表面工程课程设计.docVIP

化学与材料工程学院材料表面工程课程设计灯具化学着色学生姓名：孙孟建 专 业：材料金属 学 号：150509133 班 级：材料金属10 指导老师：刘万辉 目 录摘 要2引言21设计方案简介22 工艺流程33主要工序说明33.1着色前处理33.2化学着色及固色43.3浮雕化与封闭44 设计成果检验方法54.1外观检测54.2耐腐蚀性检测5总结和体会7参考文献7摘要黄铜做为装饰品，能和大多数材料结合使用，但因为其过于鲜亮，多数情况下只是成点状或线状少量使用，起到点缀的作用。黄铜经常作为地面石材的分格，或者是地毯的压条。与木材相搭配时，多数情况下是作为门把手、铜钉、踢脚板。黄铜的表面亚光处理如今重新引起设计师的重视，它与金属材料和玻璃的结合可以体现非常精美的工艺技术，而且黄铜的色彩打破了金属的冰冷感，容易体现人性化的空间。黄铜制作的灯具是新近流行的式样，不但造型新颖，而且因为黄铜作为灯具材料历史久远，所以很容易唤起人们的回忆，具有温馨的怀旧感，在酒吧、家居、宾馆中都有使用。宾馆、饭店中为表现明亮、华丽的风格，也经常使用黄铜饰品，既有金碧辉煌的气氛，又不会显得金灿灿的俗气。引言正如人们所熟知的铜绿使得铜看起来年岁久远，它给建筑物和自然风景增添了一种古典，年岁久远的味道。具有装饰性，自然性，保护性的蓝绿色铜绿造成了许多古老的铜色屋顶，雕塑以及一些建筑。使用在一些古老建筑物例如柏林大教堂圆顶以及自由女神雕像上的黄铜都覆盖了一层绿色的铜绿。无论是黄铜制造的灯具或是铁制后镀黄铜的灯具它的装饰效果更加精美而细腻，反映的年代较为新近，而非远古，成为室内装饰的一种精品。1.设计方案简介金属氧化着色因其膜层色彩丰富，光泽好而广泛应用于服装配件、建筑装璜、灯具、五金制件等方面。铜合金就是最常见的一种，因其性质柔软，具有光泽性而易于抛光，所以在装饰性表面处理中很有市场。时下，在日本，一些铜质轻工产品，经氧化着色后，以其精美的外观和较好的防护性走俏国际市场，我国在这方面的研究应用起步较晚，工艺水平以及质量还有待于进一步提高。可以预见，在这个领域，我国有着极其广阔的前景。 2.工艺流程铜合金(或镀铜)件一抛光一除油一清洗一弱酸蚀一清洗一化学着色一清洗一固色一清洗一烘干一浮雕化处理一除油一喷透明漆一烘漆一成品。若为钢铁或锌一铝合金基体镀铜件，镀黄铜后接着进行化学着色，但镀层不能太薄，否则承受不了化学着色和浮雕化处理时的擦化，黄铜镀层一般要求在20m以上才适合。3主要工序说明3.1.着色前处理(1)机械抛光一般来说要达到光亮古铜的最好效果，应采用机械抛光，因为化学抛光和电抛光的效果都不理想，达不到要求。抛光的质量以达到抛光金色的光亮度为宜。抛光时用力要均匀平缓，温度不应超过80，以避免抛光面产生不均匀的严重机械变形，否则会造成不同部位的活性区别，并在着色和浮雕化处理后.表面出现云雾状不均匀的色块，因此要抛光至光亮平整。(2)表面除油 除油的要求较严格，除了保证除油彻底干净之外，还要求表面不失光或变哑色，因此最好不用具有强腐蚀性的化学除油法。可以考虑用表面活性剂除油。如果表面活性剂不易清除干净时，可以考虑用阴极电解除油或超声波除油。这些方法较易得到满意的效果，而且在配方选择上有较大的灵活性，弱碱性阴极电解除油溶液配方及工艺条件如下：碳酸钠(Na2C03) 25409/L 槽电压 812V磷酸钠(Na3P04) 35509/L 阴极电流密度 23A/dm2硅酸钠(Na2Si03) 8159/L 除油时间 25min溶液温度 6080(3)弱酸洗工件表面经除油后可能很快被氧化，存在有氧化物及除油液，故应在3%8%的稀硫酸或5%l0%稀盐酸中浸泡13min，然后进行着色。