硫化铜颜色

铜材的着色工艺

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铜材的着色工艺

目录

铜材的着色工艺................................................................................................................................1

1工艺流程及前处理............................................................................................................1

1.1工艺流程........................................................................................................................1

1.2前处理............................................................................................................................1

2化学着色液配方及工艺条件............................................................................................2

2.1古铜色............................................................................................................................2

2.2蓝色................................................................................................................................2

2.3绿色................................................................................................................................2

3膜层着色结果及讨论........................................................................................................2

3.1温度................................................................................................................................2

3.2时间................................................................................................................................3

3.3pH...................................................................................................................................3

4结论....................................................................................................................................3

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铜材的着色工艺

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1概述

在中国多年的封建社会时期，铜材远比钢材更加重要，因为钢材的提炼技术对那时候

的科技水平来说太过复杂，反而铜材中的青铜最先使用。现在铜材已经在电子产品、装饰

、汽车、飞机等等生活中应用越来越广泛。但是铜材的特性决定了在大气中易氧化，影响

了其使用性能。为了解决铜材的氧化问题，并且使铜材的部件有多种色调和表面颜色以满

足产品装饰和设计要求，现在将重点探讨铜材化学着色工艺的溶液组成及其影响因素，得

到不同颜色和装饰效果的着色膜层。

2工艺流程及前处理

2.1工艺流程

铜材着色工艺[1]一般分为前处理、金属着色和后处理三个阶段，工艺流程为：

除油一热水洗一清水洗一预腐蚀一清水洗一化学抛光-

清水洗一化学着色一晾干或烘干-钝化或上油一成品

2.2前处理

铜材的表面因为暴露在空气中，氧化反应和物理碰撞，都会和铜材的表面着色有着极其密

切的关系。铜材6表面性质不同其对应的着色速度也不同，铜材表面的复杂性除了结构上的

不完整性、不均匀性和表面粗糙度外，还表现在固体表面层内化学组成的变化上，首先，

其表面可能覆盖着油脂类物质，接着是氧化物硫化物层，下面才是固体自身的表层，所以

铜材件要特别注意镀前处理，要是通过磨光与抛光对表面进行加工，否则容易引起膜层着

色不均匀，从而导致膜层表观质量的不同。

3化学着色液配方及工艺条件

3.1古铜色

着色（氧化）反应的生成物决定其外观色泽，该溶液配方中高氯酸钠或重铬酸钾与硫化钠

会析出硫，析出的硫与铜反应生成硫化铜，同时黄铜中的锌会生成硫化锌，硫化铜为褐色

，硫化锌为白色，而黄铜中铜的含量为62%-68%，锌的含量为32%-

38%，从而使黄铜表面颜色呈现出仿古颜色，再加入一定量的催化剂，可以提高成膜速率

。膜助剂可以增加着色层光泽度及色饱和度，加入一定量的表面活性剂可以消除着色层发

花现象，使着色层色泽均匀一致。

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3.2蓝色

在硫代硫酸钠与醋酸铅体系中加入一定量的醋酸，硫代硫酸钠与醋酸铅的浓度比为2:1，硫

代硫酸钠分解产生，会使反应较缓和，通常需要加温到40-50℃，经2-3

min黄铜表面会显蓝色，随着时间的增加颜色会加深，膜表面主要组成是硫化铅，硫化铅

为黑色，而形成蓝色膜主要依据薄膜干涉原理，来自日光照射的两条光线分别在氧化膜上

下表面反射，它们存在光程差，当光程差为波长二分之一的奇数倍时，在两条入射光线的

反射光线交汇处将发生减弱现象，而我们所观察到的色彩及为此波长光的颜色所对应的补

色，此处产生蓝色是吸收可见光中波长为590nm的橙色光而出现的互补色的原因。

3.3绿色

绿色铜材化学着色液配是在电解条件下进行的，提高了溶液的缓冲能力和阴极极化能力，

同时还改善了溶液的分散能力，最终该络合物在阴极被还原成氧化亚铜材膜，而生成的氧

化亚铜材膜极薄，所以着色膜并不显现出氧化亚铜本身的暗红色，而是发生薄膜干涉，产

生补色，因而对于一定组成的铜材薄膜来说，其厚度与色彩是相对应的，处理过程中必须

控制好反应时间，同时也应控制好络合剂柠檬酸钠的量，当柠檬酸钠浓度过低时，样品会

着不上色或着色效果差甚至溶液会出现浑浊，而柠檬酸钠浓度过高则只能着上红色，同时

溶液的PH必须大于12，否则样品着不上色或着色质量差，电流密度应控制在在200

mA/dm2的密度。

4膜层着色结果及讨论

4.1温度

铜材的着色工艺有些是在室温下就可以进行，然而还有些需要对着色液的温度进行严格控

制，只有控制在适合的范围内样品才可得到理想的色泽效果，因为温度过低离子迁移速度

较慢，沉积到固相表面平衡态时的粒子数目少，故铜材表面膜较薄，且颜色不均，随温度

升高，离子迁移速度加快，单位时间沉积到铜材固相表面的离子数目增加，一般温度每升

高10℃，着色速度加快1倍左右，铜材膜的致密性随之下降，温度过高时，离子沉积速度太

快，致使生成铜材膜疏松、不均匀甚至有脱落现象发生。

4.2时间

在溶液浓度、酸度(pH)和温度一定时，着色时间也有严格要求，着色时间过短会使膜层太

薄甚至无膜形成而且有较多斑点，而时间过长又可能会使膜变薄，局部脱落，逐渐失去光

泽．这时就要求操作人员掌握好时间，严格执行工艺参数，这样才能得到理想的样品材料

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。

4.3pH

化学着色pH不宜过低，过低会使着铜材色质量变差，铜材样品的颜色变浅且着色不够光亮

或着色不均等现象，这主要是由于酸度增加溶液中的氢离子浓度加大，离子的迁移速度减

小，从而使铜材膜不易形成，而过高又会出现沉淀，所以通常pH控制在2.0-

3.0，但电解时pH应大于12，否则样品可能着不上色或着色质量差。

5结论

铜材着色是金属表面加工工艺，是使铜材与溶液进行反应，生成有色离子而沉积在金

属表面，使试样呈现所要求的颜色。目前铜材着色主要是凭经验、现象来判断的。在着色

过程中溶液中各组分的浓度，必须找到合适的浓度以及适宜的反应条件才能得到满意的着

色效果。对反应过程温度、时间长短、PH值都息息相关。所以钢材着色是一种工艺，是大

量经验的堆积实践得到的技术，我们需要不断完善和发扬。

6引用

[1]网站/knowledge/?itemid=73

[2]《黄铜材料的着色工艺》广东化学,第40卷第21期

[3]《铜材详解》建材化工,第1卷第1期

[4]《钢材详解》建材化工,第2卷第2期

[5]《铝材详解》建材化工,第3卷第3期

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