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钛材在手表上的应用

发布时间:2016-09-23

导读:手表是人们日常生活中的必需品,其表壳与表链用量占手表材料的95%。传统的手表是采用黄铜制造、表面进行电镀Ni等处理后制成。这种手表表面层中含有大量的镍,佩带时常会产生“镍过敏反应”。后来出现了采用奥氏体不锈钢制作的手表,但由于奥氏体不锈钢中同样含有镍和铬等与人体皮肤会发生过敏反应的元素,因此,从上世纪70年代开始,有关科技人员开始研究使用与人体亲和性好的钛材制造手表的表壳、表链、表带、表扣、表蒂等零件。

手表是人们日常生活中的必需品,其表壳与表链用量占手表材料的95%。传统的手表是采用黄铜制造、表面进行电镀Ni等处理后制成。这种手表表面层中含有大量的镍,佩带时常会产生“镍过敏反应”。后来出现了采用奥氏体不锈钢制作的手表,但由于奥氏体不锈钢中同样含有镍和铬等与人体皮肤会发生过敏反应的元素,因此,从上世纪70年代开始,有关科技人员开始研究使用与人体亲和性好的钛材制造手表的表壳、表链、表带、表扣、表蒂等零件。

钛作为手表材料,是从高档防水、带计时功能的体育手表开始的。日本的钛手表发展是由西铁城和精工两大厂家同时把高档钛体育手表投入市场。随后,日本钟表公司从1972年开始研制全钛手表。为了将钛材应用于手表,在近30年的研究过程中,科研人员解决了七大技术难题,包括压力成形技术、切削加工技术、表面加工技术、耐磨处理工艺、焊接性、装饰性和生物适应性。

因此,现代钛手表已具备以下特点:质轻,是不锈钢的60%;耐人体汗液和海水的腐蚀;在金属材料中具有最好的比强度;表面硬度是不锈钢的2倍;佩带时没有一般金属冰冷的感觉;与皮肤亲和性好,无过敏反应;装饰效果好等。

目前制作手表的钛材采用工业纯钛、Ti-6Al-4V和钛合金Ti-15333。20世纪90年代初,首批全钛手表进入市场并且价位极高,随后由于产量增加,工艺改进,手表外壳可采熔模铸造、板材冲压成型和粉末冶金方法制造,价格相应降低,全钛手表已向高档手表转向大众化。

世界上许多国家十分重视钛手表的研究和生产工作;日本钛手表的研究工作获得了1994年度日本钛协会的功劳奖;瑞士生产的钛金属太空手表重量仅有50g;我国西北有色金属研究院也研制出了“NIN”牌号系列的全钛手表。

随着3D打印技术的发展,个性化定制打印钛手表不断出现。Luminor 1950表壳,以钛金属制造,防敏感、抗侵蚀,其重量更比精钢轻巧40%。为进一步减少腕表重量,该表以创新技术镂空表壳内部,勾勒出极为复杂的几何图形,同时保留表壳的出色防水功能(可达10巴,约等于100米深度)以及抗张力抗扭曲的坚固特质。这项技术名为“直接金属激光烧结”,使用钛金属粉末以光导纤维激光技术逐层地构制成立体零件,每层物料仅为 0.02 毫米厚,经融合后成为实心钛金属。制成品并非用传统技术制成,重量更为轻巧,外型均匀无瑕。

来源:中国有色金属报

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