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摘要：不锈钢材料具有出色的耐蚀性、耐磨性、韧性、工艺性、无毒性及其清洁的装饰性，己广泛应用于国民经济的一切领域。通过化学(或电化学)处理，在不锈钢表面形成一层高抗蚀性氧化膜，给不锈钢着上不同色彩，不仅使其保持了不锈钢原有的各种优越性，而且使其耐蚀性能、耐老化性能、耐紫外线照射性能和外观装饰效果优于普通不锈钢。这种彩色不锈钢材料在国外已被广泛应用于航天、航空、原子能、军事工业、化学工业、建筑装饰、装潢、日用器具、交通车辆和太阳能利用等领域。在国内，彩色不锈钢刚刚起步，目前，太原钢城企业公司已具备工业化生产彩色不锈钢的能力。
1彩色不锈钢产品介绍
1．1 产品特点
彩色不锈钢并不是彩色涂层钢板，表面无任何涂料、无任何毒性。它是在银白色的不锈钢表面形成一层透明的氧化膜，通过该氧化膜对光的干涉作用而形成不同的色彩。
不同厚度的氧化膜可以产生不同的色彩。同样厚度的氧化膜，随着光线入射角度不同，即使同种光也会显示不同的颜色。当天气变化(空气湿度变化)时，表面氧化膜也会变化，颜色也随之改变，因此，其色彩是神幻无比。但是，每一厚度的氧化膜都对应着一种基本颜色，当表面膜上的湿气消去，氧化膜即复原，颜色也恢复到原来的本色。通常的色彩系列有：茶色、黑色、深茶红色、紫蓝色、藏青色、宝石蓝色、蓝色、灰色、淡黄色、金黄色、金红色、紫红色、天蓝色、绿色、黄绿色等。
该产品因其装饰效果和耐腐蚀性能都远远优于普通不锈钢，其耐磨、抗刻划、耐擦洗性能也很强，可加工性能及其他各方面性能都与普通不锈钢一样，因此，它将成为普通不锈钢产品的替代品，进入所有使用不锈钢的行业。
1．2 产品性能
(1) 耐蚀性
a)在0.5ml/L的盐酸中长期浸泡保持钝态电位，不腐蚀。
b)模拟GB4334.1(2、3、4、5、6、7、8)-84，GB4334．5-90，GB5776-86，GBl0124-88，GBl0125-
88，以及在10％FeCl3溶液中外加电流，加速对原材料不锈钢和彩色不锈钢进行腐蚀，结果，其耐
蚀性能远高于同种原材料不锈钢。
(2)耐热性：在沸水中浸渍28天；在200℃以下暴露五个星期：在250℃以下长期暴露：加热到
400℃，膜层色泽均无明显变化。
(3)耐磨性和抗刻划性能：能承受在500g/cm2的压强下，橡皮摩擦20000次以上不变色，用300g的钢
针刻划不划穿。
(4)加工性能：能承受常规的模压加工、深拉延、弯曲加工以及加工硬化，进行180℃弯曲试验和8mm
的杯突试验后，氧化膜均完好。
(5)耐擦洗性能：该产品表面若有污垢，可用任何有机溶剂、中性洗涤剂及水洗涤。
(6)耐污性能：表面被沾污后，经清洗后能还原如初。
(7)光洁度：达到8k镜面以上光洁度。
(8)焊接性能：可进行电弧焊、点焊等多种形式的焊接。
(9)抗老化性能：在阳光、大气、雨水下长期暴露不老化。无论是置于工厂的化学气氛、厨房的油烟
气氛，还是在山区的潮湿空气、海边的海洋气候下，其抗老化性能都优于普通不锈钢。这一性能
也大大优于有机涂层钢板。
2 国内外彩色不锈钢生产与发展情况
2．1 国外彩色不锈钢生产及发展
不锈钢着色技术起源于英国伯明翰国际镍公司欧洲研究开发中心，第一项不锈钢着色技术主要是把不锈钢着成黑色，并取得专利；1939～1941年，又相继提出了三个专利，这些专利报导了在硫酸和铬盐溶液中，使不锈钢着成黑色、深蓝、青铜、黄色和巧克力色等多种颜色的方法，以及加速着色反应，提高染色膜光泽，使着色膜硬化的方法等，由于种种缺陷，这些方法一直未能被推广应用，直到1972年，英国欧洲有限公司(国际镍公司)发明了著名的因科法(INC0)，不锈钢着色技术才开始进入大规模商品化生产，1973年英国不锈钢设备服务公司建立了第一个不锈钢染色的中间工厂，1978年该公司建设有年产60万平方英尺的黑色不锈钢工厂，1980年克宁公司建设有年产100万平方英尺的彩色不锈钢工厂。目前该专利已在英、美、日、德、意、法、澳大利亚等几十家公司采用。彩色不锈钢具有色彩鲜艳、耐紫外线照射、耐磨、耐蚀、耐热和加工性能良好等突出优点，在国外已广泛应用于航天、航空、原子能、军事、海洋、轻工、建筑、太阳能利用和日用等领域之中。
2．2 国内及太原钢城企业公司彩色不锈钢开发情况
