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不锈钢彩色板及应用
- 2019-04-22 -

摘  要: 不锈钢因铬色(chrome colour)而著名,给人一种“灰白色”的印象。但这种印象是片面的,首先, 有几种方法可对不锈钢彩色板的表面进行处理,使其以不同的方法吸收或反射光线,或获得不同的表面纹理或不同的软硬等级。第二是颜色。不锈钢的表面处理可使表面获得一定的颜色, 这是更令人兴奋的结果之一。因此,除了不锈钢的使用价值(如维修费用低,耐腐蚀等)外, 颜色还为不锈钢在美观方面增加了新的可能。不锈钢的应用,特别是在建筑、艺术和内部装饰等领域的应用潜力巨大。

1、前言


在许多不锈钢的应用中,表面处理和表面光洁度不仅对确定某些功能特性(如耐腐蚀、硬度 和卫生)非常重要,而且对外观和审美质量也非常重要。虽然可对几乎所有的不锈钢进行表面处理来使其表面产生不同的颜色,但是有些类型的不锈钢生成的颜色更多。奥氏体不锈钢,特别是 304 和 316 的表面可生成彩虹的绝大多数颜色。 而双相不锈钢和铁素体不锈钢表面生成的颜色较为有限:如铁素体钢种通过电化学处理所获得的颜 色仅为黑灰色。


图 1  位于米兰二十世纪博物馆 Sala Fontana,黑色镜面反射不锈钢板制成的“华丽表面”



2、涂层


和碳钢一样,也可对不锈钢进行涂漆。但是碳钢涂漆是为了防腐等原因,而不锈钢涂漆的目的却不同,例如,出于安全和方便的原因,可对不锈钢表面进行部分涂漆,提高卡车、栏杆和其它物体的可见性。也可对用作外墙面板和屋顶板的不锈钢采用锡等彩色金属进行涂层。卷材涂覆是一种特殊的涂覆,是在线对不锈钢卷进行着色。卷材涂覆包括底涂层和表涂层。用于既对耐腐蚀性能有要求又要求表面不能反光的用途,如隧道内衬。也用于家具、 家电、冷藏室和金属门等的制造。


图 2  交易会上展示的不锈钢花盆,高反射性表面



3、电化学着色工艺


不锈钢着色常用的方法是电化学工艺,也称之为电化学着色工艺。该工艺也称之为 INCO 法,是由国际镍业公司(INCO)在 1972 年开发的。目前采用的着色工艺很多,通常是将不锈钢浸入热铬硫酸溶液中或热碱性溶液中。然后冲洗不锈钢,利用阴极处理使表面硬化。通过调整浸入时间来控制氧化层厚度,从而确定最终的颜色。


图 3  美国俄勒冈洲西南区机场的电化学着色不锈钢外墙面


氧化层的厚度范围在0.02μm( 产生青铜色) 至 0.36μm(产生绿色)。着色工艺利用了光波干涉这种自然现象,观看者观看表面的角度不同所看到的颜色也不同。为此,弯曲也具有同样的效果。 现有的彩色光谱有青铜色、蓝色、黑色、灰黑色、 金黃色、紫色和绿色。色彩可与各种抛光表面(如镜面、SB 抛光表面、发纹板或十字抛光面)结合使用,来生成各种图案。


钢板一般采用电化学着色。优点是着色不使用染料或颜料,颜色超速且紫外线无法渗透,换句话说,就是在阳光下不变色。缺点是有划伤和产生腐蚀时颜色发生改变,且不可修复。



4、PVD 法


在物理气相沉积法(PVD)中,通过在不锈钢表面施加一层陶瓷来产生颜色变化,提高耐用性能。可使用各种真空沉积工艺来沉积覆膜。将涂层材料放置在真空中,加热到高温。当达到蒸汽化形式后,再次凝结,然后沉积在要求的表面。 该技术初是在1838 年由 Michael Faraday 所使 用,但直到1966 年才把该技术称之为物理气相沉积法。目前已开发了多种形式的物理气相沉积 法。意大利的 Steel Color Spa 公司开发的新处理方法可涂覆钛化合物。


物理气相沉积技术的主要市场为建筑(旅馆、 火车站、零售店)和内部装饰(如门把手、家俱、展台)。这种技术也用于工业领域,如在汽车制造、 半导体晶片、外科手术工具、钻头和枪炮中代替镀铬。与电化学着色相比,其优点是颜色更加一 致,耐腐蚀性能更好。与电化学着色工艺不同的是采用物理气相沉积技术形成的表面颜色不会随视角的变化而变化。



5、不锈钢着黑色工艺


可将不锈钢浸入到重铬酸钠的熔融盐池中使其发黑。该方法用于汽车行业和吸收太阳光来对水进行加热的太阳能集热板。瑞士洛桑联邦理工学院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne) 使用黑不锈钢网作为遮阳板。这种遮阳板涂有永久性的透明防紫外线覆膜、耐气候镀膜和特殊的亚光镀膜。



6、建筑和设计


彩色不锈钢的主要用途是建筑业,包括建筑物外墙、屋顶板、立柱、标牌和显示面板。还包括与建筑紧密相关的室内设计装潢和家俱。


由于有了彩色不锈钢,近年新建了一些著名 建筑。英国的 Rimex Metals 公司为伦敦码头区的一家旅馆提供了反光不锈钢外墙板及绿色到紫色区间的彩虹屋瓦。该公司还为利兹大学档案馆大楼提供了青铜色镜面外墙面板。布莱克博恩学院 (Blackburn College) Beacon Center 的外墙面颜色柔和,为灰蓝色。布莱克浦的Tower of Love Pavilion 采用的是金色镜面外墙面板。


Millennium Tiles公司为美国俄勒冈州西南区机场提供了电化学彩钢和天然不锈钢瓦。为了形成鲜明对比,巴哈马的一处私人住宅采用了青铜 色和暗蓝灰色不锈钢瓦。


亚洲蓬勃发展的建筑业为彩色不锈钢提供了市场机遇。例如,Double Stone Steel 公司就从中国的十来家生产厂向亚洲的用户提供采用PVD 法涂层的不锈钢产品。该公司的用户不仅有旅馆、 赌场、购物中心和火车站,还提供用于展台、家俱、 照明、门把手和水龙头的材料。


图 4  巴哈马的一处私人住宅采用了青铜色和暗蓝灰色不锈钢瓦

 

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