自從計(jì)時(shí)器進(jìn)化為小型便攜、可腕上佩帶的個(gè)人用品以來,鐘表匠、鐘表企業(yè)及其品牌對(duì)手表外觀件所用材料的追求就從來沒有停止過。從歐洲宮廷珍稀把玩之物到禮儀之邦的名貴配飾所用的金、鉑、銀等貴金屬,到工業(yè)化大生產(chǎn)時(shí)期經(jīng)濟(jì)實(shí)用的有色金屬銅、鋁等常用材質(zhì)以及抗腐耐磨的不銹鋼、鈦合金等合金材料,到后工業(yè)化時(shí)代的力學(xué)性能和環(huán)境性能優(yōu)良、科技含量較高的硬材料、碳纖維復(fù)合材料和高分子材料等,手表作為消費(fèi)類民生產(chǎn)品在新材料創(chuàng)新和高科技材料應(yīng)用方面一直緊隨時(shí)代科技發(fā)展的潮流,規(guī)模雖小但從未落伍。
瑞士雷達(dá)表品牌是全球鐘表行業(yè)使用硬材料制造手表外觀件的始作俑者。誕生于1917年的雷達(dá)公司,在經(jīng)歷了40年鐘表制造供應(yīng)商的積淀后于1957年創(chuàng)立了雷達(dá)表品牌。對(duì)手表材料及其制造技術(shù)、工藝的深刻理解和實(shí)踐是雷達(dá)開創(chuàng)不磨損手表外觀件事業(yè)的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),也是對(duì)其科技DNA的創(chuàng)新式傳承。大多數(shù)知名鐘表品牌應(yīng)用新材料的動(dòng)力源于其產(chǎn)品升級(jí)迭代的需要和對(duì)市場品類擴(kuò)張的追求,而對(duì)應(yīng)用新材料的敏感性則來自其科學(xué)和藝術(shù)素養(yǎng)及其厚積薄發(fā)的創(chuàng)意靈感。由于行業(yè)、品牌特質(zhì)和市場競爭的需要,應(yīng)用高科技和新材料的手表,包括使用硬材料外觀件的手表產(chǎn)品大多被賦予夢幻般神秘的名稱或故事,令高科技和新材料被包裹在云山霧罩般的商業(yè)迷幻中難見真容。
通常情況下,硬材料是指通過粉末冶金工藝制成的合金類或金屬陶瓷類的材料。硬材料最早產(chǎn)生并應(yīng)用于刀具、模具制造等工業(yè)領(lǐng)域,上個(gè)世紀(jì)60年代初才開始被引入到鐘表制造中。市場上曾傳說硬質(zhì)合金或精密陶瓷是超硬材料、永不磨損等,這些說法都不準(zhǔn)確。事實(shí)上硬材料并不屬于超硬材料范疇,目前所說的超硬材料專指硬度可與金剛石相比擬的材料,包括立方氮化硼、人造金剛石等。
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國際技術(shù)規(guī)范ISO TS 18648:2015 《計(jì)時(shí)儀器 硬材料制造的手表外觀件 一般要求和試驗(yàn)方法》規(guī)定,“維氏硬度等于或高于1200 HV1 的材料”都屬于硬材料(hard material),該技術(shù)規(guī)范中的術(shù)語和定義還明確了硬材料不同于金屬材料的性質(zhì)和特點(diǎn)。由于硬材料在硬度、耐腐蝕、耐磨損和表面質(zhì)量等方面的優(yōu)良性能,使其在手表外觀件方面的應(yīng)用具有無須爭辯的優(yōu)勢。
手表外觀件使用的硬質(zhì)合金(Tungsten Carbide)、氧化鋯陶瓷(Zirconia Ceramic)和金屬陶瓷(Ceramet)等硬材料都具有硬度高、耐磨損、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)良性能,符合手表使用的力學(xué)、環(huán)境要求和人身安全健康的需要。最早使用在手表外觀件上的硬質(zhì)合金碳化鎢(WC)材料,因材料密度大,手表產(chǎn)品無法輕量化,現(xiàn)在已很少被使用了。表面看硬質(zhì)合金(Tungsten Carbide)的名稱使其貌似獨(dú)立于金屬陶瓷之外,這種現(xiàn)象起因于日本工具制造業(yè)曾用金屬陶瓷(Ceramet)專指TiC基工具材料以示區(qū)別于WC基“粘結(jié)碳化物”而造成的誤讀,通常被稱為硬質(zhì)合金的碳化鎢WC亦屬于金屬陶瓷中的碳化物—金屬材料。
金屬陶瓷(Ceramet)是指由一個(gè)或幾個(gè)陶瓷相與金屬相或金屬合金組成的具有原始組元所不具備的綜合性能的多相復(fù)合材料。其英文名稱取陶瓷和金屬的英文名稱字頭組合而成,反映其兼有金屬和陶瓷材料優(yōu)點(diǎn)的特質(zhì),譬如前者所具有的韌性和抗彎性,后者的耐高溫、高強(qiáng)度和抗氧化性能等。金屬陶瓷是覆蓋極其廣泛的材料,包括氧化物—金屬、碳化物—金屬、氮化物—金屬等燒結(jié)系,甚至包括諸如SiC、Si3N4等非金屬化合物—金屬系。
