铜制工件表面热着色方法与流程

本发明涉及金属表面处理方法，更具体地说它涉及一种铜制工件表面热着色方法。

背景技术：

传统或古代的青铜着色法大多是采用冷着色法或自然着色法。其办法是把铜件放到室外或埋在土里，加上一些配方，让其慢慢地在表面上起颜色变化。而如今采用青铜化学着色更普遍。青铜化学着色(bronzepatina)，国内又称青铜化学热着色，是以加热为催化剂，促使化合物与青铜表面产生化学反应，而自然生产各种颜色，以达到装饰青铜表面的效果。

目前，人们对青铜的表面热着色工艺，主要用于对青铜雕塑的外表面的进行着色，因此其热着色整体时长较长，不适于需要工厂内大量的铜制工件进行热着色处理。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种铜制工件表面热着色方法，其优点在于对铜制工件的流水化热着色加工，缩短单个工件加工时长。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种铜制工件表面热着色方法，包括：

步骤1，工件表面打磨处理；

步骤2，工件上挂挂具浸药：

工件除油，将挂具浸泡于金属除油剂溶液中；

工件浸色，将挂具浸泡于包括碱式碳酸铜和氨水的浸色液中，之后进行流动水清洗；

工件固色，将挂具浸泡于包括硝酸铜的固色液中，之后进行流动水清洗；

热水清洗，将挂具浸泡于80～90度的热水中；

步骤3，工件下挂挂具灼热催化；

步骤4，工件表面上蜡；

步骤5，工件表面擦拭。

通过采用上述技术方案，本方案打磨工件表面去除工件表面的氧化膜；之后将多个打磨完毕的工件一同上挂至挂具上，使得多个工件同时浸药，加快工件加工效率。挂具浸泡在金属除油剂内使得挂件上的工件一同去油，浸泡在浸色液中初步为挂件上的工件一同上色，并通过流动水洗干净，浸泡在固色液中为挂件上的工件确保颜色稳固并通过流动水洗干净，热水清洗加快工件上的颜色固化。工件通过灼热催化，将工件上的水分完全去除同时固化颜色。工件通过上蜡保护工件，擦拭后完成工件的生产。

综上，本方案通过步骤化工件的生产，并规定相应的便于工业化简单且便于工业化操作的步骤，同时将一些工件单独进行较耗时的步骤，多个工件同步进行。因此实现铜制工件热着色的流水化加工，大大缩短单个工件的加工时长。

本发明进一步设置为：所述工件除油和工件浸色之间还包括：

工件脱锌腐蚀，将工件浸泡于浓度为18～20g/l氯化铜溶液中，之后进行流动水清洗。

通过采用上述技术方案，一般铜制的工件内会有锌的成分，通过将工件浸泡在氯化铜溶液中，将工件表面的锌置换成出来，提升之后的浸色效果。

本发明进一步设置为：所述固色液的上方设置有供挂具挂接的旋转挂点。

通过采用上述技术方案，当挂具挂接在旋转挂点，会在旋转挂点的带动下进行旋转，从而实现工件和固色之间充分的接触反应，加快反应速度的同时，全面为工件固色。

本发明进一步设置为：所述浸色液为浓度80～120g/l的碱式碳酸铜和浓度800～900g/l的氨水的且ph值为9.5至10.5的混合溶液；

所述固色液为浓度60～70g/l且ph值为3至4的硝酸铜溶液。

通过采用上述技术方案，方案中的浸色液能够为工件快速染上黑色，而固色能够固化黑色，使得工件上黑色稳固。

本发明进一步设置为：所述工件浸泡浸色液的时长为50～70秒，浸泡固色液的时长为40～60秒。

通过采用上述技术方案，浸泡浸色液的时长为50～70秒，浸泡固色液的时长为40～60秒为浸泡的合适时长，若工件浸泡时间太短则无法起到稳定的着色，而若浸泡的时间过长则会影响生产效率。

本发明进一步设置为：所述流动水清洗包括供工件依次经过的第一水槽、第二水槽和第三水槽，所述第三水槽上方设置有流动水源，并依次进入到第三水槽、第二水槽和第一水槽。

通过采用上述技术方案，工件依次经过第一水槽、第二水槽和第三水槽，使得第一水槽、第二水槽和第三水槽内的杂质含量依次降低；而流动水源依次进入到第三水槽、第二水槽和第一水槽，而第三水槽内的水进入第二水槽，第二水槽的水进入到第一水槽中均能够起到稀释的作用；从而通过一个流动水源实现了对工件的多级清洁，使得工件清理干净。

本发明进一步设置为：所述步骤1包括：

按照工件形状均匀喷砂，喷砂的细度大于等于150目；

使用气枪吹除工件表面沙粉。

通过采用上述技术方案，通过对工件进行喷砂，通过细度大于等于150目的喷砂能控制沙粉的细度能够较快速且均匀的去除工件表面氧化膜。而在结束喷砂后，通过气枪能够快速清理工件上的沙粉。

