關(guān)于仿古銅工藝品表面浸蝕工藝分析

郭飛

（銅陵銅官府文化創(chuàng)意股份公司，安徽 銅陵 244000）

把碳酸氫氨溶液同土壤一起混合涂抹在仿古銅器件的表面，然后加熱，產(chǎn)成銅綠，此方法的好處是可以讓仿古器件的表面生成一層堅(jiān)硬的涂層，具有快速、逼真的特點(diǎn)。

1 工藝過程

1.1 拋光

為了使經(jīng)過電鍍后的器具表面有仿古的效果，必須對(duì)其表面拋光。大的器具必須使用拋光工藝，而小的器具就可以使用滾光或擦光。如果使用滾光工藝，其磨料可使用木屑，也可以將器具在滾桶擦干，使用砂紙或者砂布打磨工件，然后用布輪進(jìn)行再拋光，這樣可以提亮器具突出位置，使得器件突出部位和凹陷部位的亮度對(duì)比強(qiáng)烈，可以使器具的表面更有層次感。色彩成膜的在視覺上的效果更加突出，色感更豐富。

1.2 除油

主要是采用陰極來除油，結(jié)合通過陽極來除油的這種電化學(xué)方法不僅能清除油污，還可以在除油的過程不讓器具的表面落下灰塵。雖然在器具的表面生成很微小的電解過程，還能溶掉器具表面變質(zhì)層和氧化膜，使后面的工序可以更加順利地進(jìn)行。

1.3 除銹

以陰陽極電解除油為基礎(chǔ)，鉻酸可以將銅的變質(zhì)層進(jìn)行溶解，把器具表層的氧化物去除，將其基體露出，確保器具表面的物理化程度一致，使生成的色調(diào)和色差相近。

1.4 活化

鉻酸可以在分解器具表面氧化物時(shí)，在器具的表面生成很薄的一層膜，為了著色能夠正常進(jìn)行，要對(duì)液化進(jìn)行活化來溶解掉這層膜。如果不活化此膜，就會(huì)使著色的液體不能與器具直接接觸，阻礙著色反應(yīng)，就會(huì)使色膜渡層的色感、光亮性、色彩、厚度不均。

1.5 著色

由于本批器具的情況不同，經(jīng)過篩選進(jìn)行試驗(yàn)，均采取古綠色的配方容易掩蓋表面的缺陷，對(duì)本批器具進(jìn)行著色。此配方將成的膜的顏色是淡墨綠色，顏色美觀、古樸，外表光亮細(xì)致，生成仿古銅工藝品的外表色感。進(jìn)行此操作時(shí)，應(yīng)該不停地對(duì)器具進(jìn)行抖動(dòng)，使液體一直保持流動(dòng)，將器具的各個(gè)部分接觸溶液的濃度一致，盡量縮小濃度的差值，以保證上色分布均勻，盡量避免生成花斑或彩虹色。因?yàn)榘彼容^容易揮發(fā)，而著色的溶液在使用了一段時(shí)間之后，應(yīng)該適當(dāng)?shù)靥砑影彼?，保持各種成分的平衡，讓著色液可以一直正常地工作、著色。同時(shí)，要注意不能引入其他非銅雜質(zhì)。

1.6 后處理

著色之后，將器具用濕毛巾擦拭，去除在著色的過程中器具表面生成的浮灰或者沉渣，這樣可以使器具更加美觀。如果對(duì)器具的色膜追求更高的立體感，就可以人為地通過拋光來控制色膜層在不同部位的厚度來調(diào)整色膜的顏色，增強(qiáng)色膜的層次感。而且在器具的表面還需要增添一層有機(jī)的保護(hù)膜，增強(qiáng)它的耐候性，使用的效果會(huì)更好。本工藝在實(shí)驗(yàn)時(shí)采用的是附著力比較好的丙烯酸類清漆來表層，這類清漆有很好的防霉性和耐候性。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的過程中，還需要添加光亮劑。在電鍍進(jìn)行5 h之后，電鍍層的厚度達(dá)到了16 pm。而當(dāng)電鍍層的厚度達(dá)到了16～200 xm時(shí)，電鍍古銅的工序即可完成了。如果在室溫條件下，則要把鍍銅之后的器具放在做舊液里進(jìn)行下一步的仿古、做舊處理。仿古、做舊處理后的器具，其表面顯現(xiàn)黑色，然后可使用清潔球擦拭出光以后，再在其表面抹涂堿式CuCO3粉末，這時(shí)的工藝品便可具有青銅器的色彩和質(zhì)感。

