金属灯具的装饰

(一)铝合金灯具的装饰

    目前市场上各种形式的灯具琳琅满目，制造灯具中的大部分材料采用铝或铅合金。这是因为它质轻、耐腐蚀，而且容易加工成型，可以制造成各种龙风形灯杆，蝴蝶片，大、小碗罩，各式各样的板、栅及灯杆等，而且经表面处理后，可以染上各种颜色，例如金黄色、红色、古铜色、蓝色及黑色等，使灯具显得更加赏心悦目，甚至富丽堂皇。湖南某市机器曾对铝制灯具的氧化着色工艺的生产实践作了相关的介绍。

    1．铝制灯具氧化着色工艺流程

    铝制灯具工件→化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→热水洗→化学抛光→热水洗→冷水洗→酸洗→两道水洗→阳极氧化→水洗→着色→封闭处理→浸罩光漆斗成品。

    2．阳极氧化前的处理

    (1)化学除油  铝制灯具的各种构件采用LYl2、Ll2硬质铝合金冲压成型，而灯杆则用含硅量较高的LD-1锻造铝合金制造，制造后先进行除油，除油溶液的配方及工艺条件如下：

    也可用金属清洗剂30～50g／L，室温下浸洗l～3min。

    (2)酸洗除油及抛光后的酸洗均采用400～1000g／L的硝酸溶液浸洗片刻，其中除油后的酸洗液为400～800g／L硝酸液，而抛光则用800～1000g／L硝酸液。

    (3)化学抛光  对LYl2、Ll2硬铝冲压制造的部件，用磷酸-硝酸-硫酸型抛光液抛光，通过抛光可以获得镜面般的光亮表面，但在抛光溶液中需含有一定量的铜离子才能抛得光亮。因此，可在溶液中加入一些废铜片溶解；另外，为了改善抛光表面、抑制过量腐蚀，可适当加些甘油或有机酸类。硝酸在抛光过程中消耗较快，应经常补充，否则硝酸太少，零件表面不亮，含量过高，零件产生过腐蚀。零件表面不能带有水分入抛光槽，否则会产生点蚀，表面出现许多水白点。化学抛光的溶液配方及工艺条件如下：

对LD-1含硅铝合金，可在磷酸一硝酸一氢氟酸型溶液中抛光。抛光溶液的配方及工艺条件如下：

溶液中各成分的含量要严格控制。硝酸含量高于10％时，零件抛不光亮。

    3．铝制灯具的阳极氧化

    阳极氧化的溶液配方及工艺条件如下：

溶液中的硫酸最好用蓄电池用的硫酸。阳极氧化的时间应控制得当。如氧化时间短，氧化膜较薄，着色时吸附的色素少，颜色浅且不鲜艳。氧化时间太长，氧化膜厚，染色较深，耐蚀性好，但光亮度下降。另外，溶液中不能带进Cl^-、N0^-₃及其他有害杂质，否则氧化膜上出现点蚀；零件要夹紧通电，否则电流不畅会变成黑色；为了清除槽与槽间的零件色差，应该把每次阳极氧化的零件量以及电流大小、溶液浓度、控制温度及时间等工艺参数控制在相同的条件之下处理。   

    4．铝制灯具的着色

    (1)阳极氧化后及着色前的处理零件阳极氧化后要马上用流动冷水冲洗，不能用热水，因为热水会引起氧化膜的封闭效应，使膜层难以染色。如果零件凹洼部位有残留酸液，将影响染色的效果，特别一些奇形怪状的弯管，灯杆及孔内的积液较难清洗，需要反复灌水、冲洗直至干净为止。另外，可用1％氨水或5％Na2C03溶液中和残留的酸液，然后用清水洗干净后马上着色。

    如果不能马上着色的零件，可放进纯水中浸泡等待，但时间不能太长，否则也影响着色质量。若停留超过30min，可用5％～10％醋酸溶液活化3～5min再着色。装拆零件时，不能用手触摸，以免留下手印。应戴塑胶手套操作，以保色膜质量。

    (2)灯具零部件着各种颜色

    ①着古铜色着古铜色的溶液配方及操作条件如下：

    先将碱性黑染料放进大烧杯中，加去离子水煮沸20～30min，使之完全溶解，此时溶液pH≥12，待溶液冷却后，用冰醋酸调pH至4．8～5．5，再加入溶解好的茜素黄、茜素红、染料、调整pH至工艺要求后试染，可能需要反复调整各种成分的比例直至颜色达到满意为止。

