昂貴腕表如何長久保持光澤

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     隨著科技的進(jìn)步，金屬表面鍍層處理有了飛躍的進(jìn)步與發(fā)展，如常見于腕表上面的PVD鍍層處理，無論是在耐久度、顏色、光澤，乃至于表面硬度的增加都有著飛躍性的成長，而此只PIAGET的黑色腕表，就是應(yīng)用了PVD鍍層處理技術(shù)下的產(chǎn)物之一。

     那些使用在腕表上面的金屬表面鍍層處理之技術(shù)原理為何？有使用金屬表面鍍層處理技術(shù)的腕表，又有何優(yōu)勢與特性？戴這些金屬表面鍍層處理技術(shù)過的腕表，是否也有一些需要注意的地方呢？請睜大您的眼睛，以下我們將為您一一深入的剖析。

     “金屬表面鍍層處理(如PVD)”不僅是具有美觀與防腐蝕的效果，還具有使表面光滑與增加硬度的作用存在，所以在工業(yè)上也有著廣泛的應(yīng)用。

     托這些先進(jìn)的金屬表面鍍層處理技術(shù)之福，愛表人士不用付出太多的代價(jià)就可以享受到如貴金屬(黃金、玫瑰金)般的色澤與質(zhì)感，尤其是在貴金屬價(jià)格高漲的今日，這樣的技術(shù)更顯出其重要性與特殊性。圖為TISSOT天梭的雙色玫瑰金色PVD腕表。

     好了，雖然“金屬表面鍍層處理”這詞聽起來有點(diǎn)嚇人，但這其實(shí)就是我們一般俗稱的“鍍金”或是“電鍍”技術(shù)而已！為了讓相對廉價(jià)的一般金屬擁有 如貴金屬般的價(jià)值與光澤，或是為了保護(hù)其不易腐蝕損壞，中國在戰(zhàn)國時(shí)代就已經(jīng)發(fā)明了稱為“鎏金”的鍍金技術(shù)，利用化學(xué)的方式讓銅器或是銀器上面鍍上一層薄 薄的黃金鍍層，而這是歷史上最早有記錄的金屬表面鍍層處理；而后這個(gè)技術(shù)傳到了歐洲，被大量的使用在懷表機(jī)芯的防銹處理上面，直到近代的某些初期腕表機(jī)芯 也都還使用鎏金技術(shù)來對機(jī)芯鍍金，但因?yàn)轹探疬^程中所產(chǎn)生的水銀蒸汽有劇毒，所以此種技術(shù)到后來就被禁止使用。電氣被發(fā)明之后，金屬表面鍍層處理就進(jìn)入了 “電鍍”時(shí)代，利用電化學(xué)原理將覆膜金屬包覆于基材金屬之外，達(dá)到美觀、防蝕、抗磨損的藝術(shù)與物理效果，而隨著電鍍技術(shù)在鐘表制作上被廣泛使用，不僅是 “金”，甚至連銀、鉻、銠等耐蝕金屬都可以被拿來電鍍在機(jī)芯、表殼等零件之上，如早期的銅殼鍍鉻表殼、目前的黃銅鍍銠機(jī)芯等，都是電鍍技術(shù)的廣泛應(yīng)用。而 除了鎏金和電鍍之外，“包金”也是一種表面處理技術(shù)，但由于它是以物理的方式將貴金屬“強(qiáng)壓”于基材基金屬之上，而非“鍍”層處理，所以就不在本次的討論 范圍之內(nèi)。

     中國在戰(zhàn)國時(shí)代就已經(jīng)發(fā)明了稱為“鎏金”的鍍金技術(shù)，利用化學(xué)的方式讓銅器或是銀器上面鍍上一層薄薄的黃金鍍層，而這是歷史上最早有記錄的金屬表面鍍層處理。圖為明代十五世紀(jì)所造的大威德明王鎏金銅像。

