足铂金表面处理工艺

足铂金表面处理工艺 浅析足铂金的表面处理工艺 姓名:徐娇 学号:201111602121 班级:宝石111 铂金及其特性 自然铂的矿物学特性 铂族元素包括铂、钯、铑、钌、铱和锇这6种金属元素。在自然界中，它们经常一起产出，与金、银一起通称为贵金属元素。 在矿物分类中，铂族元素矿物属自然铂亚族，包括铱、铑、钯和铂的自然元素矿物。铂族元素矿物均为等轴晶系，单晶体极少见，偶尔呈立方体或八面体的细小晶粒产出。一般呈不规则粒状、树枝状、葡萄状或块状集合体形态。颜色和条痕均为银白色至钢灰色;金属光泽，不透明。无解理，锯齿状断口，具延展性。为电和热的良导体。 自然元素铂是地壳中一种稀有的贵重金属元素，元素符号为Pt。天然铂金的矿物学名为自然铂。它是自然元素铂的单质矿物，其化学式为Pt。自然铂比重为15.5,21.5;折光率为56.5,60.0。 足铂金的概念 铂金的名字来源于西班牙语“Platina del Pinto”，译意为Pinto河中类似银的白色金属。由铂族元素矿物熔炼而成的金属，有钯金、铱金、铂金、铑金等。通常，铂金是由自然铂、粗铂矿等铂矿石熔炼而成的。它是一种主要含铂或全部由铂组成的稀有贵重金属，与黄金、白银等同属贵重金属。足铂金:铂金含量千分数不小于990，打“足铂”或“Pt990”标记，表示饰品中铂金的百分含量为99%。 铂金的物理化学特性 铂族金属色泽美丽;延展性强;耐熔、耐摩擦、耐腐蚀;在高温下化学性稳定。因此，它们有着广泛的用途。在铂族金属中，人们最熟悉、用得最多的是铂金。它比贵金属中的黄金、白银等更加稀少和贵重。 纯净的铂金呈银白色;具金属光泽。铂金的颜色和光泽是自然天成的，历久不变。硬度为4,4.5度。相对密度为21.45，比重为15,19或21.4。延展性强，可拉成很细的铂丝，轧成极薄的铂箔;强度和韧性，也都比其它贵金属高得多。1克铂金即使是拉成1.6公里长的细丝，也不会断裂。熔 点高达1773.5?。导热导电性能好。化学性质极其稳定，不溶于强酸强碱，在空气中不氧化。铂金不吸水银，并具有独特的催化作用。 王水溶解铂金——虽然王水的两个组成部分单一无法溶解金，但它们联合起来却可以溶解金，原理是这样的:硝酸是一种非常强烈的氧化剂，它可以溶解极微量的金，而盐酸则可以与溶液中的金离子反应，形成氯化金，使金离子离开溶液，这样硝酸就可以进一步溶解金了。 铂金首饰表面处理方法 表面处理对于首饰制造的整体流程而言，相当于最后的装饰、美化工序，对提高首饰产品的表面效果、使用寿命及经济附加值等具有十分重要的意义。首饰表面处理的主要目的包括:改变纹理、改变色彩、改变材质等。现代首饰表面处理的常用手段主要有: 1(丝光处理— — 利用硬质金属丝或硬质矿物粉末，对首饰金属表面进行定向打磨，形成深浅错落的平行凹痕。 2(喷砂— — 硬质矿物粉末经加压形成冲击流打击首饰金属面，形成致密的凹坑。 3(车花— — 硬质合金或钻石刀具对首饰表面进行分度铣削。 4(手雕— — 用硬质刻刀或电动刻刀雕出需要的表面处理效果。 5 电化学染色—— 利用电化学浸蚀或电泳使首饰表面金属变色或被染色。 6(嵌入色彩— — 将釉质或玻璃质颜料嵌入首饰金属表面，烘焙或激光进行固化。 7(电镀—— 利用电化学沉积在首饰表面形成贵金属镀层。现代电镀技术主要发展了黑色K金或彩色K金等贵金属电镀和特殊折光效果电镀等方法。 这里我们主要介绍的铂金的表面处理方法包括抛光、金属的化学蚀刻法产生的肌理装饰效果。 