CN110405418A - 一种分色工艺饰品及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分色工艺饰品及其制作方法。本发明采用真空等离子烧结真分色工艺饰品的技术，制备得到的分色工艺饰品具有分色反差明显，且不同金属间呈现均匀良好的冶金结合，连接强度高的特点，解决了现有方法制作得到的工艺饰品易在接缝处出现氧化、砂眼等问题。

Description

一种分色工艺饰品及其制作方法

技术领域

本发明涉及工艺饰品技术领域，具体涉及一种分色工艺饰品及其制作方法。

背景技术

通过分色使工艺饰品表面形成不同的颜色反差，可以明显提升其装饰效果。按照分色部位的基体材质是否一致，分色可分为真分色和假分色两类。真分色是指不同颜色分区的基体材质不一致，因各材质本身的颜色存在差异而形成的反差效果；而假分色是指不同颜色分区的基底材质一致，仅在表面不同区域运用物理、化学等方法形成不同的颜色而获得反差效果。

目前，分色工艺饰品的生产主要以假分色为主，形成假分色的工艺主要有物理气相沉积、电镀、化学镀等，它们主要的制作步骤是，先将工艺饰品上某些部位的表面用清漆等材料封闭，在未封闭区域进行颜色镀膜，镀膜完成后将封闭的清漆去掉，并在已镀颜色膜的表面涂覆清漆封闭，接着再在未镀膜区域进行另一种颜色的镀膜。由此可形成两种或多种颜色反差，获得分色效果。但是，这类方法的突出问题是只在工艺饰品表面形成了非常薄的颜色膜层，在使用过程中，颜色膜层很容易磨损而失去分色效果。

在制作真分色的工艺饰品时，通常的做法是分别制作两种不同颜色的部件，然后再通过钎焊将它们组合焊接到一起，由于钎焊时需要使用钎焊料在大气下焊接，因而焊缝区经打磨后除了容易显示出焊料的颜色反差外，还经常暴露焊接砂孔缺陷，从而显著影响工艺饰品的外观效果。此外，这种焊接的结合面一般只能做成简单的平面，如果要形成复杂纹饰的结合面，则对部件结合面的加工配合精度要求非常高，否则焊料容易在缝隙处堆积，严重影响外观效果。近年来在不采用钎焊料的真分色技术方面开展了一些研究，但是基本是廉价金属方面的报道。例如，CN201810163323.0公开了一种真分色环状饰品及其装配方法，它制作至少两个金属环状饰品件，将它们放在模具内进行限位，然后通过冷挤压将部件施压装配到一起形成分色；但是，这种方法获得的效果不是真正意义上的分色，冷挤压后的两个金属环状饰品件间存在可见的间隙，而且过高的挤压力会造成部件的变形，且不同材质的部件变形程度还不一致。CN201220683349.6公开了一种真分色戒指，它通过第一圈体与第二圈体连接在一起形成凹槽，再在凹槽内嵌入不同颜色的第三圈体而分色效果；但是，这种方法采用的是冷机械复合方式，在连接处不同避免出现缝隙，连接的强度也是有限的。CN201711338381.4公开了一种真分色木纹金的制作方法，它采用紫铜复合物、黄铜复合物和白铜复合物，将材料锯切均匀后，用螺栓通过钢板固定放置在电窖炉内加热熔接，然后对熔接的金属板材进行退火锻打形成分色条纹；但是，这种工艺要使不同材质的金属间形成均匀可控的冶金结合以及颜色分区非常困难，其原因在于：一是这种方式要形成冶金结合的熔接效果，对材料的熔点和加热温度的控制要求特别严，温度稍微偏低时没有真正熔接，在后面的锻打中容易发生开裂，温度稍微偏高时又容易在结合处熔化导致混色；二是在熔接过程中适当加压对金属间的复合是有益的，但是这种方式采用的是螺栓加压，施加的压力很有限，而且螺栓连同待复合的金属一起进入炉内进行加热，在此过程中螺栓也受热膨胀，不能为金属复合提高相对恒定的压力，因此金属间受到的压力比较弱，不利于它们的熔接，且螺栓受高温氧化严重，拆解困难；三是长时间在大气下加热，金属接缝间不可避免会发生氧化而影响结合强度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种分色工艺饰品及其制作方法，本发明结合真空等离子烧结技术，制作得到的工艺饰品具有分色反差明显，不同金属间呈现均匀良好的冶金结合，连接强度高的特点，并且解决了现有工艺饰品的制作方法中容易在接缝处出现氧化、砂眼等问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种分色工艺饰品的制作方法，包括以下步骤：