    ②着金黄色  着金黄色的溶液配方及工艺条件如下：

    茜素红、茜素黄分别用热蒸馏水溶解，然后将两种溶液混合在一起并进行充分搅拌，用醋酸和氨水溶液调整pH至规定范围，边调试边试染，直至颜色满意为止。主要是通过调节两种组分的比例得到光亮的金黄色。

    ③着黄色或红色  铅灯具零部件着黄色或红色所用的染色料和着金黄色的一样，都是采用茜素黄和茜素红，只是含量不同、两种成分的比例不同。由此可见染料相同但配方含量不同，则颜色有较大差别。配时要小心注意，着黄色和着红色的溶液配方及工艺条件如下。

着黄色配方及工艺条件：

着红色配方及工艺条件：

④染黑色染黑色的溶液配方及工艺条件如下：

碱性黑是染黑皮革用的染料，价格便宜，其外观呈棕色粉末状。配制时用大烧杯加入去离子水，煮沸20～30min，直至完全溶解，此时pH≥12，直接染不上色。冷却后用冰醋酸调整其pH至4．8～5．5，然后过滤转入有加热设备的塑料槽，再加入去离子水至规定的容积，用冰醋酸或氨水再次调整pH达到工艺应用范围，并加热至60～65℃，试染颜色满意后，再批量投产。⑤染蓝色染蓝色的溶液配方及工艺条件如下：

    染蓝色用的是无机盐，氧化后的铝灯具零部件先在A液中浸5～8min，取出洗干净后再在B液中浸5～8min，如浸后颜色不够深，可以重复上述两种处理直至满意。零件取出洗干净，然后在热水中洗1～3min，再在烘箱中60～80℃烘干。

(3)影响着色膜质量的因素铝合金灯具阳极氧化后的着色大部分是用有机染料吸附上色。有机染料性能不稳定，很容易受环境的各种条件影响，因此色膜在着色时或着色后都必须注意色变。

①溶液pH值的影响  溶液的pH值要严格控制，pH过低，着色的牢固性和耐晒性都差，很容易褪色，就是在封闭时也容易流色。pH值可以用冰醋酸或氨水调整。

    ②溶液温度对着色的影响  着色溶液的温度要尽量控制好，不能有变动，特别是不能变动太大。温度太低，不易上色或者是颜色浅，耐光性差。如着色温度太高，色料未被充分吸收前，膜层可能已封闭，色液吸附不进去了，影响着色质量。一般情况下，在进槽时溶液温度宜取下限，出槽前宜取温度范围的上限值。

    ③着色时间对色膜质量的影响  着色时间如果太短，颜色太低，耐洗度和耐晒度都较差，但是着色时间太长也不好，表面吸附了过多的浮色，不牢固，很容易被擦去，影响色泽的质量。

    ④着色溶液中杂质含量的影响  着色溶液对杂质很敏感。当溶液中混有铜、镍、铅等金属离子等或油脂等有害杂质时，着色膜层的质量下降。   

    ⑤其他因素的影响  着色溶液要搅拌均匀才能将零部件放进去。同一批零件要在同一时间投入，否则零件之间会产生色差；零件装好在挂具不能互相碰撞或接触，否则会影响染色的质量。

    5．铝合金灯具着色后的处理

    (1)着色后的封闭  无机盐着色是将有颜色的无机化合物填满铝合金件氧化膜的疏松孔内，同时封闭氧化膜孔，所以不必另进行封孔处理。有机染料着色后，可在水蒸气中封孔30～45min。

    (2)喷涂或浸涂一层罩光漆  由于染色的色膜很容易受光、热的影响而分解或流失而产生变化，所以在染色及封闭后，应喷涂或浸涂一层很薄韵透明罩光漆保护色膜，同时可以提高其耐磨及耐蚀性能。

(二)黄铜灯具的装饰   

1．概述

    无论是黄铜制造的灯具或是铁制后镀黄铜的灯具，其着色的方法很多，如前述的铁制工艺品着色中已列出的各种着色方法都可以用于黄铜或镀铜灯具的着色。其中由以黑古铜、红古铜、自然铜绿色最受喜爱。近年来国内外市场又有新的仿古品种流行，特别是一种浅茶色的光亮仿古铜色泽十分迷人，又称亮古铜色。亮古铜色膜与过去的黑(红)古铜相比，主要差别在于基本色调的不同。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。   

