一种无损伤的断裂破损青铜器文物的修复方法技术

本发明专利技术提供一种无损伤的断裂破损青铜器文物的修复方法，包括以下步骤：首先，将喷涂原料混合得到喷涂粉末；其次，清除青铜器文物表面的油污和锈蚀，对待修复部位进行扩大坡口处理，对坡口底部进行填充处理，对坡口附近的青铜器基材部位进行遮盖处理；再次，将喷涂粉末在预热的高速气流的携带作用下，以固态形式沉积于青铜器文物的待修复部位；最后，对处理后的修复区域表面进行打磨、上色和做旧处理。本发明专利技术提供的修复方法操作简单、修复效率高、对青铜器文物基体无明显热影响，修复层化学成分以及组织结构可与原材料保持一致，便于后续做旧等处理。该方法对环境基本无污染，喷涂飞溅的粉末可以回收再利用，绿色环保，具有广阔的推广及应用前景。推广及应用前景。推广及应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种无损伤的断裂破损青铜器文物的修复方法


[0001]本专利技术属于青铜器修复的
，具体涉及一种无损伤的断裂破损青铜器文物的修复方法。

技术介绍

[0002]我国作为四大文明古国，有着五千年的历史文化。随着不断地考古发掘，出土了大量的青铜器具。青铜器具是我国文化遗产的重要组成部分，采用古代传统的金属锻造工艺制作，其主要合金成分为Cu，Sn，Pb等金属元素。由于长年累月深埋在土壤中，出土后的青铜器大多存在不同程度的断裂破损，需要经过修复才能恢复原貌。
[0003]青铜器的修复一般包括清洗去锈，残缺补配，做旧，缓蚀、封护等步骤，对于断裂破损处的残缺补配一般采用焊接和粘接的方式。焊接主要是采用铜焊和锡焊，在修复过程中存在热影响区大，焊接强度不高，易开裂的缺点。粘接主要采取胶粘结，随着时间流逝，粘接剂会发生老化，且无法避免，从而导致断裂破损部位修复处发生老化，开裂。因此，上述两种修复手段均会导致青铜器文物的反复修复，而反复修护会对文物造成损伤，最终可能导致青铜器文物无法修复甚至报废，失去其文化信息，造成无法挽回的文化损失。
[0004]目前对于断裂破损青铜器文物的修复方法主要采用激光焊，激光熔覆，自蔓延焊接等手段，如专利技术名称为《一种断裂青铜器文物的修复方法》，(公开号：CN1431078A)的专利提出采用热传导焊接方法和深熔焊接方法，通过将激光束直接辐射至青铜器断裂处，与青铜材料相互作用，使断裂处实现两端焊结。然后，根据修复的要求对激光焊接后的青铜器进行打磨、抛光、作旧、上色等处理，达到修复目的。专利技术名称为《一种缺损青铜器文物的修复方法》，(公开号：CN1451510A)的专利将大功率激光束照射到待修复青铜器文物缺损处，同时向激光熔池送入金属粉末，在激光能量作用下，青铜器文物金属基底表面微熔，激光熔池中的青铜粉末也被熔化，填充青铜器文物缺损处，冷却后形成一层涂覆修复层。专利技术名称为《一种断裂缺损青铜器文物的修复方法》，(公开号：CN105149862)的专利主要针对断裂缺损文物的修复，该专利技术方法通过自蔓延焊粉的放热反应，获得与青铜器文物基体成分一致的高温金属液，金属液在封装模具中凝固成特定形状，并与基体之间形成牢固的冶金结合，从而实现断裂缺损青铜器文物的修复。
[0005]目前采用激光焊接和激光熔覆技术进行修复的文物为薄壁件且焊缝间隙较窄，而针对焊缝间隙较大且存在缺损部位的文物实现完整修复较为困难，并且该技术需要将青铜器文物运送至实验室内，采用昂贵的激光设备，修复效率低，适应性差，操作繁琐。而采用自蔓延焊接技术虽然无需外加电源或热源，可现场直接利用材料的放热反应产生焊接溶液实现焊接修复，但由于放热反应迅速，产生温度梯度，易造成焊缝处组织成分不均匀，且焊接模具制作成本高。更为重要的是，上述修复手段由于修复过程中存在极高的热量，修复材料均处于熔融状态，会对青铜器文物基体产生热影响，造成基体以及修复处材料的氧化，烧结，相变等不可逆损伤。
[0006]基于此，提供一种全新的适用于青铜器文物的修复方法，以有效的避免传统修复
方法对青铜器文物基体造成的氧化、烧结、相变等不可逆的损伤，对于文物保藏和文化传承具有重要的意义，也是研究人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种操作简单、修复效率高、对断裂或破损的青铜器文物基体无影响、无损伤，可以原位实施的修复方法。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：提供一种无损伤的断裂破损青铜器文物的修复方法，包括以下步骤：
[0009]S1、根据待修复青铜器文物的成分，配置喷涂原料，将喷涂原料混合得到喷涂粉末；
[0010]S2、清除青铜器文物表面的油污和锈蚀，对青铜器文物的待修复部位进行扩大坡口处理，对坡口底部进行填充处理，对坡口附近的青铜器基材部位进行遮盖处理；