(1)选择工艺饰品的材质；

(2)铸造铸锭，并根据工艺饰品的尺寸结构，采用轧压工艺将不同颜色的铸锭轧压形成板材，截取所需规格的坯料，经清洗、打磨、电解除油和干燥处理后，得到工艺饰品坯料；

(3)在真空等离子烧结炉的下电极底座上依次放置下垫板、下垫块，按照颜色分区设计及尺寸要求，将不同颜色的工艺饰品坯料对齐依次叠放在下垫块上，并在工艺饰品坯料上方放置上垫块和上垫板，升高下电极直至上垫块和上垫板接触到上电极座并产生压力，所述上垫块、下垫块、上垫板和下垫板的材质均能导电；

(4)工艺饰品坯料布置完成后，将真空等离子烧结炉的炉膛抽真空至3～6Pa，升高下电极并通过上、下压头对工艺饰品坯料进行加压，使工艺饰品坯料承受的压强为3～12MPa，启动等离子烧结设备，在真空状态下进行加压烧结，烧结温度为700～900℃，保温时间为1～3min；

(5)采用CNC加工技术、热锻、热压和热扭转处理方法对烧结后的工艺饰品坯料进行加工，形成工艺饰品坯件，并对工艺饰品坯件进行打磨、抛光、车花处理，得到所述的分色工艺饰品。

为达到良好的分色效果，优选颜色反差比较明显的材料，如：白色材料可选择银合金、白铜、不锈钢等；红色材料可选择紫铜、高铜合金等；黄色材料可选择黄铜、青铜等。

上述制作方法中的工艺参数可以根据选用不同材质的材料进行相应调整，为提高分色工艺饰品的冶金结合效果，步骤(4)中将真空等离子烧结炉的真空度控制为3～6Pa，工艺饰品坯件承受的压强控制为3～12MPa，烧结温度控制为700～900℃，保温时间控制为1～3min。

利用上述方法制备得到的分色工艺饰品，具有分色反差明显，且不同金属间呈现均匀良好的冶金结合，连接强度高的特点，并且解决了现有制作方法中易在接缝处出现氧化、砂眼等问题。

作为本发明所述的分色工艺饰品的制作方法的优选实施方式，所述上垫块、下垫块、上垫板和下垫板的横截面为圆形，所述上垫块和下垫块均由多个圆形垫块单元组合形成。

作为本发明所述的分色工艺饰品的制作方法的优选实施方式，所述上垫块和下垫块均由多个圆形垫块单元组合形成台阶状结构，所述下垫块由下到上圆形垫块单元的外径按照20％～40％的比例递减；所述上垫块由上到下圆形垫块单元的外径按照20％～40％的比例递减。本发明中将上垫块和下垫块设置为台阶状结构，便于在坯件上形成电流集中效应，提高烧结效率。

作为本发明所述的分色工艺饰品的制作方法的优选实施方式，所述上垫块、下垫块、上垫板和下垫板的材质选用抗压强度为50MPa以上的石墨。垫块和垫板材料均要求导电，能承受烧结过程中的高温及热冲击，能承受加压烧结时的压力及工件受热膨胀，能在烧结后顺利取出工件，因此，优选质地细腻致密、抗压强度在50MPa以上的高纯石墨作为上垫块、下垫块、上垫板和下垫板材料。

作为本发明所述的分色工艺饰品的制作方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，利用连续铸造或锭模铸造方式铸造铸锭。

作为本发明所述的分色工艺饰品的制作方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，打磨采用的砂纸的目数为400～800目。

作为本发明所述的分色工艺饰品的制作方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，工艺饰品坯料距离垫块边缘不少于5mm。