本发明进一步设置为：所述步骤3包括：

将工件摆放在铁板上，再将所述铁板置于加工旋转台上；

使用煤气喷枪灼烧工件表面，灼烧过程中使用红外测温仪，将温度控制在350～400°c之间，灼烧时长为140～180秒。

通过采用上述技术方案，工件灼烧的温度不可过高，也不可以局部长时间灼烧，因此通过将工件放置在旋转台上放在加工旋转台上，使得旋转工作台上的工件灼烧的时长差不多，另外通过红外测温仪控制也能够准确的控制在350～400°c之间，保证工件的能够去除表面湿气表面完全变成金属黑色感。

本发明进一步设置为：所述步骤4在工件的表面温度降低至50～60°c时上蜡。

通过采用上述技术方案，在50～60°c在工件打蜡，蜡的附着能力较好，上蜡后不易脱落。

本发明进一步设置为：所述步骤5使用钢丝球擦拭工件表面。

通过采用上述技术方案，钢丝球均匀擦拭工件表面时，能够使得工件表面出现轻微露铜现象，提升工件的美观性。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、对铜制工件表面热着色进行流水化加工，大大缩短了铜制工件的加工时长；

2、使用浸色、固色、热水清洗、热风烘干的工艺，快速的实现对铜制工件表面上色；

3、通过红外测温仪对灼热催化进行控制，确保灼热催化的工艺效果稳定。

附图说明

图1是本实施例中锰青铜拉手的结构示意图；

图2是本实施例的流程示意图。

附图标记说明：1、锰青铜拉手。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例，一种铜制工件表面热着色方法，如图1所示，本实施例中选取硬度较高的锰青铜拉手1的表面热着色为例。

如图2所示，锰青铜拉手1的表面热着色方法包括：

步骤1，工件表面打磨处理；

1.1工件喷砂,将锰青铜拉手1喷砂放入喷砂机内采用150目的石英沙进行表面喷砂。

具体的，喷砂时根据拉手形状进行均匀喷砂，另外要保持喷枪与锰青铜拉手1适当的喷射距离以及角度，要使喷枪与工件作相对移动，使工件表面受到磨料的喷射加工，去除锰青铜拉手1表面的氧化膜；其中本实施例中，喷砂压力采用6kg/cm²，喷射距离采用5-8cm。

1.2气枪清砂，将锰青铜拉手1从喷砂机中取出，使用气枪吹除锰青铜拉手1表面的沙粉。

具体的，在使用气枪之前可以先抖动开覆盖工件表面的沙粉。使用气枪之间要确认压缩气体无水汽或油渍。

步骤2，工件上挂挂具浸药：

2.1上挂，将四个表面处理完毕的锰青铜拉手1上挂在挂具上。

具体的，挂具的结构根据不同的工件进行设计。总体上来说，挂具需要包括挂杆、设置在挂杆上端的挂钩以及间隔设置于挂杆下侧的若干挂耳，挂耳沿挂杆的周向以及径向均匀分布，供工件放置。锰青铜拉手1与挂具之间紧固连接，保证锰青铜拉手1不易掉出，锰青铜拉手1之间间隔放置保证不相互碰撞。

2.2表面除油，将带有锰青铜拉手1的挂具浸泡在金属除油剂溶液中。

2.3表面脱锌腐蚀，将带有锰青铜拉手1的挂具浸泡于浓度为18～20g/l氯化铜溶液中；

具体的，在氯化铜溶液的上方设置供挂具挂接的旋转挂点。挂具的挂钩挂接在旋转挂点上，在旋转挂点的带动下进行旋转，使锰青铜拉手1全面浸泡氯化铜溶液。锰青铜内有大量的锌的成分，锌元素与氯化铜溶液之间全面的置换反应，去除锰青铜拉手1表面的锌元素的成分。

2.4流动水清洗，将挂具依次浸泡的第一水槽、第二水槽和第三水槽，清洗挂具和锰青铜拉手1表面的氯化铜。

具体的，第三水槽上方设置有流动水源，流动水源流出的水依次进入到第三水槽、第二水槽和第一水槽。其中，挂具依次浸泡第一水槽、第二水槽和第三水槽，使得第一水槽、第二水槽和第三水槽内的杂质含量依次降低；而流动水源依次进入到第三水槽、第二水槽和第一水槽，而第三水槽内的水进入第二水槽，第二水槽的水进入到第一水槽中均能够起到稀释的作用；从而通过一个流动水源实现了对工件的多级清洁，使得工件清理干净。

2.5表面浸色，将带有锰青铜拉手1的挂具浸泡于包括碱式碳酸铜和氨水的浸色液中。

具体的，锰青铜拉手1浸色的浸色液为浓度80～120g/l的碱式碳酸铜和浓度800～900g/l的氨水的且ph值为9.5至10.5的混合溶液，浸泡浸色液的时长为50～70秒，使得锰青铜拉手1表面变黑。