     “鎏金”是歷史上最早有記錄的金屬表面鍍層處理，而后這個(gè)技術(shù)由中國傳到了歐洲，被大量的使用在懷表機(jī)芯的防銹處理上面。

     但上述的金屬表面鍍層處理，無論是鎏金、電鍍、或是包金，基本上都只是將薄薄一層抗蝕金屬包覆在基礎(chǔ)金屬上，除了附著力不甚良好之外，也無法包 覆太厚的抗蝕金屬。尤其是電鍍的表殼材質(zhì)，在正常佩戴下不要幾年就會(huì)把電鍍的抗蝕金屬磨損殆盡，露出內(nèi)部的基材金屬原色，讓整體質(zhì)感大打折扣！而在亞熱帶 氣候的中國臺灣地區(qū)，這樣的狀況會(huì)更加嚴(yán)重。所以有好長一段時(shí)間電鍍材質(zhì)腕表幾乎都被視為低品質(zhì)、低價(jià)腕表的代名詞，承受了許多不白之冤。

1. 除了鍍銠之外，也有品牌嘗試將黃金電鍍在機(jī)芯零件上，重現(xiàn)了早期鎏金機(jī)芯的復(fù)古貴氣質(zhì)感。

2. 電鍍技術(shù)有著極嚴(yán)重的污染問題存在！在制程中會(huì)產(chǎn)生大量的氰化物劇毒廢液，管理不慎的話對于環(huán)境與工作人員的危害比鎏金還可怕，而這也是瑞士鐘表產(chǎn)業(yè)減少使用電鍍技術(shù)的理由之一。

不過隨著科技的進(jìn)步，就在近10年，金屬表面鍍層處理有了飛躍的進(jìn)步與發(fā)展，如常見于腕表上面的PVD或是DLC表面鍍層處理等。而這些新技術(shù) 雖然也號稱是“電鍍”的一種，但不僅是工法跟傳統(tǒng)的電鍍有著極大的差別，在耐久度、顏色、光澤，乃至于表面硬度的增加都有著飛躍性的成長，也因此不只是時(shí) 尚品牌，連專業(yè)制表品牌也大量的使用了這些新技術(shù)，來加強(qiáng)腕表的可看性與實(shí)用性，如這幾年在表壇大出鋒頭的“黑”色腕表，就是這些先進(jìn)電鍍技術(shù)下的產(chǎn)物之 一。

1. 圖為PVD真空鍍膜處理的加工機(jī)器，可以很明顯的看出是一部“干式”的機(jī)器，所以不會(huì)如傳統(tǒng)電鍍般產(chǎn)生大量的劇毒廢液。

2. 由PVD技術(shù)所引發(fā)的“色彩潮”正在快速的席卷表壇！這幾年除了傳統(tǒng)的銀白色不銹鋼材質(zhì)之外，各色的PVD處理零部件也開始如雨后春筍般的大量冒出來，并在表壇之中形成了一股不小的勢力。

最早的金屬表面鍍層處理—鎏金為了讓銅或銀造的佛像或是法器能夠有著如黃金般的閃亮光澤，早在戰(zhàn)國時(shí)期中國人就發(fā)明了鎏金技術(shù)，利用化學(xué)的方式 讓黃金分子可以均勻的附著在基材金屬上，以保護(hù)基材金屬不致于氧化腐蝕。在鐘表工藝的應(yīng)用上來說，鎏金主要常見于古董鐘表的機(jī)芯表面處理，因?yàn)樗且员∧?的形式附著在基材金屬上，所以即使在經(jīng)過鎏金處理后，也不會(huì)影響到機(jī)芯零件的組裝精度(以百余年以前的鐘表工藝而言)；而以鎏金工法鍍上的這層黃金除了可 以保護(hù)機(jī)芯不易生銹之外，對于視覺上的美觀與價(jià)值感的提升也有不小的幫助。

     經(jīng)過DLC處理的被鍍件具有可以超越陶瓷材質(zhì)的表面硬度(約3500 Hv)、安定性與光滑性，且在質(zhì)感與韌性上面又遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)的陶瓷材質(zhì)，所以在工業(yè)上可以應(yīng)用在如軸承、齒輪、汽車零部件、燃料噴射系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、活塞 部件，凸輪軸部件等需承受高度摩擦與轉(zhuǎn)速的關(guān)鍵部位。

     鎏金是一種很原始的化學(xué)鍍層技術(shù)，首先必須將工件的表面徹底打磨并清洗干凈，除去所有的氧化物與油脂；然后將金粉與汞(水銀)混合，金汞比例大 致為1:7，形成液體合金(金汞齊)，并將金汞齊均勻的涂抹在工件表面；接下來以無煙炭火(避免熏黑)將工件加熱并蒸發(fā)掉水銀，最后將留在工件表面的打磨 修飾，就是一件成功的鍍金產(chǎn)品。鎏金因?yàn)槭遣捎煤辖鹨后w的關(guān)系，所以即使是復(fù)雜或小型的工件也可以完整的鍍上黃金，因此對于雕花或是鏤空等難以包覆金箔的 部件也可以輕易的處理。

