手表是人們日常生活中的必需品。傳統的手表是采用黃銅制造、表面進行電鍍Ni等處理后制成。這種手表表面層中含有大量的鎳,佩帶時常會發生“鎳過敏反應”。近幾年出現了采用奧氏體不銹鋼制作的手表,但由于奧氏體不銹鋼中同樣含有鎳和鉻等與人體皮膚會發生過敏反應的元素,因此,從70年代開始,有關科技人員研究用與人體親和性好的鈦材制造手表的表殼、表鏈、表帶、表扣、表蒂等零件。經過近30年的努力,已經能制造出性能優異的全鈦手表,擺脫了因帶表而產生皮膚過敏反應所帶來的痛苦。
1、手表用材的要求
在手表中表殼和表鏈占手表用材的95%以上,它們的主要作用是保護機芯、防水、防磁、防震和攜帶等作用。考慮到手表的使用環境以及手表與人體的關系,手表所采用的材料要具備以下性能:耐人體汗液的腐蝕;質量輕,有一定的強度;與人體不發生過敏反應;機械加工性能好:易于實現表面精飾。在這方面鈦材完全可以滿足要求,特別是與人體不發生過敏反應,已通過世界多國衛生權威機構的認證。因此,鈦材將是新世紀手表的主要用材。
手表是由一些精密的零件組裝而成,鈦材能否用于手表,還在于其能否滿足機械加工性能方面的要求,即塑性好,可以進行精密加工,具有良好的表面加工性能,可以沉積涂層,具有一定的機械強度。為了將鈦材應用于手表,在近30年的研究過程中,科研人員解決了7大技術難題:①壓力成形技術;②切削加工技術;⑧表面加工技術;④耐磨處理工藝;⑤焊接性;⑥裝飾性;⑦生物適應性。即研究β相鈦合金的熱加工技術,使成品率得到提高;研究了β鈦合金的NC精密加工和細長孔的加工技術,使鈦手表的安裝尺寸更加準確,結構更加緊湊;研究了鏡面拋光、陶瓷涂層沉積、離子鍍和濕法電鍍等技術,采用復合膜的工藝使鈦手表的表面硬度達到HVl500~HVl700,大大提高了鈦手表的耐磨性,同時耐指紋性能也得到提高。在生物適應性方面,經過多年的臨床試驗證
明:鈦手表與人體不發生過敏反應。
2、新時代的鈦手表
日本某鐘表公司從1972年開始研制鈦手表至今,這一過程可劃分為三個時段:
*一時段是試制期,1972年-1987年,大約經過15年的時間;
第二時段是制造工藝研究時期,1987年-1992年,約為5年,在此期間主要進行了熱加工性能研究和陶瓷涂層的研究工作;
第三時段是不斷完善創新時期,從1992年至今,主要開發了離子鍍技術;使用Til5—3-3-3鈦合金替代Ti-6AI-4V:進行了生物反應的臨床試驗。在這一時期鈦手表的生產能力達到100萬只/年。
現代鈦手表已具備以下特點:質輕,是不銹鋼的60%;耐人體汗液和海水的腐蝕;在金屬材料中具有*好的比強度;表面硬度是不銹鋼的2倍;佩帶時沒有一般金屬冰冷的感覺;與皮膚親和性好,無過敏反應;裝飾效果好。
3、結語
世界上許多國家十分重視鈦手表的研究和生產工作,日本的鈦手表研究工作獲得了1994年度日本鈦協會的功勞獎。中國西北有色金屬研究院研制出“NIN”牌號系列全鈦手表,也將會為越來越多人的健康生活 |
 |
|