作为本发明所述的分色工艺饰品的制作方法的优选实施方式，所述真空等离子烧结炉的热电偶上的探温头与工艺饰品坯料的外壁之间设有长和宽为4～10mm的石墨纸，避免探温头与饰品坯件的外壁直接接触。

作为本发明所述的分色工艺饰品的制作方法的优选实施方式，所述步骤(5)中，采用热锻、热压或热扭转处理方法对烧结后的工艺饰品坯料进行加工时，坯料温度为650～750℃，单次加工量为10％～15％，当加工量达到60％～70％时进行中间退火，退火温度为650～750℃，退火时间为5～10min。

烧结后的坯料可直接加工成工艺饰品，呈现出层次明显、规则有序的分色效果；也可将坯料进行热锻、热压和扭转后再加工形成工艺饰品，形成繁复无序、纹饰精美的分色效果。

本发明还提供了根据上述的方法制作得到的分色工艺饰品。该饰品分色反差明显，不同的金属间结合强度高，且接缝处不存在氧化、砂眼等问题。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用真空等离子烧结真分色工艺饰品的技术，制备得到的分色工艺饰品具有分色反差明显，且不同金属间呈现均匀良好的冶金结合，连接强度高的特点，解决了现有制作方法中工艺饰品易在接缝处出现氧化、砂眼等问题。

附图说明

图1为实施例1的红黄双色吊坠坯料的宏观形貌图。

图2为实施例1的红黄双色吊坠坯料的微观形貌图。

图3为实施例2的白红黄三色饰片坯料的宏观形貌图。

图4为实施例2的白红黄三色饰片坯料的微观形貌图及元素线扫描图。

图5为实施例3的白红黄三色饰牌坯料的宏观形貌图。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1制作红黄双色吊坠

本实施例所述的红黄双色吊坠的制作方法，包括以下步骤：

(1)选择颜色反差明显的两种金属材料，分别是高铜合金和黄铜；

(2)坯料制备：利用锭模铸造等方式铸造铸锭，将铸锭分别轧压成厚度为2mm和1mm的板材，并利用剪切方式截取长、宽各50mm的坯料，用800目砂纸推平推光，并用电解除油液彻底除油，然后用清水洗净，并置于热风机中吹干；

(3)配备模具：将上垫块、下垫块、上垫板和下垫板组合形成模具，选择质地细腻致密、抗压强度为50MPa的高纯石墨作为模具材料；所述上垫块、下垫块、上垫板和下垫板的横截面为圆形，所述上垫块和下垫块均由多个圆形垫块单元组合形成台阶状结构，所述下垫块由下到上圆形垫块单元的外径按照30％～40％的比例递减，厚度根据产品尺寸要求设置；所述上垫块由上到下圆形垫块单元的外径按照30％～40％的比例递减，厚度根据产品尺寸要求设置；

(4)安装坯料：在真空等离子烧结炉的下电极底座上依次放置下垫板、下垫块；将3片高铜合金坯料与2片黄铜坯料交替对齐叠放在一起，放在下台阶垫块上，坯料距离垫块边缘10mm；在坯料上方放置上垫块和上垫板，升高下电极直至上垫块和上垫板接触到上电极座并产生压力；将热电偶的探温头与坯料的外壁接触，它们之间放置一片长、宽各为4mm的石墨纸，避免偶头与外壁直接接触；

(5)真空烧结：坯料布置完成后，将炉膛抽真空到6Pa，升高下电极通过上下压头对坯件进行加压，使坯件承受的压强设置为8MPa，启动等离子烧结设备，在真空状态下进行加压烧结，烧结温度为750℃，保温时间为2min；

(6)成形加工：将焊接好的坯料交替热锻、热压和扭转，坯料温度为670～700℃，单次加工量为10％，当加工量达到70％时进行中间退火，退火温度为720℃，时间为6min；当坯料上的纹饰、颜色反差达到设计要求后，从中截取所需尺寸的材料，利用胎具将坯料制成吊坠，打磨、抛光，由此得到多个装饰效果突出的红黄双色吊坠成品。