我国不锈钢着色技术的研究起步也较早，1937年《上海轻工业第六册》翻译介绍了T.E欧文斯的“不锈钢着色新工艺”，1958年2月赵振才翻译并出版了前苏联巴赫瓦洛夫等人所著的《电镀工业手册》一书，20世纪80年代以后国内几十个单位也对不锈钢着色进行了多年的研究，报道了试验与研究的成果。
国内外彩色不锈钢着色技术的研究与应用，在1972年以前处于试验研究阶段，1972年开始进入工业生产，但同时又由于在着色膜的性能、颜色控制、环境影响等方面的不足，仍然在进行研究改进。而在国内由于种种原因的限制，如不锈钢材价格高，国产不锈钢材质较差，计算机水平比国外落后，着色工艺技术不成熟等，导致不锈钢着色技术与生产发展缓慢。
太原钢城企业公司于2004年下半年开始与国内科研院所合作，共同进行新工艺彩色不锈钢的工业化生产。该新工艺的特点是采用新型的“化学着色—封闭”二步常温(-60℃)着色法(HWR法)代替传统的“化学着色—电解坚膜—封闭”国际流行的三步(70-90qC)着色法(INC0法)，着色后的不锈钢其表面耐磨性、抗污性、耐老化性、耐高温性、加工性能、抗紫外线、表面光洁度及表面质量均优于目前国际流行的三步法(INC0法)生产的不锈钢着色产品，实现了目前的新一代专利技术产品：纳米膜彩色不锈钢。
3 彩色不锈钢市场预测
不锈钢生产已有80多年的历史，尽管在钢铁工业不景气的年代，国外一些工业发展国家的钢产量在不断减少，但不锈钢仍然一枝独秀，每年以4％—6％的速度提高。目前世界不锈钢粗钢产量已突破1800万吨／年。不锈钢品种主要以板带材为主，一般占不锈钢总量的75％，其中薄板带60％。
目前世界上不锈钢消费领域不断扩大，消费量不断增加，预测今后数十年对不锈钢冷轧薄板的需求每年将递增约40万吨/年，到2005年不锈钢冷轧薄板消费量将达1200万吨/年，若彩色不锈钢板占不锈钢冷轧薄板的5％-10％，则消费量达60万~120万吨／年。
彩色不锈钢板是以不锈钢冷轧薄板为原料，在其表面着上一层氧化膜，形成不同的颜色，由于它具有丰富的色彩和不锈钢优异的性能，因而具有极强的应用和装饰前景。日本目前彩色不锈钢板年产量较多，仅东京的佛教徒会议厅的屋面板和天花板使用彩色不锈钢板就为30000m2(按1.0mm的厚度，其重量为236t)。
我国国内市场不锈钢需求量到2000年已超过100万吨，预计2005年将超过450万吨/年。若按不锈钢薄板带占不锈钢材总需求量的60％计，则其需求量为270万吨/年以上。由于彩色不锈钢目前正处于一个刚兴起和推广阶段，其市场前景应该是较乐观的，若彩色不锈钢板按不锈钢薄板需求量的5％-10％计算，到2005年我国市场对彩色不锈钢薄板的潜在需求量约为6．5万～13万吨/年。综上所述，彩色不锈钢板用途广泛，特别是具有极强的装饰性，其应用前景十分广阔。
4 太原钢城企业公司彩色不锈钢生产工艺介绍并与传统工艺及镀“钛金”工艺比较
4．1工艺流程
HWR新技术着色工艺流程：板材或工件-抛光-清洗-除油-中和-清洗-着色-清洗-固膜-清洗-烘干-涂布-清洗-烘干-检查-贴膜-剪切-包装
4．2太原钢城企业公司彩色不锈钢生产工艺与传统工艺及镀“钛金”工艺比较
(1) 与传统工艺比较
新型HWR着色工艺与传统工艺比较:
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项 目
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国内外资料报道
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本工艺
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着色温度
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70～90℃
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常温60℃
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表面膜耐磨性
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500g橡皮摩擦200次不擦穿
