CN108749459A - 用于固定地紧固金属镶嵌物的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种元件(10)，该元件(10)包括体部(11，18，18')，该体部(11，18，18')包括至少一个形成装饰物(13)的图案空腔的凹槽(12)，所述至少一个凹槽由电沉积物(16)完全填充，以便形成镶嵌有至少一个具有改善的视觉质量的金属装饰物(13)的元件(10)。根据本发明，所述元件(10)包括用于固定地紧固所述至少一个金属装饰物的紧固装置，该紧固装置与所述至少一个凹槽连通，以便改善所述至少一个装饰物相对于所述元件的紧固。本发明涉及钟表或珠宝首饰领域。

Description

用于固定地紧固金属镶嵌物的装置

本申请是申请日为2013年2月8日、名称为“用于固定地紧固金属镶嵌物的装置”的发明专利申请No.201310050678.6的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种镶嵌有至少一个金属装饰物的元件，且更具体地，本发明涉及一种包括用于固定地紧固至少一个金属装饰物的装置的元件。

背景技术

已知的是，形成至少部分由人造蓝宝石制成的表圈，以便通过透明显示出覆盖在位于表圈下面的凹槽中的沉积物，所述沉积物例如形成刻度或商标名称。这种结构具有这样的优点：通过用蓝宝石部分完全覆盖沉积物，防止了沉积物机械降解。然而，这种结构会使得难以读取装饰物，这是因为沉积物的色彩由于传递而改变并且在蓝宝石和沉积物之间不存在色调差异。

发明内容

本发明的目的是，克服上述缺点的全部或部分，同时保持机械抵抗力的优点并增加改善的视觉质量的优点。

因此，本发明涉及一种元件，该元件包括体部，该体部包括至少一个形成装饰物的图案空腔的凹槽，所述至少一个凹槽由电沉积物完全填充，以便形成镶嵌有至少一个具有改善的视觉质量的金属装饰物的元件，其特征是，所述元件包括用于固定地紧固所述至少一个金属装饰物的紧固装置，该紧固装置包括贯穿所述元件的至少一个孔，该孔与所述至少一个凹槽连通并由所述电沉积物至少部分填充，以便改善所述至少一个装饰物相对于所述元件的紧固。