     ADLC鍍膜在電子顯微鏡下觀察的話，則是一層如鏡面般緊貼于被鍍件的完美鍍層，表面硬度也大幅提升至最高約6000 Hv！約為天然鉆石的一半，算是目前最厲害的表面鍍層技術(shù)。圖為有使用ADLC鍍膜處理的CARTIER腕表。

     不過鎏金技術(shù)的問題與缺點(diǎn)不少，如不耐磨損就是其中之一；而最大的問題還是在于水銀蒸汽的劇毒！讓很多鎏金師傅死于汞中毒而不自知。所以在電鍍技術(shù)發(fā)明之后，瑞士鐘表產(chǎn)業(yè)就幾乎不采用鎏金工法來鍍金了。

     用途與材質(zhì)更為廣泛—電鍍在邁入了電氣時(shí)代之后，人類除了以電力來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或是點(diǎn)亮電燈之外，也發(fā)現(xiàn)了所謂的電化學(xué)反應(yīng)，并發(fā)明了“電鍍”這門 至今仍然占有重要地位的金屬表面鍍層處理技術(shù)。歷史上的電鍍技術(shù)最早發(fā)明于19世紀(jì)初期，由意大利人Luigi V.Brugnatelli在實(shí)驗(yàn)室里實(shí)作成功，但過了約30年后才開始被大量使用在工業(yè)上。電鍍是一種電化學(xué)過程也是一種氧化還原過程。電鍍的基本過程 是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極金屬板作為陽極接直流電源后在零件上沉積出所需的鍍層。電鍍相較于鎏金的優(yōu)勢，除了鍍層較鎏金更為均勻之外，手續(xù)簡 單、適合大量生產(chǎn)也是它的特點(diǎn)之一。而電鍍還有一個(gè)強(qiáng)項(xiàng)，就是不像鎏金非“金”不行！所以除了可以銅殼鍍金外，也可以銅殼鍍銀、鎳殼鍍鉻、銀殼鍍金等，變 化與搭配之廣遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越鎏金時(shí)代。在現(xiàn)代鐘表工藝的應(yīng)用上，電鍍技術(shù)雖然仍在被使用中，但幾乎都是以廉價(jià)表款為主流；而且因?yàn)殡婂兊腻儗訉τ诤顾目垢g力 表現(xiàn)并不好，除了容易脫落或是退色之外，遇到用劣質(zhì)鍍料的還會(huì)造成過敏性皮膚炎！所以中高價(jià)表款目前很少見到有在用電鍍來處理外殼與鏈帶的。而在機(jī)芯工藝 上，在黃銅材質(zhì)的機(jī)芯上面鍍“銠”則是高級機(jī)芯必有的一道程序，銀白色的銠鍍層除了有美觀作用外，更具有極佳的防蝕功能存在。不過電鍍技術(shù)有著極嚴(yán)重的污 染問題存在！在制程中會(huì)產(chǎn)生大量的氰化物劇毒，管理不慎的話對于環(huán)境與工作人員的危害比鎏金還可怕，而這也是瑞士鐘表產(chǎn)業(yè)減少使用電鍍技術(shù)的理由之一。

     革命性的技術(shù)—PVD真空鍍膜無論是鎏金或是傳統(tǒng)電鍍， 都免不了會(huì)有工件受到污染、或是過程中產(chǎn)生有毒物質(zhì)污染環(huán)境的問題發(fā)生；而上述的表面鍍層處理， 基本上也只是將鍍件“ 附著” 在被鍍件上面， 僅有美觀和防銹的作用而已。P V D是英文Physical Vapor Deposition的縮寫，中文的意思是“物理氣相沉積”，其定義是指在真空條件下，用物理的方法使材料沉積在被鍍工件上的薄膜制作技術(shù)。而再細(xì)分的 話，P V D可分為三大類： 1.真空蒸著(Vacuum Evaporation)。2.濺射法(Sputtering)。3.離子鍍著(Ion Plating)。PVD真空鍍膜技術(shù)是一種能夠真正做到微米薄膜且零污染的環(huán)保型表面處理方法，它能鍍制成各式薄膜，如金屬膜(Ag、Cu、Al、 等)、氮化物膜(TiN、ZrN、CrN、T iAlN)和碳化物膜(T iC、TiCN)，以及氧化物膜(如TiO等)。