2.6流动水清洗，将挂具依次浸泡的第一水槽、第二水槽和第三水槽，清洗挂具和锰青铜拉手1表面的浸色液。

2.7表面固色，将带有锰青铜拉手1的挂具浸泡于包括硝酸铜的固色液中。

具体的，在固色液的上方设置供挂具挂接的旋转挂点。挂具的挂钩挂接在旋转挂点上，在旋转挂点的带动下进行旋转，使挂具上的锰青铜拉手1全面浸泡固色液。锰青铜拉手1浸色的固色液为浓度60～70g/l且ph值为3至4的硝酸铜溶液，浸泡固色液的时长为40～60秒，能够锰青铜拉手1进一步加深颜色。

2.8流动水清洗，将挂具依次浸泡的第一水槽、第二水槽和第三水槽，清洗挂具和锰青铜拉手1表面的固色液。

2.9热水清洗，将挂具浸泡于80～90度的热水中，加快工件表面颜色固化。

步骤3，工件下挂挂具灼热催化。

3.1热风吹干，依次将锰青铜拉手1从挂具取下，并使用气枪对锰青铜拉手1进行表面的热风吹干；

3.2放置工件，将锰青铜拉手1摆放在铁板上，再将铁板置于加工旋转台上；

具体的，铁板上摆放锰青铜拉手1的数量大致为6件，相邻的锰青铜拉手1之间摆放时至少具有5mm左右的间隙，且铁板放置在锰青铜拉手1在加工旋转台之后，线速度至少为70mm/s，使得工件不会局部长时间灼烧。

3.3灼热催化，使用煤气喷枪灼烧锰青铜拉手1表面；

具体的，灼烧过程中可以使用煤气喷枪中性焰4/5位置进行灼烧，并使用红外测温仪检测锰青铜拉手1表面温度，将温度控制在350～400°c之间，灼烧时长为140～180秒。使得锰青铜拉手1灼烧的温度不会过高，也不会局部长时间灼烧，保证工件的能够去除表面湿气表面完全变成金属黑色感。

步骤4，工件表面上蜡；

4.1在锰青铜拉手1的表面温度降低至50～60°c时上蜡。

具体的，一般8寸的锰青铜拉手1上蜡量在8～11g。

步骤5，工件表面擦拭。

5.1使用钢丝球均匀在锰青铜拉手1表面擦拭，至锰青铜拉手1表面出现轻微的露铜现象。

具体的，擦拭过程需要对锰青铜拉手1表面进行全面的擦拭，避免局部擦拭过重伤及锰青铜拉手1表面的效果。

步骤6，工件表面超声波除蜡。

步骤7，摆放工件,等待进行清漆封闭。

结合上述步骤结算单件锰青铜拉手1热着色工时。

首先在步骤1中，单件锰青铜拉手1进行喷砂大约需要35秒，对单件锰青铜气枪清砂大约需要5秒。总体在步骤1中单件锰青铜拉手1大致需要35+5=40秒。

在步骤2中，单件锰青铜拉手1上挂挂具大约需要10秒；表面除油由四个锰青铜拉手1共同进行，需要时长大约20秒；表面脱锌腐蚀由四个锰青铜拉手1共同进行，需要时长大约40秒；第一次流动水清洗由四个锰青铜拉手1共同进行，需时大约20秒；表面浸色由四个锰青铜拉手1共同进行，需要时长大约60秒；第二次流动水清洗由四个锰青铜拉手1共同进行，需时大约20秒；表面固色由四个锰青铜拉手1共同进行，需要时长大约50秒；第三次流动水清洗由四个锰青铜拉手1共同进行，需时大约20秒；热水清洗由四个锰青铜拉手1共同进行，需时大约10秒。总体在步骤2中单件锰青铜拉手1大致需要10+（20+40+20+60+20+50+20+10）/4=70秒。

在步骤3中，单件锰青铜拉手1下挂并进行热风吹干大约需要10秒，单件锰青铜拉手1放置在铁板大约需要3秒，而将带的有6个锰青铜拉手1的铁板放置在加工旋转平台上大约需要12秒。6个锰青铜拉手1共同灼热催化的时长大约为180秒。总体在步骤3中单件锰青铜拉手1大致需要10+3+（12+180）/6=45秒。

在步骤4中，单件锰青铜拉手1上蜡时间大致为10秒。

在步骤5中，单件锰青铜拉手1擦拭时间大致为30秒。

在步骤6中，单件锰青铜拉手1表面超声波除蜡的时长大致为10秒。

在步骤7中，单件锰青铜拉手1摆放时间大致为3秒。

因此在总体上，单个锰青铜拉手1热着色所需的工时仅为40+70+45+10+30+10+3=208秒，相比于其他工艺品的热着色加工，大大缩短了所需工时，实现了铜制工件表面热着色的流水线化加工，提升了铜制工件表面热着色的加工效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。