有利地，根据本发明，在不改变美学外观的情况下，装饰物因此更难以取下。

根据本发明的其它有利特征：

-所述至少一个孔的直径随着其远离所述至少一个凹槽逐渐向外扩展，以便相对于所述元件保持所述电沉积物。

-电沉积物完全填充所述至少一个孔；

-电沉积物覆盖位于所述至少一个孔的与所述至少一个凹槽连通的端部相对的端部处的肩部，以便阻止所述至少一个装饰物相对于所述体部的任何运动；

-电镀金属沉积物包括金和/或铜和/或银和/或铟和/或铂和/或钯和/或镍；

-所述至少一个凹槽中的每一个都具有在80μm和200μm之间的深度，以便提高粘附力；

-所述体部由导电陶瓷材料——例如金属陶瓷——制成；

-所述体部是不导电的，例如氧化锆基的，所述装饰物还包括至少一层在所述体部和所述电沉积物之间的基本上50nm的导电层。

此外，本发明涉及钟表的外部部件的一部分，或更一般地涉及钟表或珠宝首饰，其特征在于，它包括至少一个根据前述变型中的任一个所述的元件。

最后，本发明涉及一种制造元件的方法，其包括以下步骤：

a)形成体部；

b)在体部的一个表面上蚀刻至少一个凹槽，所述至少一个凹槽中的每一个都形成用于装饰物的图案空腔；

c)在所述体部中蚀刻至少一个与所述至少一个凹槽连通的通孔，以便形成紧固装置；

d)电沉积金属材料，以便完全填充所述至少一个凹槽和至少部分填充所述至少一个孔；

e)从所述体部的表面去除所有沉积物，以便沉积物仅留在所述至少一个凹槽和所述至少一个孔中的中空部内。

有利地，根据本发明，将装饰物制造在元件内部深处，因此在不改变所述装饰物的美学外观的情况下使它们更加难以去除。

根据本发明的其它有利特征：

-所述至少一个孔的直径随着其远离所述至少一个凹槽逐渐向外扩展，以便相对于所述元件保持所述电沉积物；

-在步骤d)中，金属沉积物完全填充所述至少一个孔；

-在步骤d)中，金属沉积物覆盖所述至少一个孔的与所述至少一个凹槽连通的端部相对的端部的肩部，以便阻止至少一个装饰物相对于体部的任何运动；

-体部由导电的陶瓷材料制成；

-体部由不导电的陶瓷材料制成，并且在步骤c)和步骤d)之间，该方法包括步骤f)：在包括所述至少一个凹槽和所述孔的整个表面上沉积至少一层基本上50nm的导电层；

-步骤f)通过化学镀或物理气相沉积实现；

-步骤a)通过烧结实现；

-步骤b)通过使用激光在80μm和200μm之间的深度处实现，以便提高粘附力；

-步骤c)通过从与将接纳所述至少一个凹槽的表面相对的表面定向激光束利用激光来实现；

-调换步骤b)和c)的顺序；

-至少一个凹槽中的每一个都包括连续的至少部分倒圆的表面，以便有利于步骤d)的实施。

附图说明

从下面结合附图通过非限制实施例给出的描述中，其它特征和优点将变得更加清楚，其中：

-图1是根据本发明的钟表的简图；

-图2是根据本发明被镶嵌之前的陶瓷元件的俯视图；

-图3至图8是根据本发明的制造方法的连续步骤；

-图9是根据本发明的方法的流程图；

-图10和图11是根据本发明的紧固装置的可选实施例。

具体实施方式

图1中示出的示例示出钟表，该钟表总体上由附图标记1指示，该钟表包括至少一个镶嵌元件10。每个镶嵌元件10将形成非常抗磨损的部分，该镶嵌元件10包括至少一个金属装饰物13，该金属装饰物13的视觉质量尤其在对比度方面得到改善。

根据本发明的镶嵌元件10可形成钟表1的外部部件的全部或部分。因此，它可以形成表壳2、表链3、表圈4、表盘5、表镜6、按钮7和/或表冠8的全部或部分。在下面示出的示例中，参考包括镶嵌装饰物13的环10对本发明进行说明，所述镶嵌装饰物13形成表圈4的刻度标记。还可以形成用于钟表机芯——例如桥夹板和/或机板和/或振荡摆锤——的镶嵌元件10。

如图1、图2和图8所示，镶嵌的陶瓷元件10包括体部11，该体部11包括至少一个凹槽12，该凹槽12形成用于装饰物13的图案空腔。图1示出，有利地，根据本发明，每个装饰物13可采用任何形式，例如几何图形或字母数字字符。根据本发明，每个凹槽12都完全由金属材料形成的电沉积物16填充。这种结构保护在体部11内的每个装饰物13。

根据优选实施例，体部11由导电材料——例如金属陶瓷——制成。金属陶瓷是由陶瓷和金属的混合物制成的。例如它可以包括TiC、SiN或ZrC，以形成体部11的全部或部分。

然而，根据第二变型，体部11也可以由不导电的材料制成。在这种情况下，装饰物13还包括至少一层在体部11和电沉积物16之间的基本上50nm的导电层15。此时，体部11例如可由氧化锆基陶瓷形成，氧化锆基陶瓷的使用是由于其机械性能、抛光能力以及在较小程度上它提供广泛的颜色调色板的能力。

因此，显然，根据本发明，体部11可以由导电或不导电的材料形成。因此，体部11可由多种材料获得。

为了改进装饰物13在体部11中的粘附性，凹槽12优选具有在80μm和200μm之间的深度。

此外，为了电沉积物的粘附性，优选地，每个凹槽12都具有连续的、至少部分倒圆的表面，即，其内表面不包括任何边缘。

最后，镶嵌元件10还包括用于固定地紧固所述至少一个金属装饰物13的紧固装置，该紧固装置与所述至少一个凹槽12连通，以便改进所述至少一个装饰物13相对于所述元件10的紧固。优选地，紧固装置包括至少一个贯穿所述元件10的孔14，该孔14至少部分由所述电沉积物16以及在合适的情况下所述至少一层导电层15填充，以便增加与所述元件接触的表面。

