Способ химического окрашиваниянержавеющей стали
Союз Советскик
Социапистическид
Республик но815081 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву<51)М. К . (22) Заявлено24. 01. 79 (2 f ) 2718490/22-02 с присоединением заявки ¹â€”
С 23 Е 5/00
С 23 F 9/02
Государственный комитет
СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет-(53) УДК 621. 794. . 5/6 (088.8), » .
Опубликовано 23.0381. Бюллетень N9 11
Дата опубликовани я описания 25. 03. 81 (72) Авторы изобретения
Г. A. Шахова и Г. П. Шульпин (73) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ОКРАШИВАНИЯ
НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
Изобретение относится к химической обработке металлов и сплавов, в частности к получению на их поверхности окрашенных слоев и может быть использовано для декоративной обработки ме5 таллических изделий.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и постигаемому результату является способ окрашивания нержавеющей стали с низким содержанием хрома и никеля или железа, включающий обработку поверхности раствором на основе хроматов и.серной кислоты при контактировании с металлом, имеющим более отрицательный 15 электрохимический потенциал 111.
Недостаток способа заключается в том, что окраска поверхности изменяется в узких пределах, вызывает трудности нанесения рисунков на поверх- 20 ность нержавеющей стали, так как используемые для нанесения рисунка фоторезисты не стойки к действию концентрированного раствора серной кислоты 45-50Ъ, нагретого до 110-120 С о 25 с добавкой хромат-ионов, и поскольку процесс проводят при высоких температурах, То возникает разноотечность из-за неравномерного прогревания образца. 30
Цель изобретения — расширение цветовой гаммы окрашенных рисунков на поверхности изделий иэ нержавеющей стали всех марок.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве контактирующего металла берут металл с более положительным злектрохимическим потенциалом, чем у нержавеющей стали, такой как медь, никель или их сплавы при соотношении его поверхности к обрабатываемой поверхности, равном 1:(100:500) и процесс проводят при комнатной температуре.
Способ осуществляют следующим образом.
Окрашиваемое изделие из нержавею-: щей стали любой марки на подвеске иэ медной (никелевой, латунной, бронзовой и др.) проволки завешивают в раствор химического окрашивания контактирующего металла при комнатной температуре так, чтобы подвеска (хотя бы ее часть) была погружена в раствор.
При этом на поверхности изделия осаждается окрашенная пленка. Цвет пленки зависит от применяемого раствора химического окрашивания и толщины пленки (табл.1). После получения требуемой окраски изделие извлекают из а150В1 раствора, тщательно промывают сначала в проточной, а затем в дистиллированной воде, просушивают фильтровальной бумагой, а затем отсоединяют от подвески.
Указанным способом окрашивают образцы иэ нержавеющей стали Х18Н10Т. В качестве контактирующего металла используют медную проволоку.
Соотношение поверхности окрашиваемого образца и контактирующего метал- о ла (Sp/S ) изменяется от 100:1 до
500:1.
Аналогичные результаты получают при завешивании образцов из нержавеющей стали других марок с использованием в качестве контактирующего металла латуни, бронзы и никеля..
Результаты, представленные в табл. 1 и 2 показывают, что цветовая гамма зависит лишь от раствора, применяемого в процессе окрашивания. 20
Соотношение площадей окрашиваемого образца и контактирующего металла влияет на скорость окрашивания. При соотношении Sä/S большем 500: 1 процесс сильно з амедляется, при 5,/5 д менее 100:1 наоборот, ускоряется так, что становится трудно временем обработки регулировать цвет образца.
Окрашенный рисунок на нержавеющей стали получают следующим образом. ЗО
На поверхность изделия из нержавекщей стали методом фотолитографии наносят фоторезистивный рисунок, затем, производят окрашивание образца по окончании процесса скрашивания об раэец извлекают иэ раствора, промывают и просушивают, после чего с него снимают фоторезист в каком-либо ор- . ганическом растворителе.
Пример использования
В 200 мл окрашивающего раствора 40 содержащего, г/л:
Рипосульфит натрия 100
Уксуснокислый свинец 10
Сегнетова соль 12
Медь сернокислая 12 45 на медной проволоке завешивают образец из нержавеющей стали Х18Н10Т размером 50 50 мм с нанесенным на поверхность методом фотолитографии рисунком или без него. Для нанесения рисунка можно использовать негативный фоторезист. Сильно эадубливать фоторезист не следует. Образец завешивают так, чтобы место контакта медной проволоки и обрабатываемого образца было погружено в окрашивающий раствор.