     而其中最常被使用于鐘表制作上的，則是濺射法與離子鍍著。濺射法是以高能量的粒子撞及靶材(鍍材)時(shí)，材料的分子或原子被撞擊出來后，附著在被 鍍材上，并堆積形成薄膜的技術(shù)。濺射法在鐘表制作的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣，如表殼、鏈帶，乃至于指針、刻度的表面鍍層處理等。由濺射法所制作出來的PVD真空鍍 膜有著極佳的耐磨耗性、耐蝕性、耐熱性及裝飾性，但因?yàn)楦街詢H能算是中等，所以較少使用在會(huì)直接產(chǎn)生磨損的零部件(如齒輪、表扣)之上。

     離子鍍著，也是俗稱的“IP電鍍”，則是PVD真空鍍膜中密著性最高、硬度最高、持久性也最好的技術(shù)。它融合了真空蒸著與濺射法的工法，先以濺 射法來徹底的洗凈被鍍件的表面，然后再混合加熱金屬的真空蒸著法與濺射法來為被鍍件鍍膜，即是所謂的離子鍍著。離子鍍著的鍍膜可以極度緊密的附著在被鍍件 上面，甚至當(dāng)被鍍件是車床刀具時(shí)，也不會(huì)影響它的保護(hù)與表面硬化性能。PVD 真空鍍膜的厚度一般約0.3m~5m，因此可以在幾乎不影響工件原先尺寸的情況下提高工件表面的各種物理性能和化學(xué)性能，鍍后亦不需要再加工。而由于鍍膜 的安定性極佳，所以也可以應(yīng)用在醫(yī)療器材上；也就是說原本對于不銹鋼過敏的人，也可以安心佩戴經(jīng)過PVD真空鍍膜處理的不銹鋼腕表。

     向鉆石看齊—DLC類金剛石鍍膜一般使用于PVD鍍層上面的表面硬化材質(zhì)為氮化鈦、碳化鈦或氧化鈦等，雖然表現(xiàn)不差(表面硬度約 2000~3000Hv)，但對于重度使用的愛表人士來說還是會(huì)有造成刮傷的可能。而為了避免這樣的狀況發(fā)生，表面硬度更高、甚至直逼鉆石的 DLC(diamond-like carbon) 類金剛石鍍膜技術(shù)會(huì)被應(yīng)用在鐘表制作上面，似乎也沒什么好意外的了。

     DLC是一種化學(xué)氣相沉積技術(shù)，在真空的環(huán)境下借由惰性氣體的幫助來讓碳原子在被鍍件表面堆積，形成一層層的緊密金剛石結(jié)晶，而由于這些碳原子 經(jīng)過處理全部都是雙鍵結(jié)構(gòu)，所以原子和原子之間的鍵結(jié)非常密實(shí)，讓經(jīng)過DLC處理的被鍍件具有可以超越陶瓷材質(zhì)的表面硬度(約3500 Hv)、安定性與光滑性，且在質(zhì)感與韌性上面又遠(yuǎn)勝傳統(tǒng)的陶瓷材質(zhì)，但由于成本遠(yuǎn)較PVD為高，所以目前僅見于中高單價(jià)的腕表上面有在使用。而除了DLC 之外，還有一種更高階的ADLC(Amorphous-DLC)非晶質(zhì)類金剛石鍍膜技術(shù)，有被少數(shù)的使用在腕表制作上。傳統(tǒng)的DLC鍍膜在電子顯微鏡下依 然可以看到不規(guī)則的結(jié)晶組織，而這對于整體的強(qiáng)度還是會(huì)有所影響；而ADLC鍍膜在電子顯微鏡下觀察的話，則是一層如鏡面般緊貼于被鍍件的完美鍍層，表面 硬度也大幅提升至最高約6000 Hv！約為天然鉆石的一半，算是目前最厲害的表面鍍層技術(shù)。而無論是DLC或是ADLC，都具備有不易沾染臟污的另一個(gè)優(yōu)勢，而這也大幅提升了采用 DLC、ADLC技術(shù)的腕表之實(shí)用性。