在图8示出的示例中，还可以看到，孔14的直径随着其逐渐远离所述至少一个凹槽12逐渐向外扩展，以便相对于所述元件10紧固所述电沉积物16以及在合适的情况下所述至少一层导电层15。实际上，在孔14是基本上圆锥形的情况下，由于孔14的向凹槽12内开口的部分的直径比孔14的其它部分的小，所以装饰物13不能再移除。

根据图10和图11示出的紧固装置的可选实施例，电沉积物16也可完全填充所述至少一个孔14，以便使与元件的体部18、18'接触的表面最大化。当体部18、18'的厚度基本上等于或小于凹槽12的深度的四倍时，例如钟表表盘5，这两个可选实施例是可行的。

根据图10示出的第一可选实施例，体部18包括至少一个凹槽12，该凹槽12与在与表面F相对的表面P上开口的至少一个孔14连通，该表面F将接纳所述至少一个凹槽12。因此，显然，体部18在两个侧面上都是中空的。此外，优选地，电沉积物16覆盖位于所述至少一个孔14的与所述至少一个凹槽12连通的端部相对的端部处的肩部19，以便阻止所述至少一个装饰物13相对于体部18的任何运动。因此，显然，电沉积物16相对于所述相对表面P突出出来。

根据图11示出的第二可选实施例，体部18'包括至少一个凹槽12，该凹槽12与在与表面F相对的表面P中的凹槽20上开口的至少一个孔14连通，该表面F将接纳所述至少一个凹槽12。因此，显然，体部18'在两个侧面上都是中空的。此外，优选地，电沉积物16覆盖位于所述至少一个孔14的与所述至少一个凹槽12连通的端部相对的端部处的肩部19，以便阻止所述至少一个装饰物13相对于体部18'的任何运动。因此，显然，电沉积物16将仅保留在凹槽20中，即，相对于所述相对表面P不突出出来。

可选地，可以使用用于提高将来的装饰物13粘附在体部11上的粘附性的层。实际上，虽然凹槽12的底部的微粗糙度和紧固装置有助于粘附，但是可在电沉积物16以及在合适的情况下导电层15与体部11、18、18'之间沉积例如基本上50nm的层。根据用于该中间层的沉积方法，可以设想若干类型的材料，例如Cr、Cr₂N、TiN、TiW、Ni、NiP、Cu、Ti或Zr。

电沉积物16以及在合适的情况下所述至少一层导电层15也可由多种材料形成。优选地，对于第二变型，选取具有粘附性能和电铸所必须的高导电能力的导电层15。

此外，根据本发明，每个装饰物13的视觉效果主要通过电沉积物16的色彩获得。因此，用于电沉积物16的材料优选根据色彩或更一般地根据其外形美观来选择。因此，金属电沉积物16和附带地层15包括金和/或铜和/或银和/或铟和/或铂和/或钯和/或镍。

通过示例，因此可以通过给予体部11光亮的外观以及给予装饰物13缎纹的外观获得复杂的视觉效果。而且，装饰物13还可由相同的金属形成，以提供一致的外观，或者由若干不同的金属形成，以便例如在两个装饰物之间提供不同色彩，例如，在图1的情况下，一种用于刻度的色彩，另一种用于字母数字字符的色彩。

为了使颜色均匀，还可以设想用与周围体部11、18、18'相同的材料形成装饰物13。因此，在图1的实施例中，可以使表圈4的装饰物13具有与表壳2、表链3、表圈4的其余部分、表盘5、表镜6、按钮7和/或表冠8相同材料。

可选地，根据本发明，镶嵌元件10还可以提供可选择的、基本上透明的层，以便防止装饰物13老化。上述层可以例如包括氮化硅，以防止电沉积物16以及在合适的情况下所述至少一层导电层15失去光泽，尤其是当它们主要是银基的时。