    2．工艺流程

    铜合金(或镀铜)件→抛光→除油→清洗→弱酸蚀→清洗→化学着色→清洗→固色→清洗→烘干→浮雕化处理→除油→喷透明漆→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20弘m以上才适合。

    3．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：

    (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1～3min，然后进行着色。

    4．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：

    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-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：   

    防腐剂为苯三唑与水溶性胍类在40～60℃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。   

    5．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。

(三)铁制灯具的装饰

1．概述

    由于钢铁材料的产量大，价格比铝、铜等材料便宜，制造加工方便，机械强度高，承载能力大，所以在灯具制造中很多都采用铁代替铝、铜等金属，特别是很多大型的吊灯、壁灯、挂灯等需要承受力大的灯饰更是如此，但铁在大气中容易被氧化生锈，因此，铁制的灯具必须进行表面处理，这样既可以防止大气腐蚀，又可以将其表装饰成各种色彩的观赏物。铁制灯具的处理方法主要是先镀铜然后再着色。这种处理过程及工艺和前面所述的铁制工艺品装饰相似，铁制灯具必须首先在表面电镀一层铜或化学镀铜，然后再将铜镀层根据需要而着各种颜色。另一种用得较多的处理方法是镀锌，也就是在铁制灯具的表面先电镀一层银白色光亮的锌，然后再将锌镀层用铬酸盐钝化，使其呈彩色的装饰层，或者将镀锌层染成各种漂亮的颜色。下面介绍铁制灯具镀锌及着色方法。

    2．工艺流程

    铁制灯具→抛光→除油→清洗→弱酸浸蚀→清洗→镀锌→清洗→活化→清洗→钝化→清洗→染色→千燥→喷透明清漆→烘干→检验→产品。

    3．镀锌前处理

    (1)铁制灯具的抛光铁制灯具在机械加工制造过程中表面残留有毛刺、铁屑、焊瘤等，必须要进行整平精饰处理。可以根据情况采用机械抛光或化学抛光甚至电解抛光进行。如果用机械抛光，则先抛光再除油。如果用化学抛光或电抛光，则先除油再抛光。

    (2)化学除油除油的好坏对镀锌层质量的影响很大，因此，必须要除油彻底，除油后的表面也要水洗干净，才能进镀锌槽电镀。如果一次除油不干净，还要进行第二次或者用超声波除油。通用的化学、电化学除油溶液配方及工艺条件见表7-8。

表7．8常用的电解和化学除油溶液配方及工艺条件

    在实际生产中，可选定应控制的最适当范围，并控制在上下109／L左右。铁灯具表面油污较重时，可以选用上限使除油的效果较好，但相应的材料成本增加。油污在一般的情况时可选用中限。采用较浓的溶液可以不通电而单纯浸泡也就是化学除油也有很好的效果，但碱的强度和除油温度可根据实际情况作适当的调整，直至把油污除干净。除油后要先甩45～55℃的热水清洗，再用冷水清洗干净。

    (3)弱酸浸蚀这是抛光及除油后进入镀锌槽之前的工序，主要是将表面的氧化物及残留在表面的污物除干净，以便保证锌在铁表面的附着力、提高镀层质量，弱浸蚀的溶液是10％～l5％的稀硫酸或5％～l0％的稀盐酸；浸渍时间约3～8s。  

    4．铁制灯具镀锌

    常用于镀锌的基本电镀溶液是氰化物镀液，这是因为用氰化物络合后镀出的镀层细致，光泽好而且均匀。氰化物镀液稳定，重现性好，对镀前要求并不苛刻，对微量的油膜和钝化膜有一定的清理和活化作用。因此，应用氰化物电镀的生产都比较稳定，质量也有保证，然而氰化物有剧毒，限制了其的应用。目前只有少数非用不可的电镀厂才会应用。表7-9为通常镀锌用的氰化物电镀溶液配方及工艺条件，同时还有去除氰化物后的碱性镀液。