本实施例制作得到的红黄双色吊坠坯料的分色效果如图1和图2所示，不同金属间呈现均匀良好的冶金结合，且无氧化、砂眼等现象。

实施例2制作白红黄三色饰片

本实施例的白红黄三色饰片的制作方法包括以下步骤：

(1)选择颜色反差明显的三种材料，分别是镍白铜、紫铜和黄铜；

(2)坯料制备：利用锭模铸造方式将三种材料分别铸造成铸锭，将它们轧压成厚度为1.5mm的板材，并利用线切割截取直径为60mm的坯料，用煮沸的白矾水清洗坯料表面，然后用400目砂纸将坯推平推光，并用电解除油液彻底除油，经清水洗净后置于热风机中吹干；

(3)配备模具：将上垫块、下垫块、上垫板和下垫板组合形成模具，选择质地细腻致密、抗压强度为70MPa的高纯石墨作为模具材料，所述上垫块、下垫块、上垫板和下垫板的横截面为圆形，所述上垫块和下垫块均由多个圆形垫块单元组合形成台阶状结构，所述下垫块由下到上圆形垫块单元的外径按照20％～25％的比例递减，厚度根据产品尺寸要求设置；所述上垫块由上到下圆形垫块单元的外径按照20％～25％的比例递减，厚度根据产品尺寸要求设置；

(4)安装坯料：在真空等离子烧结炉的下电极底座上依次放置下垫板和下垫块；按照颜色分区设计及尺寸要求，将不同颜色的坯料对齐叠放在一起，放在下台阶垫块上，坯料距离垫块边缘8mm；在坯料上方放置上垫块和上垫板，升高下电极直至上垫块和上垫板接触到上电极座并产生压力；在热电偶的探温头与坯料的外壁之间放置一片长、宽各6mm的石墨纸，避免偶头与外壁直接接触；

(5)真空烧结：坯料布置完成后，将炉膛抽真空到4Pa，升高下电极通过上下压头对坯件进行加压，使坯件承受的压强设置为3MPa，启动等离子烧结设备，在真空状态下进行加压烧结，烧结温度为760℃，保温时间为2min。

(6)成形加工：将焊接后的坯料进行锻打、扭弯、钻孔等加工，然后进行打磨抛光，即得到颜色反差明显、呈现冶金结合的白红黄三色饰片。

本实施例得到的白红黄三色饰片坯料的分色效果如图3所示，颜色反差明显。图4为白红黄三色饰片坯料的表面形貌及元素线扫描图，结果表明该白红黄三色饰片坯料中镍白铜、紫铜和黄铜间均能呈现均匀良好的冶金结合。

实施例3制作白红黄三色饰牌

本实施例所述的白红黄三色饰牌的制作方法，包括以下步骤：

(1)选择颜色反差明显的三种金属材料，分别是白色的930银合金、玫瑰红铜合金和黄铜合金；

(2)坯料制备：利用连续铸造方式将三种材料铸造成锭，将它们轧压成厚度为1.2mm的板材，并利用线切割截取直径为50mm的坯料，用煮沸的白矾水清洗坯料表面，然后用600目砂纸将坯料推平推光，并用电解除油液彻底除，清水洗净后置于热风机中吹干；

(3)配备模具：将上垫块、下垫块、上垫板和下垫板组合形成模具，选择质地细腻致密、抗压强度为60MPa的高纯石墨作为模具材料，所述上垫块、下垫块、上垫板和下垫板的横截面为圆形，所述上垫块和下垫块均由多个圆形垫块单元组合形成台阶状结构，所述下垫块由下到上圆形垫块单元的外径按照25％～35％的比例递减，厚度根据产品尺寸要求设置；所述上垫块由上到下圆形垫块单元的外径按照25％～35％的比例递减，厚度根据产品尺寸要求设置；

(4)安装坯料：在真空等离子烧结炉的下电极底座上依次放置下垫板、下垫块；按照颜色分区设计及尺寸要求，将不同颜色的坯料对齐叠放在一起，放在下台阶垫块上，坯料距离垫块边缘10mm；在坯料上方放置上垫块和上垫板，升高下电极直至上垫块和上垫板接触到上电极座并产生压力；将热电偶的探温头与坯料的外壁之间放置一片长、宽各5mm的石墨纸，避免偶头与外壁直接接触；