现在结合附图2至图9通过不导电的陶瓷体部的示例对制造镶嵌元件10的方法21进行描述。当然，体部11可以由除了不导电陶瓷以外的其它材料制成，如上所述。

在图9示出的第一步骤22中，方法21在于：形成例如氧化锆的体部11。如由图3至图4的变化部分地示出的，步骤22的最终的体部11优选通过烧结获得，即，由经由注射工艺形成的未焙烧的体部17获得最终的体部11。在步骤22结束时，在图4示出的体部11具有其最终的尺寸。

如图9所示，方法21包括第二步骤23，用于在陶瓷体部11的一个表面F上蚀刻至少一个盲凹槽12，其中，凹槽12形成用于将来的装饰物13的图案空腔，如图2和图5所示。优选地，每个凹槽12具有在80μm和200μm之间的深度P。此外，优选地，每个凹槽12具有连续的、至少部分倒圆的表面，以便有利于如下所述的电铸步骤26的实施。步骤23优选通过使用激光进行破坏性辐射获得，以便获得高精度的蚀刻。

如图9所示，方法21继续用于蚀刻至少一个孔14的第三步骤24，所述孔14与每个凹槽12连通，以便形成紧固装置。如图2和图6所示，根据每个凹槽12的形状和跨度，制造一个或多个用于每个凹槽12的孔14。步骤24优选通过使用激光进行破坏性辐射获得，以便获得高精度的蚀刻。

根据本发明，每个孔14穿过元件10的体部11，使得它可以在步骤26期间至少部分由金属材料16以及在合适的情况下在步骤25和25'中由所述至少一层导电层15填充，以便增加与所述元件接触的表面。实际上，显然，电解质因此可以在电铸步骤26中在凹槽12“前面”和“后面”流动，即，它可以在任何时候沉积在每个凹槽12和每个孔14中。

最后，如图6所示，每个孔14的直径随着其逐渐远离所述至少一个凹槽12逐渐向外扩展，以便相对于元件10阻挡将来的金属材料16以及在合适的情况下所述至少一层导电层15。实际上，如上所述，在每个孔14是基本上圆锥形的情况下，由于孔14的向凹槽12内开口的部分的直径比孔14的其它部分的小，所以装饰物13不能再移除。优选地，因此每个孔14在凹槽12的底部处具有基本上等于100μm的直径，并在与体部11相对的表面P上以基本上等于120μm或更大的直径结束。

优选地，有利地，根据本发明，步骤24通过从相对表面P定向激光束来实现，以便立即形成以锥形的方式的所述至少一个孔14，即，最大的直径处于与相对表面P的接合处。

在第一实施例中，如图9中的三线所示，步骤24接着是方法21的步骤25'，该步骤25'在于：在包括所述至少一个凹槽12和所述至少一个孔14的整个表面F上沉积至少一层基本上50nm的导电层15。步骤25'可通过湿法——例如化学镀——实现，或通过干法——例如物理气相沉积——实现。在第一实施例中，在步骤25'之后，方法21继续步骤26。

因此，上述层15可以例如由金和/或铜和/或银和/或铟和/或铂和/或钯和/或镍制成。

在第二实施例中，如图9中的双线所示，步骤24接着是方法21的步骤25，该步骤25在于沉积如上所述的中间层。此时，中间层优选使用干法——例如物理气相沉积——制成。在第二实施例中，在上述步骤25之后，方法21在进入步骤26之前继续第一实施例的步骤25'，或者直接继续步骤26。

最后，在第三实施例中，如图9中的单线所示，步骤24直接接着步骤26。该实施例涉及第一变型，该第一变型优选使用导电陶瓷作为用于体部的材料11。

步骤26在于：从体部11的表面F以及在合适的情况下从导电层15电沉积金属材料16，以便完全填充每个凹槽12和至少部分填充每个孔14，如图7所示。而且，如在图10和图11的紧固装置的两个可选实施例中所阐述的，在步骤26中，金属沉积物16可完全填充所述至少一个孔14。最后，在该相同步骤26中，金属沉积物16覆盖所述至少一个孔14的与所述至少一个凹槽12连通的端部相对的端部的肩部19，以便阻止所述至少一个装饰物13相对于体部18、18'的任何运动。