碳化鈦基金屬陶瓷(TiC)材料多用于手表殼、圈口、表帶粒和巴的等手表外觀件的結(jié)構(gòu)部件使用。由于碳化鈦基金屬陶瓷(TiC)材料具有高硬度,其表面硬度可達(dá)HV1600,是316L不銹鋼表面硬度的8倍以上,具有很好的耐磨性和耐腐蝕性;低密度,其密度在5-6克/立方厘米之間,比316L不銹鋼的密度減少約1/4左右,可以配合實(shí)現(xiàn)手表產(chǎn)品的輕量化;其良好的生物相容性,完全能夠滿足手表有害物質(zhì)限量和鎳釋放等指標(biāo)規(guī)定,不易致敏;加之類似不銹鋼的顏色和光澤等特點(diǎn),特別適合手表類產(chǎn)品使用。
除了硬材料化學(xué)組分的創(chuàng)新設(shè)計(jì)或優(yōu)化設(shè)計(jì)外,精密成型工藝也是硬材料手表外觀件制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于硬材料的硬度和脆性等特性限制,硬材料零件較難加工且容易斷裂,故宜采用精密成型工藝,有條件時(shí)可采用近凈成形技術(shù)以及熱等靜壓等工藝,以提升材料致密度等性能,減少后續(xù)加工的余量,降低硬材料加工成本和廢品率。
目前國際知名手表品牌所使用的硬材料大多集中于氧化鋯陶瓷(ZrO2)和碳化鈦基金屬陶瓷(TiC)材料,瑞士各大品牌手表研發(fā)和應(yīng)用新材料的技術(shù)路線和市場戰(zhàn)略一以貫之,配合改進(jìn)和提高產(chǎn)品性能令品牌知名度和市場占有率持續(xù)提高發(fā)揚(yáng)光大。一些硬材料制造的新工藝也被瑞士手表企業(yè)和品牌積極采用,譬如被業(yè)界稱為等離子陶瓷的灰色陶瓷手表外觀件,實(shí)際上就是采用等離子技術(shù)實(shí)現(xiàn)表面改性的氧化鋯陶瓷手表外觀件;譬如利用添加化學(xué)元素或采用等離子表面處理工藝等方法制造的彩色陶瓷手表外觀件。
上世紀(jì)90年代初、中期始,我國和韓國的鐘表品牌和企業(yè)曾大量使用過硬質(zhì)合金和氧化鋯陶瓷手表外觀件,使用這類硬材料的手表風(fēng)靡亞洲市場十余載。國產(chǎn)品牌使用硬質(zhì)合金和氧化鋯陶瓷手表外觀件的手表亦創(chuàng)造過市場輝煌,市場熱度和占有率一度遙遙領(lǐng)先。后因此類產(chǎn)品外觀件質(zhì)量良莠不齊甚至出現(xiàn)以假充真、以次充好的現(xiàn)象,且硬材料手表外觀件產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)滯后,導(dǎo)致消費(fèi)者對(duì)使用硬質(zhì)合金和氧化鋯陶瓷外觀件的國產(chǎn)手表的性價(jià)比信心不足,自毀并痛失此類硬材料手表的市場。我國自主研發(fā)的碳化鈦基金屬陶瓷技術(shù)曾獲得2009年中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)(《一種金屬陶瓷材料及其成型工藝》,專利號(hào):ZL 200510033196.5),飛亞達(dá)品牌使用該專利技術(shù)制作的手表亦被瑞士國際鐘表博物館收藏,背書了其技術(shù)和品質(zhì)的可圈點(diǎn)之優(yōu)勢。
一直以來,日本手表制造業(yè)在硬材料手表外觀件方面的研究和應(yīng)用案例鮮見報(bào)道,而最早提出和召集研制硬材料手表國際標(biāo)準(zhǔn)的韓國也主動(dòng)退出該國際標(biāo)準(zhǔn)工作組,亞洲手表業(yè)界對(duì)硬材料手表外觀件的研究和應(yīng)用熱情不高之謎,至今尚無正解。
無論歐亞鐘表制造商和消費(fèi)者對(duì)硬材料手表外觀件的理解、研究和應(yīng)用的差異如何,實(shí)踐已經(jīng)證明過而且目前仍在證明著硬材料手表外觀件的應(yīng)用的確可以提升手表產(chǎn)品的高技術(shù)含量,能夠拓寬手表品類發(fā)展的多樣化路徑,強(qiáng)化手表產(chǎn)品的舒適性、美感和藝術(shù)性等用戶體驗(yàn),令手表融合高科技發(fā)展具有廣泛的可能性和切實(shí)的可操作性。
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