铂金(Pt)饰品的表面处理-——抛光 铂合金有极强的抗氧化性,饰品一旦经过精心地高度抛光后,在静置状态下,永远不会失去其耀眼的光泽。在佩戴时,局部凸面难免会受到意外撞击或与硬物磨擦而留下痕迹,但其余部分仍能保持较好的光亮度。铂合金饰品的表面打磨通常采用光泽抛光和无光泽抛光两种方法: (一)光泽抛光 铂合金饰品的光泽抛光的机械打磨方法大致与黄色18K金相同[3],即通过粗抛、细抛、上光后,饰品表面产生镜面效果。所不同的是: 1.铂合金饰品粗抛时先用含锻烧氧化铝的灰白色抛光蜡,使用的蜡粒度逐渐变细,直打磨至饰品表面达到中度光亮后,再用含铁氧化物的红色抛光蜡精抛上光。 2.通常,黄色18K金饰品是镶嵌好宝石后再机械打磨抛光,而铂合金饰品不完全如此,如合铸的铂合金部件,隐性镶嵌托架及部件,需先打磨抛光后再连接组合或镶嵌宝石,最后精抛上光。把打磨抛光工序提前的目的是减少饰品先连接或镶石后给抛光造成的死角。 (二)无光泽抛光 无光泽抛光是在铂合金饰品中度(或高度)抛光基础上获得的。这种方法适用于铂合金饰品局部容易受到严重磨擦的凸起部位。在同一饰品上,利用光泽面和无光泽面的衬托对比,既增加了饰品的观赏性又增加了饰品的实用性。 无光泽抛光的种类及制作方法: 1.丝绢光泽:饰品中度抛光后,不改变磨料级别,只须改变刷磨方向,就能使饰品表面产生丝绢光泽。 2.刷痕:用钢丝棉、旋转式钢丝或铜丝刷,可在高度抛光的饰品表面获得所需的刷痕。 3.砂面:中度抛光的饰品表面通过喷砂处理。可获得砂面效果。 4.纹理:用小型经高抛光的烧结碳化钨成金刚石工具,在饰品表面可获得明亮的线条和镜面般的条纹。 铂金首饰的表面处理方法——金属蚀刻法 金属的化学蚀刻技法，是供金属表面装饰或金属精细工程上应用的一种工艺，可以使金属表面产生精细的文字、图案、颜色、线路或随意凹凸的蚀刻纹理。金属的化学蚀刻和化学着色的形式基本相同，也可以说化学着色是化学蚀刻的衍生工艺。金属表面的化学附着会产生与原金属表面不同的色调，也可以说它赋予了金属表面另一种色彩。它原本是以防止金属腐蚀为目的对金属制品表面进行的着色处理技术，在首饰制作中使用只想达到着色和染色的装饰目的。 金属首饰加工的表面处理工艺，是金属首饰加工过程中重要的工艺环节之一，它决定着金属首饰的最终质量和设计师想要表达的表面艺术效果。金属首饰的表面装饰手法多种多样，金属化学蚀刻法不但使金属首饰的表面效果在色彩、肌理等方面的对比更加多样，而且也加强了金属首饰的形式美感。是金属 首饰表面处理工艺中最具艺术表现力的处理手法。 金属化学蚀刻: 金属化学蚀刻就是利用金属在特定介质或特定的环境条件下发生化学自溶解(腐蚀)或被溶解(电解腐蚀)的作用，造成化学损失或化学附着。化学损失会使金属表面产生蚀刻纹，生成文字或图案或各种线路，供表面装饰或工程上应用的一种工艺。化学附着又称化学着色，会产生与原来表面不同的色调。金属的化学蚀刻和化学着色的形式基本相同也可以说化学着色是化学蚀刻的衍生工艺。本文中所指的金属化学蚀刻法既包括化学蚀刻法也包括化学着色法。 电解蚀刻法的原理:将打磨抛光完成后的金属坯件(不需要蚀刻的部分用防蚀材料覆盖)与配置好的蚀刻溶液充分接触，金属坯件作为阳极，而背对的金属做为阴极。通过电流后经过一定时间的反应后，金属坯件未涂防蚀剂的部分在电解质溶液和阳极电流的共同作用下被溶解，使金属表面得到有粗糙凹凸感的图纹。蚀刻时间则由需要蚀刻的深度而定。 