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硬材料和手表外观件（一）
自从计时器进化为小型便携、可腕上佩带的个人用品以来,钟表匠、钟表企业及其品牌对手表外观件所用材料的追求就从来没有停止过.从欧洲宫廷珍稀把玩之物到礼仪之邦的名贵配饰所用的金、铂、银等贵金属,到工业化大生产时期经济实用的有色金属铜、铝等常用材质以及抗腐耐磨的不锈钢、钛合金等合金材料,到后工业化时代的力学性能和环境性能优良、科技含量较高的硬材料、碳纤维复合材料和高分子材料等,手表作为消费类民生产品在新材料创新和高科技材料应用方面一直紧随时代科技发展的潮流,规模虽小但从未落伍.
瑞士雷达表品牌是全球钟表行业使用硬材料制造手表外观件的始作俑者.诞生于1917年的雷达公司,在经历了40年钟表制造供应商的积淀后于1957年创立了雷达表品牌.对手表材料及其制造技术、工艺的深刻理解和实践是雷达开创不磨损手表外观件事业的产业化基础,也是对其科技DNA的创新式传承.大多数知名钟表品牌应用新材料的动力源于其产品升级迭代的需要和对市场品类扩张的追求,而对应用新材料的敏感性则来自其科学和艺术素养及其厚积薄发的创意灵感.由于行业、品牌特质和市场竞争的需要,应用高科技和新材料的手表,包括使用硬材料外观件的手表产品大多被赋予梦幻般神秘的名称或故事,令高科技和新材料被包裹在云山雾罩般的商业中难见真容.
通常情况下,硬材料是指通过粉末冶金工艺制成的台金类或金属陶瓷类的材料.硬材料最早产生并应用于刀具、模具制造等工业领域,上个世纪60年代初才开始被引入到钟表制造中.市场上曾传说硬质台金或精密陶瓷是超硬材料、永不磨损等,这些说法都不准确.事实上硬材料并不属于超硬材料范畴,目前所说的超硬材料专指硬度可与金刚石相比拟的材料,包括立方氮化硼、人造金刚石等.
国际技术规范ISO TS 18648:2015《计时仪器硬材料制造的手表外观件—般要求和试验方法》规定, .维氏硬度等于或高于1200 HV1的材料4都属于硬材料(hardmaterial),该技术规范中的术语和定义还明确了硬材料不同于金属材料的性质和特点.由于硬材料在硬度、耐腐蚀、耐磨损和表面质量等方面的优良性能,使其在手表外观件方面的应用具有无须争辩的优势.
手表外观件使用的硬质合金( Tungsten Carbide)、氧化锆陶瓷(ZirconiaCeramic)和金属陶瓷（Ceramet）等硬材料都具有硬度高、耐磨损、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等优良性能,符合手表使用的力学、环境要求和人身安全健康的需要.最早使用在手表外观件上的硬质合金碳化钨(wc)材料,因材料密度大,手表产品无法轻量化,现在已很少被使用了.表面看硬质合金( Tungsten Carbide)的名称使其貌似独立于金属陶瓷之外,这种现象起因于日本工具制造业曾用金属陶瓷( Ceramet)专指TiC基工具材料以示区别于wc基2粘结碳化物”而造成的误读,通常被称为硬质合金的碳化钨wc亦属于金属陶瓷中的碳化物—金属材料.
金属陶瓷( Ceramet)是指由一个或几个陶瓷相与金属相或金属合金组成的具有原始组元所不具备的综合性能的多相复合材料.其英文名称取陶瓷和金属的英文名称字头组合而成,反映其兼有金属和陶瓷材料优点的特质,譬如前者所具有的韧性和抗弯性,后者的耐高温、高强度和抗氧化性能等.金属陶瓷是覆盖极其广泛的材料,包括氧化物一金属、碳化物一金属、氮化物一金属等烧结系,甚至包括诸如SiC、Si3N4等非金属化合物一金属系.
碳化钛基金属陶瓷( TiC)材料多用于手表壳、圈口、表带粒和巴的等手表外观件的结构部件使用.由于碳化钛基金属陶瓷( TiC)材料具有高硬度,其表面硬度可达HV1600,是316L不锈钢表面硬度的8倍以上,具有很好的耐磨性和耐腐蚀性：低密度,其密度在5-6克,立方厘米之间,比316L不锈钢的密度减少约1/4左右,可以配合实现手表产品的轻量化；其良好的生物相容性,完全能够满足手表有害物质限量和镍释放等指标规定,不易致敏；加之类似不锈钢的颜色和光泽等特点,特别适合手表类产品使用.除了硬材料化学组分的创新设计或优化设计外,精密成型工艺也是硬材料手表外观件制造的关键技术之一.由于硬材料的硬度和脆性等特性限制,硬材料零件较难加工且容易断裂,故宜采用精密成型工艺,有条件时可采用近净成形技术以及热等静压等工艺,以提升材料致密度等性能,减少后续加工的余量,降低硬材料加工成本和废品率.
目前国际知名手表品牌所使用的硬材料大多集中于氧化锆陶瓷（2r02）和碳化钛基金属陶瓷( TiC)材料,瑞士各大品牌手表研发和应用新材料的技术路线和市场战略一以贯之,配合改进和提高产品性能令品牌知名度和市场占有率持续提高发扬光大.～些硬材料制造的新工艺也被瑞士手表企业和品牌积极采用,譬如被业界称为等离子陶瓷的灰色陶瓷手表外观件,实际上就是采用等离子技术实现表面改性的氧化锆陶瓷手表外观件：譬如利用添加化学元素或采用等离子表面处理工艺等方法制造的彩色陶瓷手表外观件.
上世纪90年代初、中期始,我国和韩国的钟表品牌和企业曾大量使用过硬质合金和氧化锆陶瓷手表外观件,使用这类硬材料的手表风靡亚洲市场十余载.国产品牌使用硬质台金和氧化锆陶瓷手表外观件的手表亦创造过市场辉煌,市场热度和占有率一度遥遥领先.后因此类产品外观件质量良莠不齐甚至出现以假充真、以次充好的现象,且硬材料手表外观件产品技术标准滞后,导致消费者对使用硬质台金和氧化锆陶瓷外观件的国产手表的性价比信心不足,自毁并痛失此类硬材料手表的市场.我国自主研发的碳化钛基金属陶瓷技术曾获得2009年中国专利优秀奖（《—种金属陶瓷材料及其成型工艺》,专利号：ZL 200510033196.5）,飞亚达品牌使用该专利技术制作的手表亦被瑞士国际钟表博物馆收藏,背书了其技术和品质的可圈点之优势.
一直以来,日本手表制造业在硬材料手表外观件方面的研究和应用案例鲜见报道,而最早提出和召集研制硬材料手表国际标准的韩国也主动退出该国际标准工作组,亚洲手表业界对硬材料手表外观件的研究和应用热情不高之谜,至今尚无正解.
无论欧亚钟表制造商和消费者对硬材料手表外观件的理解、研究和应用的差异如何,实践已经证明过而且目前仍在证明着硬材料手表外观件的应用的确可以提升手表产品的高技术含量,能够拓宽手表品类发展的多样化路径,强化手表产品的舒适性、美感和艺术性等用户体验,令手表融合高科技发展具有广泛的可能性和切实的可操作性.
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