關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硬的涂層，具有快速、逼真的特點。

1 工藝過程

1.1 拋光

為了使經過電鍍后的器具表面有仿古的效果，必須對其表面拋光。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比強烈，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，結合通過陽極來除油的這種電化學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層和氧化膜，使后面的工序可以更加順利地進行。

1.3 除銹

以陰陽極電解除油為基礎，鉻酸可以將銅的變質層進行溶解，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，使生成的色調和色差相近。

1.4 活化

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

1.5 著色

由于本批器具的情況不同，經過篩選進行試驗，均采取古綠色的配方容易掩蓋表面的缺陷，對本批器具進行著色。此配方將成的膜的顏色是淡墨綠色，顏色美觀、古樸，外表光亮細致，生成仿古銅工藝品的外表色感。進行此操作時，應該不停地對器具進行抖動，使液體一直保持流動，將器具的各個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。因為氨水比較容易揮發，而著色的溶液在使用了一段時間之后，應該適當地添加氨水，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，要注意不能引入其他非銅雜質。

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整色膜的顏色，增強色膜的層次感。而且在器具的表面還需要增添一層有機的保護膜，增強它的耐候性，使用的效果會更好。本工藝在實驗時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，在實驗的過程中，還需要添加光亮劑。在電鍍進行5 h之后，電鍍層的厚度達到了16 pm。而當電鍍層的厚度達到了16～200 xm時，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，這時的工藝品便可具有青銅器的色彩和質感。

2 實驗中存在的問題

如果采用本文講述的工藝進行著色鍍層，其效果可以讓客戶滿意。但仍有極少數的器具在著色后有“泛青”的現象，使器具在強光條件呈淡紫色；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為淡黃色，且這幾種缺陷會有一定的規律，即越到生產后期，其器具的缺陷就會越嚴重。

在此項研究中運用的是機械與化學兩種粗化方法相結合來對器具表面進行粗化?；瘜W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均勻，器具的光潔度高、尺寸更加精確。因為粗化液僅僅由兩樣成分組成，配制步驟簡單，也比較容易運用化學式來分析其配制方法。除此之外，器具粗化的時間與器具表層結合力的關系不成線性關系，如果粗化的時間過短，器具表面鍍層結合力太弱；如果時間過長，結合力還會更低。所以，當溫度不變時，器具粗化度達到最佳化的時間會比較短，且粗化的速度也會變快。

非金屬器具在電鍍以前，必須在表面先進行預處理，使其具有導電性。傳統意義上的非金屬在電鍍以前，要經過敏化、活化，最后運用化學方式鍍銅。如果使用該方法，配方中的氨水容易揮發，逐漸失效，需要及時更換。在此次研究中，我們沒有用傳統意義上預處理的方式，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器具的表面預處理。在溫室條件下，用最后配制生成的液體對器具表面處理了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，就會造成涂層表面的厚度及色彩不均勻，然后導致成品不夠美觀；但如果用量太少，則器具的導電性就會變得很差，這樣就影響到了器具的質量。但如果先將器具粗化再在基體上涂抹導電膠水來進行電鍍也是可以的，但導電膠水國內非常難買到，從國外進口成本過高。

3 原因分析

器具在著色時，鉻酸也進行了化學反應，致使器具的著色膜呈現淡紫色，并伴有泛青的現象，且因為此工藝在操作時逐漸遞進，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變得越來越高，所以，到了實驗后期，這種成分對器具上色的影響越來越嚴重，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部相通的，在除銹操作時，鉻酸這種成分從砂眼進到內部，再從器具跟入著色液中，污染著色液，以致于器具泛青。

因為砂眼會導致實驗過程中使用到的溶液都進入器件內部，當上色操作完成以后，液體就會從砂眼慢慢滲出，進而發生滲液的情況，滲液沿著器具的表面流淌，待各種溶液揮發完畢后，就在器具表面留下了鹽漬。

第一件器具的表面呈現出淡黃色，是因為在操作時沒有事先對器具表面進行活化處理，第三步除銹操作時，溶液中的鉻酸在器具的表面生成一層氧化膜，操作時沒有提前除去，影響到了上色，導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。

這可能是因為色膜在自然光的照射下產生干擾，使得著色膜呈現出淡黃色，或者是因為氧化膜與著色膜共同反應下使得著色膜呈現淡黃色。對于該問題，在提前處理活化之后便沒有出現過。經過實驗探究得，除去器具表面有鹽漬和泛青時，可以采取焊接法、臘封法和注水法。

4 實驗結論

此項工藝分析比較實用，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，必然會引發化學反應。這項研究關鍵的一個方面是生成底層氧化膜，必須在實驗中形成有活性、均勻、嚴密的氧化膜，再附著上一層質感古樸、色澤飽滿、結合力強的仿古銅的墨綠色著色膜。器具中的結合力對于表面著色膜有著至關重要的影響，越光滑的銅棒和已經遭到切割后的成型器件越不容易上色，所以，已經被澆注后有一定形狀、受到外力沖擊、有了很大的內合力的器具才能在浸蝕時成膜更加牢固，原因是金屬器件表面氧化膜的氧化率和增長都與此種金屬構成的晶體有關系，這個現象可以由脫鋅、腐蝕跟正負離子的躍遷來解釋。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，然后根據不同的需要，用相應的色調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更加逼真、光滑、平整。本工藝中使用的氨水價格比較低廉，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℃，燒制的時間為20 min。本論文中配方的成本較低，比較合理、實用。