优选地，为了便于上述填充，通过在凹槽12、孔14以及在合适的情况下在凹槽20中搅拌，即，通过实施电镀浴流体的强制移位，来强制进行电解质更新，以便防止在填充凹槽12、孔14以及在合适的情况下凹槽20中出现任何问题。

如上所述，根据色彩或更一般地所希望的视觉效果，在步骤26中沉积的金属材料包括金和/或铜和/或银和/或铟和/或铂和/或钯和/或镍。

最后，在第六步骤27中，方法21以从体部11、18、18'的表面去除任何沉积物16以及在合适的情况下导电层15结束，使得沉积物仅留在每个凹槽12和孔14中，如图8、图10和图11所示。因此，镶嵌元件10完成并且仅需要组装在最终部件中。上述步骤27可通过普通的表面方法例如磨削或研磨以去除多余的材料并随后进行抛光获得。

根据本发明的方法21还可以具有可选择的用于沉积基本上透明的层的最终步骤，以便防止装饰物13老化。上述层例如可以包括氮化硅，以防止金属材料16以及在合适的情况下所述至少一层导电层15失去光泽，尤其是当它们主要由银基材形成时。

当然，本发明并不限于示出的示例，而是包括对于本领域熟练技术人员来说是显而易见的各种变型和改动。尤其是，根据本发明的镶嵌元件10的应用决不限于钟表1。因此，通过示例，镶嵌元件10可应用于珠宝首饰或甚至餐具。

此外，在步骤23中形成凹槽12还可以与在步骤24中形成孔14转换，而不丧失本发明的优点。如果其精度和废品率可接受的话，还可以设想用其它类型的蚀刻替代在步骤23或步骤24中的激光蚀刻。

最后，还应当指出，步骤25或25'并不限于化学镀或物理气相沉积，而是可选择例如通过化学气相沉积、原子层沉积法或离子轰击法实现。

Claims (25)

1.一种元件(10)，该元件(10)包括体部(11，18，18')，该体部(11，18，18')包括位于所述体部的一侧的至少一个凹槽(12)，所述至少一个凹槽(12)形成装饰物(13)的图案空腔，所述至少一个凹槽由电沉积物(16)完全填充，以便形成镶嵌有至少一个金属装饰物(13)的元件(10)，其特征在于，所述元件包括用于固定地紧固所述至少一个金属装饰物的紧固装置，该紧固装置包括贯穿所述元件(10)的至少一个通孔(14)，所述通孔(14)具有与所述至少一个凹槽(12)连通的第一端和与所述体部的另一侧连通的第二端，所述通孔由所述电沉积物(16)至少部分填充，以便改善所述至少一个装饰物相对于所述元件的紧固。

2.根据权利要求1所述的元件(10)，其特征在于，所述至少一个通孔(14)的直径随着其远离所述至少一个凹槽(12)逐渐向外扩展，以便相对于所述元件保持所述电沉积物(16)。

3.根据权利要求1所述的元件(10)，其特征在于，所述电沉积物(16)完全填充所述至少一个通孔(14)。

4.根据权利要求3所述的元件(10)，其特征在于，所述电沉积物(16)覆盖所述至少一个通孔(14)的与所述至少一个凹槽(12)连通的端部相对的端部的肩部(19)，以便阻止所述至少一个装饰物(13)相对于所述体部(18，18')的任何运动。