3.2化学着色及固色(1)化学着浅茶色化学着色是采用碲基溶液，可以在室温下操作，具有方法简单、溶液稳定性好、生产周期短、节省能源和加热设备，并且色彩均匀纯正、着色后的浮雕化处理容易的优点，但要在生产过程中正确添加并维持各成分的比例。着色溶液可以长期使用。化学着色溶液的配方及工艺条件如下：碲酸 l29/L 操作温度 2030C氨基磺酸、 79/L 着色时间 l060sTL一5添加剂 510mL/L着色过程中，碲离子在工作表面被活性元素锌等还原，然后碲与铜发生氧化一还原反应生成碲化铜膜层。氨基磺酸能维持反应条件。氨基磺酸的加入也促进铜的溶解，从而缩短着色时间。TL一5添加剂为氯化稀土、氨羧络合剂以及偶氮类显色剂复配溶液。它的作用是校正膜层色彩，降低膜层的透明度，消除干涉色，从而提高着色的稳定性。(2)着色后固色 为了防止着色后会继续氧化变色，消除着色表面的不稳定因素，在化学着色后要进行固色，否则着色后颜色会继续加深甚至变色，达不到预期的效果。固色溶液的配方及工艺条件如下： 重铬酸钾(KzCr207) 29/L 溶液温度 2030硫酸(H2S04)0.5mL/L 处理时间 l.52.Stain防腐剂 5mL/L防腐剂为苯三唑与水溶性胍类在4060下的反应产物。固色后膜层色彩稳定一周内不变色，足以进行后续的处理及封闭。固色液可以连续使用。 3.3 浮雕化与封闭(1)浮雕化处理经过化学着亮古铜色的灯具为了达到仿古的逼真效果，还必须进行浮雕化处理，但与黑(红)古铜的处理。不同，黑(红)古铜色的处理是使用带磨料的硬纤维刷轮抛制，所得的外观较为粗糙。亮古铜要使用菜瓜布轮和抛光布轮抛制，浮雕化处理后，工件的凸出部位可以保持金色光亮，色泽纹理的过渡自然流畅。在抛制时还要根据各种零部件的形态特点，掌握好各层次的适当比例。大多数的零件色层控制在20%30%范围内。(2)封闭 经过浮雕化处理后的灯具零件必须要用油、石蜡或者透明清漆等密封，以提高色膜的耐蚀性和抗色变的能力，防止进一步氧化变色，强化装饰膜层的仿古铜色调及效果，同时使产品经久耐用。4.设计成果检验方法4.1外观检测（1） 表面缺陷表面缺陷主要包括气孔，气泡，麻点，污浊，夹渣，磨损，色差，光泽不均匀等。检测方法：目测法（2） 颜色颜色包括颜色和色差检测方法：比较法，光电色差仪（3） 光泽光泽包括光泽度检测方法：光泽度仪测定法4.2耐腐蚀性检测（1）大气暴露（户内外暴露腐蚀试验）分为四类：工业性大气，海洋性大气，农村大气，城郊大气检测方法：试样要求及放置和暴露方式都按规定选择。有定性和定量评定方法。（2）人工加速腐蚀试验模拟沿海环境大气条件检测方法：盐雾试验，中性盐雾实验法，醋酸盐雾试验法，铜盐加速醋酸盐雾试验法模拟工业城市的污泥和雨水条件检测方法：腐蚀膏试验法模拟含有一定浓度的二氧化硫的工业性大气腐蚀（尤其是含有二氧化硫的潮湿空气）检测方法：通常凝露条件下二氧化硫试验法模拟在温度和温度恒定或经常交变而引起凝露的环境条件检测方法;湿热试验箱或湿热实验室法模拟半工业性海洋性大气的腐蚀条件周期浸润腐蚀试验法（3）耐水，油，酸，碱性检测检测方法：一般用浸泡法总结和体会在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础 通过这次课程设计，本人在多方面都有所提高。通过这次课程设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了课程以外所学的内容，掌握化学着色方法和步骤，掌握黄铜灯具的装饰工艺性，怎样确定工艺方案，了解了其设计特点，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。 在此感谢我们的刘万辉老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教