Соотношение площади скрашиваемого изделия.и контактирукщего металла равно 300:1. Обработку проводят при ком- натной температуре. Цвет пленки зависит от времени обработки. Смена цветов происходит следукщим образом:
5 мин Желтый
7 мин Коричневый
10 мин Красный
12 мин Малиновый
13 мин Фиолетовый
17 мин Синий
20 мин Зеленый
27 мин Светло-зеленый
35 мин Розовый
50 мин Сине-зеленый
После получения на поверхности требуемой окраски, образец извлекают из раствора, тщательно промывают сначала проточной, а затем дистиллированной водой и просушивают фильтровальной бумагой. Если на образец был нанесен рисунок, то после просушки с него снимают фоторезист в каком-либо составе для снятия фоторезиста на основе органических растворителей, например толуол, трихлорэтилен +ОП-7, толуол + ДАС-1 и др. Выход годных иэделий при окрашивании и нанесении окрашенного рисунка — 100%.
Предлагаемый способ химического окрашивания нержавеющей стали позволяет расширить цветовую гамму получаемых окрашенных пленок, получить окрашенные рисунки на поверхности, так как при комнатной температуре в растворе с рН-б-7 фоторезисты как негативные, так и позитивные устойчивы; окрашивать нержавекщие стали любых марок; улучшить качество окраски и повысить выход годных, так как исчезает раэнооттеночность, вызванная неравномерным прогреванием изделия при температуре 110 -120 С в известном способе; снизить затраты на нагревание электролита и поддержание его концентрации на заданном уровне; а также испольэовать для окрашивания нержавеющей стали менее токсичные растворы.
815081 т пленки
4,5 э 7,5
13
4,5
7,5
18
27 желтый с
Коричневый
10
13
27.
10
15
23
36
Гипосульфит натрия 240
Уксуснокислый свинец 25
Сегнетов; соль
Гипосульфит натрия 100
Уксуснокислый свинец 10
Сегнетова соль
Сернокислая медь
100:1 18-22 3
300: 1 18-22 5
500: 1 18-22 9
100:1 18-22 3
300:1 18-22 5
500: 1 18-22 7,5
Таблица1
Серо-фиолетовый
Голубовато-серый
Серый
Серо-фиолетовый
Голубовато-.серый
Серый
Серо-фиолетовый
Голубовато-серый
Серый
Желтый
Коричневый
Красный
Малиновый
Фиолетовый
Синий
Зеленый
Светло-зеленый розовый
Сине-зеленый
Красный
Малиновый
Фиолетовый
Синий
Зеленый
Светло-зеленый
Розовый
Сине -зеленый
Желтый
Коричневый
Красный
Малиновый
Фиолетовый
Синий
Зеленый
Светло-зеленый
815081 о 1
46
10
4,5
10
17
15
Селеновая кислота
Медь сернокислая
Азотная кислота
100: 1 18-22 3
300: 1 18-22 5
500: 1 18-22 7
ПРодолжение табл.1
Розовый
Сине-зеленый
Желтый
Темно-красный
Темно-фиолетовый
Темно-синий
Желтый
Темно-красный
Темно-фиолетовый
Темно-синий
Желтый
Темно-красный
Темно-фиолетовый
Темно-синий
815081
10!
Id а
Х о о
03 ж н о о охран ж «Д dI
moна ежова аао х
О ж 0, нкао озон
Ехха
Х ок ж о
:ь н ое ж к !! х и о о « о .е н н о о х
rd а
4 н е х он v о э х е ц ! о
Q п ) н хне о оек m
aZ0, O
Д I н е
U н«ж о о
Z Id Id хцо
0.Ц Х эйно н е э сека и Е ае
Ig
2 . х
2 е
Р3 Р«
5 к о
Б 2 х ж х. v а а
О Е 0.
Ь« х а э «
I о о
dp
Х
I о. о!
3 ф ео ин
«Л о
Ю
Ю
Ю
Ю
Ю о м о ц .о е И ои
О о о о
И о
Ф ф е 4 е !