5.根据权利要求1所述的元件(10)，其特征在于，所述电沉积物(16)包括金和/或铜和/或银和/或铟和/或铂和/或钯和/或镍。

6.根据权利要求1所述的元件(10)，其特征在于，所述至少一个凹槽(12)中的每一个都具有在80μm和200μm之间的深度，以便提高粘附力。

7.根据权利要求1所述的元件(10)，其特征在于，所述体部(11，18，18')由导电的陶瓷材料制成。

8.根据权利要求7所述的元件(10)，其特征在于，所述体部(11，18，18')完全或部分由金属陶瓷形成。

9.根据权利要求1所述的元件(10)，其特征在于，所述体部(11，18，18')是不导电的，所述装饰物(13)还包括至少一层在所述体部(11，18，18')和所述电沉积物(16)之间的基本上50nm的导电层(15)。

10.根据权利要求9所述的元件(10)，其特征在于，所述体部(11，18，18')由氧化锆基材形成。

11.一种钟表(1)，其特征在于，它包括至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的元件(10)。

12.根据权利要求11所述的钟表(1)，其特征在于，所述至少一个元件的体部(11，18，18')形成表壳(2)和/或表链(3)和/或表圈(4)和/或表盘(5)和/或表镜(6)和/或按钮(7)和/或表冠(8)的全部或部分。

13.一种珠宝首饰，其特征在于，它包括至少一个根据权利要求1至10中的任一项所述的元件(10)。

14.一种用于制造元件(10)的方法(21)，该方法(21)包括以下步骤：

a)形成体部(11，18，18')；

b)在所述体部(11，18，18')的第一表面(F)上蚀刻至少一个凹槽(12)，所述至少一个凹槽中的每一个都形成用于装饰物(13)的图案空腔；

c)蚀刻贯穿所述体部(11，18，18')并与所述至少一个凹槽(12)连通的至少一个通孔(14)，所述通孔(14)具有与所述至少一个凹槽(12)连通的第一端和与所述体部的第二表面连通的第二端，以便形成紧固装置；

d)电沉积金属材料(16)，以便完全填充所述至少一个凹槽和至少部分填充所述至少一个通孔；

e)从所述体部(11，18，18')的表面去除所有沉积物(16)，使得所述沉积物仅留在所述至少一个凹槽和所述至少一个通孔的中空部内。

15.根据权利要求14所述的方法(21)，其特征在于，所述至少一个通孔(14)的直径随着其远离所述至少一个凹槽(12)逐渐向外扩展，以便相对于所述元件保持所述电沉积物(16)。

16.根据权利要求14所述的方法(21)，其特征在于，在步骤d)期间，所述金属沉积物(16)完全填充所述至少一个通孔(14)。

17.根据权利要求16所述的方法(21)，其特征在于，在步骤d)中，所述金属沉积物(16)覆盖所述至少一个通孔(14)的与所述至少一个凹槽(12)连通的端部相对的端部的肩部(19)，以便阻止所述至少一个装饰物(13)相对于所述体部(18)的任何运动。

18.根据权利要求14所述的方法(21)，其特征在于，所述体部(11)由导电的陶瓷材料制成。

19.根据权利要求14所述的方法(21)，其特征在于，所述体部(11，18，18')由不导电的陶瓷材料制成，并且在步骤c)和步骤d)之间所述方法(21)还包括以下步骤：

f)在包括所述至少一个凹槽和所述至少一个通孔的整个表面(F)上沉积至少一层大约50nm的导电层(15)。

20.根据权利要求19所述的方法(21)，其特征在于，步骤f)通过化学镀或物理气相沉积实现。

21.根据权利要求18至20中的任一项所述的方法(21)，其特征在于，步骤a)通过烧结实现。

22.根据权利要求14所述的方法(21)，其特征在于，步骤b)通过使用激光在80m和200m之间的深度处实现，以便提高粘附力。

23.根据权利要求14所述的方法(21)，其特征在于，步骤c)通过从与将接纳所述至少一个凹槽(12)的表面(F)相对的表面(P)定向激光束利用激光来实现。

24.根据权利要求14所述的方法(21)，其特征在于，调换步骤b)和c)的顺序。

25.根据权利要求14所述的方法(21)，其特征在于，至少一个凹槽(12)中的每一个都包括连续的或至少部分平坦的表面(R)，以便有利于步骤d)的实施。