激光蚀刻的原理:是在电解蚀刻的基础上增加了激光照射而成的一种方法，实际上就是把激光照在蚀刻坯件的阳极上，在阳极的蚀刻部位受到溶液的化学溶解和阳极电流电解的同时，还增加了激光能的作用。激光蚀刻机可以与电脑连接并蚀刻出由矢量软件绘制的图案，目前这种蚀刻技术多用于装饰电子产品上外观上。这种蚀刻方法也应用于金属首饰表面装饰的文字蚀刻上。 化学蚀刻法的原理:就是在室温或加热的情况下(希望加快蚀刻速度时可搅拌或加热)，将打磨抛光完成后的金属坯件(不需要蚀刻的部分用防蚀材料覆盖)浸泡在配置好的蚀刻溶液中，经过一定时间的反应后，未涂防蚀 剂的部分被“咬”掉或氧化，使金属表面呈现出具有凹凸感的图纹或赋予金属表面其他色彩。 根据蚀刻纹理的效果来看，化学蚀刻有三种情况:一种是将金属(不需要蚀刻的部分用防蚀材料覆盖)完全浸泡在蚀刻液中蚀刻，最终形成的纹理较宽，不仅可以单独用做图案使用，还可以填充珐琅或是镶嵌其他金属或宝石，这种方法主要加工小型的蚀刻饰品;另一种是金属表面完全不涂防蚀层，且全部浸泡于蚀刻液中，这时蚀刻液会在金属表面氧化出一层颜色附着于金属表面;第三种是将整个金属表面涂满防蚀材料，用特制极细的针具剔除防蚀涂料形成图案后再放入蚀刻液中浸泡蚀刻，这方法蚀刻出的图案纹理是纤细的，适合表现精细图案。这种蚀刻方法还可以直接在涂有感光防腐胶的金属板上进行图案设计，即用刀在此金属板表面划、刮、抢，或直接用不透光的颜料在此金属板表面作画，然后进行曝光固化感光胶膜，经过腐蚀金属表面将形成图案，而且还会出现不同效果的肌理。 金属工艺品化学蚀刻的方法 金属工艺品加工的表面处理工艺，是整个加工过程中重要的工艺环节之一，它决定着金属工艺品最终的表面艺术效果。金属制品表面处理工艺多种多样，金属化学蚀刻法为金属表面的艺术化处理提供了特殊的艺术表现形式。作者认为金属化学蚀刻法是利用化学方法对金属造成了一定的缺失或附着行为，从而使金属表面产生纹理和图案为最终目的。由于笔者专业的局限，只借助已有的金属化学蚀刻原理等相关知识，来探索金属化学蚀刻法在金属工艺品以及金属首饰在造型、色彩、肌理等方面的艺术化表现。 1、金属工艺品化学蚀刻法的类型和原理 一般情况下，常用于金属工艺品的蚀刻有化学蚀刻、电解蚀刻及激光蚀刻 等形式。了解金属工艺品蚀刻法的原理，有利于把握蚀刻工艺在金属表面造型、色彩和肌理方面的最终效果。便于设计师根据设计主题选择恰当的材料。 凸面蚀刻纹饰 纹饰呈凸出形式，有凸起的触感，主要应用于金属标牌制作中。 凹面蚀刻纹饰 纹饰呈凹陷形式，有低凹的触感，主要应用于金属标牌制作和金属装饰品制作中。 镂空蚀刻纹饰 将金属腐蚀穿，形成镂空的图案纹饰，应用于灯具金属灯罩制作等方面。 2、金属工艺品化学蚀刻的制作流程 清楚了金属工艺品化学蚀刻的制作顺序和步骤可以提高制作速度，减少操作失误，在提高成品产量方面有非常重要的作用。通常金属工艺品化学蚀刻有下述 四个步骤: 清洁处理:最终目的是将金属毛坯表面的污渍彻底清洁，并使蚀刻速度均匀不变，同时保证防蚀层能均匀紧密的与金属表面粘附在一起。防蚀处理:最终目的是保护不需要蚀刻的部分，使需要蚀刻部分更好的被蚀刻液所腐蚀。实施这一步骤时要注意:防蚀材料要与金属表面完全紧密贴合，以保证在蚀刻过程中防蚀层不发生脱落。 蚀刻加工:按设计师在金属表面作好防蚀纹饰后(如无需绘制防蚀纹饰则可直接进行腐蚀加工)，将其放入蚀刻液中进行蚀刻加工的过程。