表7-9常用的氰化镀锌及碱性镀锌溶液配方及工艺

    为了减少对氰化物的依赖和忧虑，同时又能保留氰化物溶液的一些优点，曾广为流行中、低氰化镀液镀锌工艺，这些溶液均在生产上得到较好的效果。只是氰化物的应用经过改良而减少用量，并没有彻底消除。添加剂主要是光亮剂等能改善镀层质量，提高表面光泽的物质。化学试剂公司或化工原料商店有专门的供应，主要是一些化学助剂厂，如上海永生助剂厂等生产的。

    另一种镀锌工艺是酸性光亮镀锌，自20世纪70年代以来已经迅速改变了，目前使用的镀锌技术，特别是在大多数发展中国家代替了约50％以上的挂镀或滚镀。这种技术可以彻底摆脱对氰化物的依赖并消除其危害性，但是酸性光亮镀锌使用的电流密度比较高，如不添加有机物控制，将会生成结合力差、，呈枝蔓状或粉末状的镀层。因此在镀液配方中都包含有载体光亮剂和主光亮剂两种添加剂。载体光亮剂主要有聚醇、聚胺、脂肪醇、聚二乙醇醚和季铵化合物等，起润湿剂的作用，是必须要有的，并起到溶解主光亮剂的作用。主光亮剂有脂肪族、芳香族、杂环碳基化合物等。同样，酸性光亮镀锌的添加剂也有专用商品供应，但加不同的添加剂时，有关的参数也必须按供应商的要求作相应的调整。当然，也可以自配添加剂进行试用后再投入生产。酸性氯化物镀锌液配方及工艺条件见表7—10。

表7-10酸性氯化物镀锌液配方及工艺条件

    5．镀锌层的装饰处理

    (1)镀锌层的铬酸盐钝化锌是一种活性金属。镀锌层对钢铁而言是保护钢铁的牺牲阳极，保护铁灯具不受大气或室内的腐蚀。因此锌镀层如不及时进行钝化处理就会受到腐蚀，而变得灰暗。因此要用铬酸盐钝化，钝化后的锌镀层可以得到光亮的银白色，也可以得到彩虹色，既提高了它的防护性能，又显出美丽光亮的外观。锌的钝化处理着色工艺可参考第三章第五节的有关内容。

    (2)镀锌层钝化后的染色镀锌层经铬酸盐钝化成白色后，经过充分的清洗还可以染上各种颜色，以增加铁制灯具外观的装饰性能，进一步提高产品的外观质量。镀锌层的染色机理主要是认为镀锌的钝化膜是多孔的，易从染色剂中吸附染料；经钝化处理后的镀锌层表面存在有各种离子，遍布带电荷质点，产生了吸附性。此外，钝化层表面附着的活性离子还可能与染色剂中的染料生成化合物而形成色彩。

    (3)新钝化剂和染色剂  目前国外已有许多对各种染色剂配套的锌钝化剂新品种，并且已经商品化。例如日本JASC0公司的Mu-372、4K049、Lowmate60、N-310、H一0326等与配套的染料结合，都可以染上明亮到深的各种颜色。其中N一310、H一0326钝化剂为客户提供了高耐蚀性能的染色钝化膜，此外还可以将染色剂加进钝化剂中，直接通过钝化产生各种颜色，其钝化及染色工艺如下。

    ①镀锌层的活化

    ②活化后钝化处理

    ③钝化后染色染色溶液的配方及工艺条件如下：

染色溶液的配制：染色液要用纯水配制，使用前加热煮沸一段时间，可以延长染色液的寿命，使用前要调整好pH至规定范围，用冰醋酸和醋酸钠调整。

    ④影响染色效果的因素

    a．染色液的浓度  浓度低，色淡。浓度高，色深，但浓度不能太高，否则会掉色。

    b．染色温度温度低，色淡。温度高，颜色深，但温度过高，会破坏钝化膜，反而影响染色的效果。

    c．染色时间  时间短，色淡。时间长，色深，但当深到一定程度后，颜色不变，应停止染色并立即取出。

    d．染色液维护  染色液使用一段时间到一定程度后，会产生染色不均及色淡的情况，可将染色液煮沸一段时间，冷却后再继续使用，即可恢复原来的效果。实际上是蒸发浓缩的作用。

    ⑤染色后干燥  工件染色后可用50～80℃的热风进行干燥，干燥时要避免工件之间的猛烈碰撞而损坏色膜。