚光面电解着色膜进行塔菲尔曲线测试，为实际应用基材表面状况的选择提供参考依据。

试验结果表明：

氟硅酸体系为最优活化体系；电解抛光最佳工艺配方：

磷酸700ml/L，硫酸230ml/L，糖精5g/L，温度45℃，甘油30ml/L，电流密度30A/dm2，时间10min；活化最佳工艺配方：

磷酸1ml/L，氟硅酸5ml/L，硫酸50ml/L，硫酸铵100g/L，电流密度0.067A/dm2，时间5min；304不锈钢基材亚光面经除油、电解抛光、活化得到的电解着色膜性能较基材抛光面更优。

关键字：

不锈钢无铬电解着色抛光活化耐蚀性

指导老师签名：

Researchonpretreatmentof304stainlesssteelchrome-freeelectrolyticcoloring

Studentname:

ZhangZengwangStudentID：

118501151

Supervisor:

ZhouYa

Abstract：

Taking304astheresearchobject,itschrome-processresearchbeforepolishingandelectrolyticcoloringactivationtwopre-treatmentprocess.Tafelcurveisdeterminedbytheactivationsystemtest;byelectrolyticpolishingrecipesandrecipeactivationorthogonalexperimentandsinglefactorexperimentstoglosscoloredfilm,thecorrosionresistancecharacterization,andultimatelydeterminetheelectrolyticpolishingandactivationprocessrecipe;304stainlesssteelsubstratebypolishing,mattesurfaceofelectrolyticcoloredfilmTafelcurvetests,providereferencetoselecttheapplicationtothesubstratesurfaceconditions.

Theresultsshowedthat:

fluosilicicsystemfortheoptimalactivationsystem;electrolyticpolishingoptimalformula:

phosphate700ml/L,sulfate230ml/L,saccharin5g/L,temperature45℃,glycerol30ml/L,acurrentdensityof30A/dm2,time10min;activationoptimumformula:

phosphate1ml/L,fluosilicic5ml/L,sulfuricacid50ml/L,ammoniumsulfate100g/L,thecurrentdensity0.067A/dm2,thetime5min;304stainlesssteelsubstratesmattsurfacedegreasing,electrolyticcomparedwiththebasematerialpolishedsurfacepolishing,electrolyticcoloredfilmactivationobtainbetterperformance.

Keywords：

Stainlesssteelchromium-freeelectrolyticcoloringpolishingactivationcorrosionresistance

SignatureofSupervisor：

1引言

1.1选题依据

20世纪初期，一种性能卓越的材料—不锈钢问世，至今不锈钢出现时间不足百年，由于其具有优异的耐蚀性、耐磨性、强韧性和加工性能迅速在金属材料领域占据一席之地。

不锈钢最早仅仅用于餐具，而现在广泛应用于宇航、海洋、能源、建筑、家用器具等领域[1]，已成为一种不可或缺的优良金属材料。

随着现代经济的迅速发展和生活水平的提高，人们对不锈钢的要求越来越高[2,3]，单一色彩的不锈钢已经无法满足人们的需求，正是在这个大背景下，不锈钢着色技术的开发和发展满足适应了这一要求。

近几十年不锈钢着色技术迅速发展，通过着色可在不锈钢表面形成各种不同的色彩和图案，提高了不锈钢表面的观赏性。

而且增强了不锈钢优良的耐磨、耐热、耐蚀的特性，并保留良好的机械加工性能，因此不锈钢着色是一种提高不锈钢装饰性的表面处理技术[4]。

不锈钢着色技术赋予了不锈钢艳丽的色彩、绚丽的外表，与人们的日益提高的审美取向相一致，因此着色技术受到越来越广泛的重视。

并且着色技术还延长不锈钢使用寿命，所带来的成本效益明显[5]。

不锈钢的应用和发展已有80多年的历史，但它的着彩色工艺是最近20年才引起广泛关注。

如今彩色不锈钢的生产和应用已进入快速发展阶段，电化学着彩色，高温着彩色等多元化的发展预示着该工艺正朝着高端化和多样化的方向发展，彩色不锈钢的装饰性和艺术性不断提高，预示着不锈钢着彩色正向着更完善方面前进。

总之，不锈钢着彩色在保持了不锈钢材料原有的各种优良传统的基础上，又以其鲜艳的外观给人们的生活增添了情趣。

早期人们研究的不锈钢着色液是以铬酐和硫酸或磷酸为基础配方的体系（统称Inoc法）,该方法采用化学着色法，通过控制时间来控制不锈钢着色膜颜色。

当着色液的浓度和温度出现微小变化，着色形成的膜层厚度也会随之变化，因此无法获得重现性好的着色膜。

为消除这一缺陷，因科公司采用控制着色过程中的电位差来控制膜层颜色，着色膜颜色主要为黑色，黄色，蓝色三种色系。

经使用改进后的Inco法着色能够得到色泽均匀，耐蚀性、耐磨性良好的着色膜。

该着色膜经过阴极电解硬化处理，在确保着色膜颜色的前提下，进一步提高了着色膜的耐蚀性和耐磨性。

然而含高浓度六价铬的着色体系对环境有严重的污染，对人的身体健康有极大的危害，是一种不符合环保的着色工艺。

随着环保意识的增强，这类