Lf е а
И сч
Ю
С«!
Ю -»
«х
0« н
«х
<
U х о
Е о.
О, L
rl5 х
I о
1
Ц
Ц Р
3Ю
Ф о ф
0 о н« о
rd а
Я ф н о о и
0.Ю
ОЮ и
О о о о х !!! х fd е х
S !!! ао с х х хо а
I о о о х о ххх е х
О =) 0
Р 0 Id ехож мохн
I е « х ко он
И dJ
Id! и
Х ф, «d ж 1 » ! ge я н«
o>,е
0 Е
I э н д н н о о оо х х
pl ж хо а х
«х л х н«
v о !!!
Х
Ю !
Ю н ж в
М
Ц о 4 о
ДЮ ж с!
Ч-» сч
Д ок н жако охЕО ежах
Еэкх оуна а ае а
eIdZO а,сои ое е с о и о ж х о х и о
W C» о
Х ь!!
« «(Ч
815081
СЧ
O ф н
Ц о и е х ох х ф
>а а ох хо а U
-х о ж х, х н о е х а
Cl
М х е !
ox хелло ахео е xgx я ае я ехало а оаэи
Ц о а
I й
1 е о ка а ео ое е
ОН 4О V
Ц ф 9
Х I о е.
m x о х о
Ю
C)
С Ъ
Ю
Ю
Ю)
/ ц
LA ill
ЯЬ -1 РЪ М ( оо
СЧ
СЧ
CO
%-4
Ц
Ц
И
6 4 <Ч х
Р3 к-1 4 о ц с 2 о о .. е х Ф ц х а о о о х х 4 н х о в о
>зй х х
v а х ю III e
v o
Ю
С1 н х е
A и Й в о 4 о
go хо
A о
Ц
v ф
Я о и е х
Fs е о
1 о
I е о ц н о е а а а
Ой 4о 0
4Ч Yl с1
4 Ч C5
33
Е III О
3 о н
3 Р х L e н х v х ц о а, е м к е
3 х
3 о х х ц ж е н х ц е х е 03
o m v
815081 (ч
Ц
10 е и
Х хо х х
М î э х а+
Я
Э
Э
l Ы
2 о, 2
CL X Ц A х е и о
3 Щ и х e m o
О я 0 Й о) С4 е х х э
Э
Ж х 2
2 W x х v ц а э е î а
K Х hC о о
РЪ
Cl о
an о
Ю (Л
Ю ю о î e an e e co ao ° m <ч
<ч an (R A rt сч <ч < з о сч сп r o
an l с-1 w сч -1 N с !
CO сч 1
CO
Э х
М х о о
Ц а
Ф 2
2 03 а о о и х. ц ц о к е
A о к и х Ф ц ц ахао э х Их ехх
oyиа
Ф аэ Ф эыцо а,oaх
2 о 2
A 2 и е х х о х 2 О.
Р х х э х о х ц а e о
2 х к е
Я
Э 3 ц х
Э Э
Я
Ca .Х Э
2 О. 2 m х х 4 и I э и о е х ц э «с х х е m о х
0muC4О
815081
U о а х
Х &
C I и е и
Ю о
С> о
Г ) Ю с О о
M 3 Ю гЧ 1Л Г "1 т"4 ф н о
Ц о
М
Х
IL ф и о
Ж "
Э ч ео
0 -< ь0
r5 е н
Е о
Ц о
<6 Х
1 о
Ж М
ы n$ о
Ж а оri во m
U «4 17
815081
Формула изобретения
Составитель Ю. Щербакова
Редактор Н. Кончицкая Техред T.Маточка Корректор М. Вигула
Заказ 9 О/ 4 Тираж. 048 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеиий и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4
Способ химического окрашивания нержавеещей стали, включанщий обработку поверхности пассивирующим раствором при контактировании с металлом, обладающим другой электрохимической активностью, отличающийся тем, что „ c целью расширения цветовой гамчы в качестве контактирукщего металла берут медь, никель или их сплавы при соотношении его поверхностн к обрабатываемой поверхности, равном
1: (100-500) и процесс проводят при комнатной температуре.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Японии 9 12 A 42, В 16532, опублик. 1967.
