铜制品表面仿乌铜走银工艺
张道权，朱军岷，叶真雪，朱炳仁（1.杭州金星铜工程有限公司；2.杭州朱炳仁文化艺术有限公司）
作者简介：张道权，高级工程师，主要从事铜表面处理及表面着色等技术开发。
声明：本文为预览版，内容以正式发表为准。
文章节选
仿乌铜走银产品鉴赏
众所周知，乌铜走银是我国云南独有的传统铜制工艺品，它以铜为胎，在胎上雕刻各种花纹图案，然后将熔融的银水或金水填入花纹图案中，冷却后打磨至光滑，时间久了底铜变为乌黑，透出银纹或金纹图案，其产品往往呈现出黑白分明的装饰效果，古朴典雅，雍容华贵，是独具特色、驰名中外的中国手工技艺之一，具有很高的艺术收藏价值。
但传统的乌铜走银制作工艺复杂繁琐，一般要经过炼制乌铜、打坯、刻图案、走银、成型、抛光、焐黑等近20道工序，不光对铜材质本身有特定的要求，在制作工艺和方法上需要高超的技艺，费工费时，成本极高。
本研究小组以常规黄铜或紫铜为原料，通过试验研究，在不断筛选大量配方和着色工艺的基础上，成功开发了一项制作仿乌铜走银铜工艺品的工艺，本文对其中的主要工序和操作事项进行介绍。
1 仿乌铜走银工艺
采用常规黄铜(H62以上)或紫铜样板或铜工艺制品作为基材。工艺流程为：铜工艺制品的设计和加工→表面预处理→化学蚀刻或激光雕刻图案→水洗→化学发黑→水洗→乌铜化预处理→乌铜化热着色→图案打磨→水洗→图案化学着银色→水洗→干燥→喷涂清漆封闭保护。
1. 1 表面预处理
铜制品表面预处理是必须的，也是非常重要的。主要包含酸洗、喷砂、塑料百洁片打磨等常规手段，以去除表面的划伤、油污、杂质、氧化层等[3-4]，使制品表面露出铜或铜合金基底，为后续获得均匀、包浆效果良好和结合力优良的氧化膜提供有利的条件。
其中酸洗液组成为：浓硫酸100 ~ 120 mL/L，浓盐酸30 ~ 50 mL/L，尿素6 ~ 9 g/L，OP-10乳化剂0.8 ~ 1.2 mL/L。
1. 2 化学蚀刻或激光雕刻图案
可采用化学蚀刻、激光雕刻或激光打标在制品表面雕刻图案，这些都是常规的方法。
1. 3 乌铜化预处理
先用5 ~ 20 g/L硫化钾水溶液对铜制品进行热着色氧化制作底色，或采用常规铜常温化学发黑剂制作底色，然后用塑料丝百洁擦片或软海绵在流水的情况下轻轻擦去表面浮灰和部分颜色层，留下一部分颜色层作为底色，接着用清水将表面冲洗干净。
乌铜化预处理的目的是在基底与乌铜化黑色氧化膜之间建立过渡层。一方面有利于后续乌铜化黑色层快速氧化成膜，另一方面能够提高乌铜化黑色氧化膜与铜基底之间的结合力。
另外，采用硫化钾水溶液热氧化着色预处理比采用常温化学发黑剂预处理对后续乌铜化处理更有利，但前者的操作更复杂。
1. 4 乌铜化热着色
乌铜化处理是仿乌铜走银工艺的关键工序，高黑度氧化膜的形成直接关系和影响到仿乌铜走银的工艺效果。
1. 4. 1 乌铜化着色液的配制
所用化学着色液是利用了红黄蓝三原色配色原理配制而得的黑色着色浆，其着色黑度大于90%，容易上色，并且结合力良好，具体组成为：氧化铁红(>400目)3.0 ~ 5.0 g/L，氧化铁黄(>400目)3.0 ~ 5.0 g/L，酞青蓝(>400目)1.0 ~ 2.0 g/L，聚乙二醇-6000 0.1 ~ 0.5 g/L，附着增进剂0.2 ~ 0.6 g/L。
配料采用氧化锆珠球磨机分散研磨一定时间并经过200目滤袋过滤后才使用，以保证着色浆料的细度和均匀性。合适的着色液浓度也很重要，一般将上述黑色着色浆用水稀释2 ~ 4倍后使用。
浓度太低，着色过慢，不利于成膜；浓度过高容易造成氧化着色不均，膜层结合力不良。附着增进剂(如高锰酸钾)能够提高着色浆在铜制品表面的氧化着色速率和结合力。
1. 4. 2 乌铜化热着色工艺
铜表面热着色是指对铜制品或工件表面边加热边喷涂或刷涂化学着色液而得到氧化膜的工艺，膜层不仅具有色彩丰富、艳丽，结合力好，颜色包浆性能优良，艺术表现力强等优点，还具有良好的耐蚀性和抗氧化性。近几年在我国的铜铸造行业和铜制品行业得到了快速发展，逐渐成为行业的主流表面着色技术。
具体操作为：先加热铜制品表面到一定温度，然后用喷壶或者毛刷将化学着色溶液均匀喷洒或涂刷在铜制品表面，同时均匀加热其表面，并观察表面颜色变化，直至出现均匀、乌黑、发亮的黑色氧化膜，再用软海绵蘸清水轻轻擦去其表面浮灰，并吹干和烘干待用。
在热着色过程中铜制品表面的温度至关重要。温度过低会导致表面氧化反应不足，难以成膜；温度过高时氧化反应过快，着色不均匀，氧化膜的结合差。只有合适的表面温度才能令铜制品表面形成均匀、光滑、结合牢固的黑色氧化膜。
1. 5 图案化学着银色
图案层化学着色前应先除去图案层上的乌铜化黑色氧化膜并露出铜本色，可采用塑料丝百洁布轻擦或水砂纸打磨除去，也可以采用激光打标或激光精雕在铜制品表面雕刻出设计的图案或花纹，然后用清水冲洗干净。
接着用干净的毛刷蘸取银层化学着色液，反复涂刷在已露出铜本色的图案或花纹上，直到图案或花纹变成银白色为止。清水洗净、烘干，冷却后喷涂清漆进行封闭保护。
化学着银色溶液的组成为：硝酸银3.0 ~ 8.0 g/L，硫代硫酸钠80.0 ~ 150.0 g/L，28%氨水60.0 ~ 90.0 mL/L，十二烷基硫酸钠0.5 ~ 1.0 g/L 。
3 结语
采用本工艺制作的仿乌铜走银铜制工艺品乌黑发亮，银层白亮，具有较好的艺术表现力，能够与云南传统乌铜走银制品相媲美，而且成型工艺相对简单，对材料没有特定要求，成本较低，膜层结合力强，颜色包浆效果好等特点。
另外，通过该工艺也可以拓展出仿乌铜走金、仿红木色走银走金等相似的成型工艺，具有较好的推广价值和应用前景。
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