在这步骤中蚀刻时间、蚀刻液浓度、蚀刻液温度等会影响最终蚀刻效果。 清除防蚀层:金属毛坯腐蚀出纹饰后经检查合格，需要根据所用的防蚀剂使用相应的清洁剂去掉表面的防蚀层(如未涂防蚀剂，则省略此步骤)。 将金属化学蚀刻工艺应用于工艺品制作中，理论的流程大致如下: 清洁处理?干燥?绘制纹饰防蚀?蚀刻(腐蚀)?水洗?酸洗(未涂防蚀层省略此步骤)?流动水洗?干燥?检查验收。 3、影响金属工艺品化学蚀刻操作的条件及防护 蚀刻温度和蚀刻时间是影响金属工艺品化学蚀刻操作过程中最重要的条件。所以，只有控制好金属工艺品化学蚀刻工艺中的蚀刻液温度和蚀刻时间，才能得到条纹清晰、纹路深浅适合的蚀刻工艺品;只有了解蚀刻液温度和蚀刻时间的关系和特点才能随着设计师想法制作出具有艺术表现力的工艺品。在化学蚀刻过程中，最佳蚀刻温度为 45?C。随着蚀刻液温度的升高，金属被溶解的速度也逐渐加快，蚀刻所需的时间也有所缩短。但是盲目的追求蚀刻 速度，而提高蚀刻液温度，在部分蚀刻过程中是最不可取的。因为蚀刻液温度增加会大大增强蚀刻液的腐蚀效果，正常温度下不会溶于蚀刻液的防蚀层就会被加热了的蚀刻液溶解，以至于防蚀层的防蚀效果被破坏，导致蚀刻纹模糊走样等负面效果。即便在室温或最佳蚀刻温度范围内进行化学蚀刻加工，但金属坯件长时间浸入蚀刻液中，溶解掉的部分会随着时间的增加而增加。如果遇到部分溶解的情况，防蚀层就会有随着浸泡时间的加长而被其溶解的危险。因此要适当的控制蚀刻时间，最佳的蚀刻时间是 20-25 分钟。相同时间正常温度与加热化学蚀刻液性能的对比蚀刻液温度正常(室温——45?C) 高于 45?C蚀刻速度和蚀刻时间相对于高温蚀刻液的蚀刻速度较慢，时间耗费较多因其腐蚀能力稍弱，不宜溶解防蚀层，固适用涂抹防蚀层的蚀刻工艺提高蚀刻速度;缩短蚀刻时间蚀刻液温度升高，就会增强其对防蚀层的腐蚀能力，对于涂过防蚀层的金属工艺品不宜将蚀刻液温度大幅增高常用化学蚀刻液大多是味道刺鼻的强酸强碱强腐蚀试剂，当操作人员配置和使用时容易受到伤害，工作时应具备良好的通风状态的空间里安全造作，保护好呼吸器官、眼睛、及暴露在外的皮肤，需要穿戴好防护服装、眼镜、口罩、手套等护具。在更换蚀刻液和回收利用废液时要注意在指定地点排放污水，以减少水能的浪费和污染，降低水污染的情况发生。 参考文献 [1] 朱羚.蓝印花布式样在金属首饰设计中的应用.中国美术学院硕士论文 .2010.5 [2] 杨丁.《金属蚀刻技术》.国防工业出版.2008.1 [3] 于海燕.《金属首饰材料的现状及发展趋势探讨》.科技创新导报.2009.NO.11 [4] 李异.《金属表面艺术装饰处理》.化学工业出版社.2008.3 [5] 樊新民.《表面处理工使用技术手册》.江苏科学技术出版社 [6] 沈宁一.《表面处理工艺手册》.上海科学技术出版社.1991 [10] 何生龙.《怀旧色工艺》.1998 [11] 张炳乾、戴耀天、顾建伟等.《金属着色》.摘自表面技术.1982 年 04 期 [12] 魏宝明主编.《金属腐蚀理论与应用》.化学工业出版社.1984 [13] 张英.《金属加工用精细化学品配方与工艺》.化学工业出版社 [14] 李鑫庆、陈迪勤、余静琴.《化学转化膜技术与应用》.机械工业出版社 [15] 邹宁馨、伏永和、高伟.《现代首饰工艺与设计》.中国纺织出版社.2005.7 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