2 實(shí)驗(yàn)中存在的問題

如果采用本文講述的工藝進(jìn)行著色鍍層，其效果可以讓客戶滿意。但仍有極少數(shù)的器具在著色后有“泛青”的現(xiàn)象，使器具在強(qiáng)光條件呈淡紫色；有的器具在晾干處理后有滲漏液體的情況，在器具的表面留有痕跡和鹽漬；第一件器具的色膜呈現(xiàn)為淡黃色，且這幾種缺陷會(huì)有一定的規(guī)律，即越到生產(chǎn)后期，其器具的缺陷就會(huì)越嚴(yán)重。

在此項(xiàng)研究中運(yùn)用的是機(jī)械與化學(xué)兩種粗化方法相結(jié)合來對(duì)器具表面進(jìn)行粗化?；瘜W(xué)粗化中所使用的鉻酐一硫酸粗化液，可以快速地去除器具表層的殘垢，且粗化范圍和程度相對(duì)均勻，器具的光潔度高、尺寸更加精確。因?yàn)榇只簝H僅由兩樣成分組成，配制步驟簡(jiǎn)單，也比較容易運(yùn)用化學(xué)式來分析其配制方法。除此之外，器具粗化的時(shí)間與器具表層結(jié)合力的關(guān)系不成線性關(guān)系，如果粗化的時(shí)間過短，器具表面鍍層結(jié)合力太弱；如果時(shí)間過長(zhǎng)，結(jié)合力還會(huì)更低。所以，當(dāng)溫度不變時(shí)，器具粗化度達(dá)到最佳化的時(shí)間會(huì)比較短，且粗化的速度也會(huì)變快。

非金屬器具在電鍍以前，必須在表面先進(jìn)行預(yù)處理，使其具有導(dǎo)電性。傳統(tǒng)意義上的非金屬在電鍍以前，要經(jīng)過敏化、活化，最后運(yùn)用化學(xué)方式鍍銅。如果使用該方法，配方中的氨水容易揮發(fā)，逐漸失效，需要及時(shí)更換。在此次研究中，我們沒有用傳統(tǒng)意義上預(yù)處理的方式，而是在硝基清漆里面加入銅金粉，再使用香蕉水來稀釋液體，最后用生成的液體對(duì)器具的表面預(yù)處理。在溫室條件下，用最后配制生成的液體對(duì)器具表面處理了25 min，器具的表面開始逐漸變得干燥，35 min之后其表面能徹底干燥。但如果液體里面銅金粉使用量太多，就會(huì)造成涂層表面的厚度及色彩不均勻，然后導(dǎo)致成品不夠美觀；但如果用量太少，則器具的導(dǎo)電性就會(huì)變得很差，這樣就影響到了器具的質(zhì)量。但如果先將器具粗化再在基體上涂抹導(dǎo)電膠水來進(jìn)行電鍍也是可以的，但導(dǎo)電膠水國(guó)內(nèi)非常難買到，從國(guó)外進(jìn)口成本過高。