[0011]S3、将所述喷涂粉末在预热的高速气流的携带作用下，以固态形式沉积于青铜器文物的待修复部位；所述沉积中，气流的气压为0.3～0.5MPa，气流的预热温度为200～400℃；
[0012]S4、对步骤S3处理后的青铜器文物的修复区域表面进行打磨、上色和做旧处理，得到修复后的青铜器文物。
[0013]在本专利技术提供的总体技术方案中，首先，对喷涂粉末进行配置，并对待修复的青铜器文物进行预处理，其中，扩大坡口及对坡口底部填充以便于后期喷涂粉末在待修复区域进行沉积，对坡口附近基材进行遮盖处理能够防止修复过程伤害到其它无缺陷部位；其次，寻找合适的方式将喷涂粉末覆盖于青铜器文物的待修复部位，专利技术人充分考虑到青铜器文物的特殊性和无损伤修复要求，经大量研究探索，确定了一种将喷涂粉末在预热高速气流的携带下，以固态形式沉积于待修复部位的修复方法，并控制沉积过程中的气流气压和气流温度，使气体加热温度保持在喷涂粉末离子的熔点以下，喷涂粉末粒子在沉积过程中始终处于固态，可以极大避免氧化敏感金属(如Cu、Al、Zn等)在传统的热表面工程技术中发生的氧化，相变，残余应力以及晶粒长大等问题；最后，对喷涂后的修复区域进行后期处理，即完成了对青铜器文物的无损伤修复。
[0014]进一步的，所述步骤S1中，待修复青铜器文物包括断裂的和/或破损的青铜器文物。根据待修复青铜器文物的成分配置喷涂原料，使喷涂粉末的成分尽可能与青铜器文物成分接近，这样能够确保焊缝性能和母材性能的一致性，且修复区域不易被腐蚀和断裂。
[0015]进一步的，所述步骤S1中，所述喷涂原料按质量百分数计包括：Cu粉末80～95wt.％、Sn粉末2～15wt.％、Pb粉末1～3wt.％、低碳锰铁FeMn粉末0.5～3.5wt.％、S70铸钢粉末0.5～2wt.％。上述喷涂原料在机械混料机中混合得到喷涂粉末。在本专利技术中，在喷涂原料中加入0.5～3.5wt.％的低碳锰铁粉末FeMn可以保证修复层的强度和耐蚀性，加入0.5～2wt.％的S70铸钢粉末，可以发挥喷丸强化作用，便于提高沉积效率，增加界面之间的结合力。
[0016]进一步的，所述喷涂原料中，Cu粉末、Sn粉末、Pb粉末、低碳锰铁FeMn粉末和S70铸钢粉末均为球形，纯度为99.9％。
[0017]进一步的，所述喷涂原料中，S70铸钢粉末的粒径为120～250μm，其他几种粉末的
粒径为15～25μm。优选地，所述喷涂原料中，S70铸钢粉末的粒径为180μm，其他几种粉末的粒径为20μm。
[0018]进一步的，所述步骤S2中，采用喷砂处理清除青铜器文物表面的油污和锈蚀，喷砂的压力为0.4～0.6MPa，喷砂时间为5～20s，喷砂用砂丸目数为50～200目。该设置主要是考虑到青铜合金比较软，其喷砂压力不宜过大，时间不宜过长，否则容易对待修复基体造成损伤。
[0019]进一步的，所述步骤S2中，坡口处理的坡口形状选自V型坡口或X型坡口中的一种，坡口处理可以采用砂轮等机械设备进行。一般而言，坡口形状可以为V型、X型、I型、Y型、单U型或双U型。在本专利技术中，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无损伤的断裂破损青铜器文物的修复方法，包括以下步骤：S1、根据待修复青铜器文物的成分，配置喷涂原料，将喷涂原料混合得到喷涂粉末；S2、清除青铜器文物表面的油污和锈蚀，对青铜器文物的待修复部位进行扩大坡口处理，对坡口底部进行填充处理，对坡口附近的青铜器基材部位进行遮盖处理；S3、将所述喷涂粉末在预热的高速气流的携带作用下，以固态形式沉积于青铜器文物的待修复部位；所述沉积中，气流的气压为0.3～0.5MPa，气流的预热温度为200～400℃；S4、对步骤S3处理后的青铜器文物的修复区域表面进行打磨、上色和做旧处理，得到修复后的青铜器文物。2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述步骤S1中，待修复青铜器文物包括断裂的和/或破损的青铜器文物。3.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述喷涂原料按质量百分数计包括：Cu粉末80～95wt.％、Sn粉末2～15wt.％、Pb粉末1～3wt.％、低碳锰铁FeMn粉末0.5～3.5％
、
S70铸钢粉末0.5～2wt.％。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国栋，李孟钊，周梦萱，江旭东，周怡成，龚寅卿，汪昌顺，梅青松，薛龙建，李成林，杨兵，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：