金屬類材質在現有的各類產品上運用越來越多,因為金屬類材質更能體現產品品質、凸顯品牌價值,而在眾多金屬類材質中,鋁因為它的易加工、視覺效果好、表面處理手段豐富,首當其沖的被各個廠家采用,鋁型材表面處理主要分為:噴砂(形成啞光珍珠銀面)、拋光(形成鏡面)、拉絲(形成類似緞面效果)、電鍍(覆蓋一層其他金屬)、噴涂(覆蓋其他非金屬涂層)。
長期以來,金屬材料一直是最重要的結構材料和功能材料。鋼鐵、銅合金、鋁合金、鎳合金等都是最重要和最廣泛應用的傳統金屬材料。
在鋼、鐵和合金為代表的現代工業社會,金屬材料在各類產品上運用非常廣泛。金屬材料以其優良的力學性能、加工性能和獨特的表面特性,成為現代設計中的一大主流材質。也因多數金屬材料有著易加工、視覺效果好、呈現出的設計感強烈、表面處理手段豐富,首當其沖也受到了設計師們的喜愛。
金屬材料的分類
金屬材料 | 黑色金屬 | 鑄鐵(含碳量2.11%~4.0%) |
鋼(含碳量0.02%~2.11%):碳素鋼、合金鋼(含特殊合金鋼) | ||
工業純鐵(含碳量不超過0.02%) | ||
有色金屬 | 鋁及鋁合金 | |
銅及銅合金 | ||
其他有色金屬:鎂和鎂合金、鈦和鈦合金、 錫和錫合金等 | ||
特殊金屬 | 非晶態金屬、高強高模鋁鋰合金、形狀記憶合金、減震合金、超塑金屬、儲氫合金、超導合金等 |
金屬材料的表面裝飾技術
在對金屬材料進行表面處理之前,金屬材料的表面有一些瑕疵,這些瑕疵的處理就需要用到前處理(預處理)工序,以使物件達到可進行表面處理的狀態。
前處理的工藝和方法很多,常用工藝主要為:機械處理、化學處理、電化學處理。
機械處理:如切削、研磨、噴砂等加工清理物件表面的銹蝕和氧化皮等,將表面加工成平滑、或具有凹凸模樣;
化學處理:清理物件表面的油污、銹蝕、及氧化皮等。
電化學處理:則主要用于強化化學除油、浸蝕的過程,有時也用于弱浸蝕時活化金屬制品的表面狀態。
金屬材料的表面處理技術
表面處理技術是產品美觀的必備手段,對物件(產品)起到保護和美化產品外觀的作用,主要分有:著色工藝和肌理工藝。
表面著色工藝
金屬材料的表面著色工藝是采用熱處理、機械、化學、電解等方法,為物件表面鍍上各種色澤的表面層。
化學著色:將經過氧化處理過后的金屬材料,浸入到有機/無機染料溶液中,染料滲入金屬表面氧化膜的空隙中,發生化學、或物理作用從而實現著色。
電解著色:在特定的溶液中,通過電解處理方法,使金屬表面發生反應而生成帶有顏色的膜層。過程中,金屬陽離子會滲入到金屬表面的氧化膜空隙中,從而使氧化膜產生不同的色系。而色系根據所用材料的調配而定,常見的是紅、青、藍,以及青銅色系、棕色系、灰色系等。
陽極氧化著色:英文名叫Anodizing。在特定的溶液中,以化學或電解的方法進行處理,生成媳婦染料的膜層,在染料的作用下著色。陽極氧化的染色色彩艷麗,色域寬廣,但目前應用范圍僅限于鋁、鋅、鎘、鎳等幾種金屬材料。
微弧氧化著色:英文名叫Microarc oxidation,MAO。是在電解質溶液中施加高電壓,在材料表面原位生長陶瓷氧化膜的過程。由于氧化液大多采用堿性溶液,對環境污染小。微弧化膜具備了陽極氧化膜和陶瓷噴涂層兩者的優點,這項技術工藝被認為是陽極氧化的替代技術。目前應用范圍僅限于鋁、鎂、鈦等幾種金屬材料。
鍍覆著色:采用電鍍、化學鍍、物理鍍等方法,在金屬表面沉積金屬、金屬氧化物或合金等,形成具有金屬特性的均勻膜層。
涂覆著色:在金屬表面上采用浸涂、刷涂、噴涂等方法涂覆有機涂層。
發藍著色:發藍又叫琺瑯。將經過粉碎、研磨的琺瑯釉料涂覆在金屬制品表面,經干燥、高溫燒制等制作過程后形成膜層。
熱處理著色:將金屬物件置于氧化環境中進行加熱處理,時期表面形成黛色氧化膜。熱處理時會隨著加熱時間的不同、氧化膜厚度的不同,表面處理后的顏色會有所不同。
傳統著色技術:包括做假銹、熱浸鍍錫、鎏金、鎏銀以及生成色斑等。
表面肌理工藝
金屬材料的表面肌理工藝
表面鍛打:使用不同形狀的錘頭對金屬物件進行鍛打,從而形成不同形狀的肌理,具有層次感、裝飾性。
表面拋光:利用軟性拋光工具,或磨料顆粒,或其他拋光介質對物件表面進行裝飾加工,常見手法有電解拋光、噴砂拋光、機械拋光、手工拋光等。拋光僅能得到光滑表面、或具有鏡面光澤的表面,并不能提高物件的精度、耐用性、抗腐蝕等功能。
表面研磨拉絲:利用研磨材料通過研磨器具對物件表面進行加工,在物件表面形成類似線紋,體現出“金屬質感”的裝飾效果。由于表面拉絲處理能夠體現金屬材料的質感。
表面鑲嵌:在金屬表面刻畫出陰紋,嵌入金銀絲或金銀片等質地嬌軟的金屬材料,然后打磨平整,呈現出華美的裝飾效果。如圖所示,中國傳統工藝烏銅走銀,清朝的銅嵌銀絲高足鬲式爐。
表面蝕刻:使用化學酸進行腐蝕而得到的一種斑駁、滄桑的裝飾效果,豐富了設計的細節。常用工藝是:在金屬物件表面涂上一層瀝青,接著在瀝青的表面上刻畫紋飾,將需要腐蝕部分的金屬露出,腐蝕時根據紋飾要求的大小,選擇浸入化學酸溶液,或噴刷溶液腐蝕。
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