(5)真空烧结：坯料布置完成后，将炉膛抽真空到3Pa，升高下电极通过上下压头对坯件进行加压，使坯件承受的压强设置为7MPa，启动等离子烧结设备，在真空状态下进行加压烧结，烧结温度为720℃，保温时间为1min。

(6)成形加工：用线切割机床将烧结后的坯料沿纵向截取所需片状，采用雕铣加工与轧压等技术形成表面装饰图案，然后进行打磨抛光，即得到层次明显、规则有序的白红黄三色饰牌。

本实施例得到的白红黄三色饰牌坯料的分色效果如图5所示，不同金属的颜色反差效果明显，不同金属间呈现均匀良好的冶金结合，且无可见间隙、氧化、砂眼等现象。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种分色工艺饰品的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选择工艺饰品的材质；

(2)铸造铸锭，并根据工艺饰品的尺寸结构，采用轧压工艺将不同颜色的铸锭轧压形成板材，截取所需规格的坯料，经清洗、打磨、电解除油和干燥处理后，得到工艺饰品坯料；

(3)在真空等离子烧结炉的下电极底座上依次放置下垫板、下垫块，按照颜色分区设计及尺寸要求，将不同颜色的工艺饰品坯料对齐依次叠放在下垫块上，并在工艺饰品坯料上方放置上垫块和上垫板，升高下电极直至上垫块和上垫板接触到上电极座并产生压力，所述上垫块、下垫块、上垫板和下垫板的材质均能导电；

(4)工艺饰品坯料布置完成后，将真空等离子烧结炉的炉膛抽真空至3～6Pa，升高下电极并通过上、下压头对工艺饰品坯料进行加压，使工艺饰品坯料承受的压强为3～12MPa，启动等离子烧结设备，在真空状态下进行加压烧结，烧结温度为700～900℃，保温时间为1～2min；

(5)采用CNC加工技术、热锻、热压和热扭转处理方法对烧结后的工艺饰品坯料进行加工，形成工艺饰品坯件，并对工艺饰品坯件进行打磨、抛光、车花处理，得到所述的分色工艺饰品。

2.根据权利要求1所述的分色工艺饰品的制作方法，其特征在于，所述上垫块、下垫块、上垫板和下垫板的横截面为圆形，所述上垫块和下垫块均由多个圆形垫块单元组合形成。

3.根据权利要求1所述的分色工艺饰品的制作方法，其特征在于，所述上垫块和下垫块均由多个圆形垫块单元组合形成台阶状结构，所述下垫块由下到上圆形垫块单元的外径按照20％～40％的比例递减；所述上垫块由上到下圆形垫块单元的外径按照20％～40％的比例递减。

4.根据权利要求1所述的分色工艺饰品的制作方法，其特征在于，所述上垫块、下垫块、上垫板和下垫板的材质选用抗压强度为50MPa以上的石墨。

5.根据权利要求1所述的分色工艺饰品的制作方法，其特征在于，所述步骤(2)中，利用连续铸造或锭模铸造方式铸造铸锭。

6.根据权利要求1所述的分色工艺饰品的制作方法，其特征在于，所述步骤(2)中，打磨采用的砂纸的目数为400～800目。

7.根据权利要求1所述的分色工艺饰品的制作方法，其特征在于，所述步骤(3)中，工艺饰品坯料距离垫块边缘不少于5mm。

8.根据权利要求1所述的分色工艺饰品的制作方法，其特征在于，所述真空等离子烧结炉的热电偶上的探温头与工艺饰品坯料的外壁之间设有长和宽为4～10mm的石墨纸。

9.根据权利要求1所述的分色工艺饰品的制作方法，其特征在于，所述步骤(5)中，采用热锻、热压和热扭转处理方法对烧结后的工艺饰品坯料进行加工时，坯料温度为650～750℃，单次加工量为15％～25％，当加工量达到60％～80％时进行中间退火，退火温度为650～750℃，退火时间为5～10min。

10.根据权利要求1～9任一项所述的方法制作得到的分色工艺饰品。