不锈钢微氧化着色研究.pdfVIP

第八次全嗣热处理大会论文集(2003年5月北京) 不锈钢微氧化着色的研究 张黔张玉冯晓丹 (武汉大学动机学院，武汉430072) 摘要： 论文对不锈钢试样埋在含有固态二氧化硅介质的密封容器中加热时产生的微氧化进行了研究；随着加热温度的 升高和时间延长到一定范围，表面氧化膜颜色由浅黄逐渐变化到深蓝，此后为混和色段。此外，随着钢的含铬量增加， 开始出浅黄色所需的加热温度升高．与不锈钢在空气中热氧化相比较，在固态介质中氧化所获含硅氧化物薄膜在空气中 放置时，其颜色会逐渐加深． 关键词：不锈钢氧化膜二氧化硅着色 在对不锈钢作彩色的工艺中研究得比较多的是化学氧化法或电解氧化法【“。在这些液体介质中处理时，通 常存在六价铬离子废液处理问题。因此，避免采用含铬酐的着色体系对不锈钢表面进行着色受到人们的关注。采 用热处理的方法，即热氧化法对不锈钢表面着色也是避免铬离子废液处理的一个途径。然而，不锈钢热氧化的 研究大多是在空气中或真空条件下进行田，且有关氧化着色的报道较少。 本文为此利用二氧化硅具有的同素异 构转变性质口1，对不锈钢在含硅介质中加热时不产生可见氧化皮的微氧化行为进行了研究。 1实验方法 由钢板切割而成，表面经砂纸磨光至精整的表面。钢的微氧化过程是将试样埋入填充有纯二氧化硅粉末的密封罐 作为对比，也对一些试样在空气中的氧化进行了试验。氧化后试样从罐内取出后首先用肉眼观察表面颜色，随后 用扫描仪将表面色存储在计算机内设定的数据库内进行分析。此外，对氧化后试样用x-能谱仪和扫描电镜对表 面氧化程度进行测定。 2实验结果与分析 2．1表面氧化色与加热条件的关系 表1两类不锈钢表面氧化色随温度的变化(3h) OCfor kindsofstainlesssteelswith 3h) Tab1The ofthesurface two heatingtemperature(for change T．℃ 250 300 350 400 450 500 550 600 625 650 ICrl2 淡微黄 微黄 浅黄 浅黄+ 黄 徽蓝 微蓝’ 蓝+金黄 蓝+红棕 浅蓝+红棕 ICrl8Ni9Ti 浅黄 浅黄+ 微蓝 金黄+蓝 淡微黄 微黄 微黄+ 黄 金黄+微堇 红棕+微堇 色，此后出现蓝带红或棕的混合色，其特征是红或棕色薄膜浮在蓝底色的上方；后者550C呈现微蓝，此后出现 金黄带蓝的混合色。其特征是微蓝的薄膜浮在金黄底色的上方。总的来说，这两种钢表面氧化色的变化规律大致 相同。在温度较低范围内，色度在黄色色段内变化；黄色色段之后为蓝色色段，当氧化增大到一定的程度时表面 出现混合色。 337 h，后者为24h； 便出现明显的蓝色；对1Crl8Ni9钢，开始变蓝的时间为3h。前者出现混合色的时间为加热10 当加热到96h后二者的差别不大，均为蓝紫色。由于时间的间隔比较大，很难精确的测定各色段开始出现的时 间。定性地说，加热时间对表面色度变化的影响与温度产生的影响相似，只不过后者的影响更为显著。 表2表面氧化色随时问的变化(550C) !生坦!里堕!兰!塑虫璺!旦!旦!!!竺g墅!塑!垫!!!望!!里!(墅!!Q竺2 时间，h 1 2 3 6 10 24 48 96 均获得微黄色。一般来说，对于薄的氧化膜，表面氧化色度主要取决于厚度。而厚度主要取决于加熟：[艺。这就 表明，微氧化过程中产生的表面氧化色在一定程度上可以表征钢经历的温度和时间影响的总和。对IC