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500g橡皮摩擦20000次以上不变色表面光洁度完好。
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表面可达光亮度
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镜面(6＃～8＃)
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镜面(6＃～8＃)
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膜抗污性
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好
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好
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工艺步骤
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主要工序三步
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主要工序可缩短为两步
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环保设施
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投资较大
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排放少，污染少，投资小
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成本
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成本高，难打开市场
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成本比统方法小，易推广
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(2)与镀“钛金”工艺比较
①真空镀“钛金”技术要求
a)条件非常苛刻(一定的真空度、清洁度、轰击能量……)达不到要求，很易出废品，出了废品难复
原再利用。
b)生产速度非常缓慢，必须一张一张地镀。
c)不便于加工管道等异型材，而且加工尺寸严格受真空镀膜机尺寸限制。
d)能源消耗大、费时多：投资回收期长、相对成本高。
②HWR着色工艺要求
a)条件简单，只要放入溶液即可。
b)废品率低，出了废品马上可以把彩色膜去掉重新着色。
c)生产速度较快，一批产品可以是一张板，也可以是多张板，还可以实行连续自动化生产。
d)适于加工任何异型材，只要浸泡在溶液中的地方就可以着上彩色，加工尺寸可根据用户要求，设
计成为可加工的任何尺寸、形举。
e)相对能源消耗小，费时费工少、投资回收期短、相对成本低。
5 太原钢城企业公司彩色不锈钢的检测情况
太原钢城企业公司开发的彩色不锈钢于2005年4月经过国家权威表面覆盖层检验机构的检验，完全符合有关技术标准规定，详见机械工业表面覆盖层产品质量监督检测中心(2005)检字第038号检测报告，见附件。
6 结束语
美，是彩色不锈钢给人们的第一感觉。彩色不锈钢，以其多彩鲜艳的颜色，极强的装饰性愈来愈广泛地用于建筑装饰业。一座豪华宾馆、一座华丽大厦，装饰上光彩照人的不锈钢门、柱、窗、屋、面板、天花板等，会使它更加富丽堂皇；步入大厅，迎面是一块不锈钢雕花屏风，让人们赏心悦目；步入电梯，不锈钢装饰板映现出人们的身影；步入商场，不锈钢管扶手、不锈钢柜台、不锈钢货架等闪闪发光、五颜六色；城市的广场、街心花园矗立着一尊尊多姿多彩的不锈钢艺术雕塑，展示着城市、公园、街道的风采，就连街道边的垃圾筒若采用不锈钢制作，不仅便于清洗，而且也给人们一种洁净的感觉，一种美的感受。
太原钢城企业公司愿与各位客户携手并进，共同创造五彩缤纷、绚丽多彩、美不胜收的彩色不锈钢世界。
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