3 原因分析

器具在著色時(shí)，鉻酸也進(jìn)行了化學(xué)反應(yīng)，致使器具的著色膜呈現(xiàn)淡紫色，并伴有泛青的現(xiàn)象，且因?yàn)榇斯に囋诓僮鲿r(shí)逐漸遞進(jìn)，就使得鉻酸這種成分在色液里不斷增加，著色液里鉻酸成分的濃度會(huì)變得越來越高，所以，到了實(shí)驗(yàn)后期，這種成分對(duì)器具上色的影響越來越嚴(yán)重，這種泛青就更加明顯了。而鉻酸這種成分主要來源于鑄件自身帶著的砂眼，有一部分的砂眼是與器具內(nèi)部相通的，在除銹操作時(shí)，鉻酸這種成分從砂眼進(jìn)到內(nèi)部，再?gòu)钠骶吒胫褐?，污染著色液，以致于器具泛青?/p>

因?yàn)樯把蹠?huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程中使用到的溶液都進(jìn)入器件內(nèi)部，當(dāng)上色操作完成以后，液體就會(huì)從砂眼慢慢滲出，進(jìn)而發(fā)生滲液的情況，滲液沿著器具的表面流淌，待各種溶液揮發(fā)完畢后，就在器具表面留下了鹽漬。

第一件器具的表面呈現(xiàn)出淡黃色，是因?yàn)樵诓僮鲿r(shí)沒有事先對(duì)器具表面進(jìn)行活化處理，第三步除銹操作時(shí)，溶液中的鉻酸在器具的表面生成一層氧化膜，操作時(shí)沒有提前除去，影響到了上色，導(dǎo)致表面生成的色膜只是很薄的一層，甚至基本上沒有成形色膜。

這可能是因?yàn)樯ぴ谧匀还獾恼丈湎庐a(chǎn)生干擾，使得著色膜呈現(xiàn)出淡黃色，或者是因?yàn)檠趸づc著色膜共同反應(yīng)下使得著色膜呈現(xiàn)淡黃色。對(duì)于該問題，在提前處理活化之后便沒有出現(xiàn)過。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究得，除去器具表面有鹽漬和泛青時(shí)，可以采取焊接法、臘封法和注水法。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

此項(xiàng)工藝分析比較實(shí)用，理論上還缺少一定程度的探討，尤其是銅類金屬中一定含有鋅這種金屬，在氧化過程中，必然會(huì)引發(fā)化學(xué)反應(yīng)。這項(xiàng)研究關(guān)鍵的一個(gè)方面是生成底層氧化膜，必須在實(shí)驗(yàn)中形成有活性、均勻、嚴(yán)密的氧化膜，再附著上一層質(zhì)感古樸、色澤飽滿、結(jié)合力強(qiáng)的仿古銅的墨綠色著色膜。器具中的結(jié)合力對(duì)于表面著色膜有著至關(guān)重要的影響，越光滑的銅棒和已經(jīng)遭到切割后的成型器件越不容易上色，所以，已經(jīng)被澆注后有一定形狀、受到外力沖擊、有了很大的內(nèi)合力的器具才能在浸蝕時(shí)成膜更加牢固，原因是金屬器件表面氧化膜的氧化率和增長(zhǎng)都與此種金屬構(gòu)成的晶體有關(guān)系，這個(gè)現(xiàn)象可以由脫鋅、腐蝕跟正負(fù)離子的躍遷來解釋。本文使用土壤和含有氨水的溶液相混合而成的薄泥抹涂在仿古銅工藝品的表面，放于焙燒爐中焙燒，很快便在工藝品的表面形成一層銅綠色，然后根據(jù)不同的需要，用相應(yīng)的色調(diào)土壤來擦拭掉銅綠表層，讓仿古銅的工藝品表面的銅綠層色調(diào)更加逼真、光滑、平整。本工藝中使用的氨水價(jià)格比較低廉，原料也容易尋找。綜上所述，此工藝中氨水溶液的濃度最佳為15%～10%，焙燒的溫度在600～700℃，燒制的時(shí)間為20 min。本論文中配方的成本較低，比較合理、實(shí)用。