CN109097798B - 一种中空硬金手表表带带粒制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，包括以下步骤：S1、采用金属或金属合金压制成带粒内坯；S2、在带粒内坯上确定生耳孔的具体位置并在该位置涂绝缘油定位；S3、对精加工后并涂好绝缘油的带粒内坯进行电铸沉积硬金层；S4、将电铸完成后的表带带粒浸泡在酸中除去金属或金属合金制成的带粒内坯和涂在带粒内坯表面上用于定位生耳孔的绝缘油；S5、对电铸完成后表带带粒内膜和外膜进行打磨与抛光处理；S6、将打磨后的带粒清洗干净并利用超声波除杂质，即制得中空硬金的表带带粒。采用电铸工艺能够制得表面光滑，硬度较高，成本较低且外形美观的中空硬金表带带粒。
Description
技术领域
本发明涉及钟表技术领域和金属加工领域，具体涉及一种中空硬金手表表带带粒制作工艺。
背景技术
随着生活水平和艺术鉴赏水平的不断提高，人们对于手表装饰需求有了较大的提升并逐渐超过了使用需求，因此贵金属手表的市场越发壮大，越来越多的消费者购买贵金属手表。贵金属手表通常为黄金材质制造，具有较高的观赏和收藏价值。
目前，市场上出现的贵金属手表的表壳由黄金制成，主要采用传统的塑金工艺生产的；对于手表表带来说，通常是由金属铜或合金材料制成；现有技术中并没有采用黄金材料制成的表带带粒，主要是因为手表的表带需要承受较大的外力，而黄金材质偏软，硬度不够，长期的佩戴和不断的拆卸就会产生摩擦对带粒造成极大的磨损，因此黄金无法直接采用便捷的塑金工艺用于表带的加工制作；其次，通常制成表带后，需要在表带上车钻出用于生耳连接的生耳孔，或者是通过切割的工艺对其进行连接加工，这样的钻孔方式容易对黄金表带造成不必要的磨损。申请号为CN201410811851.4的发明专利公开了一种中空表壳或饰件的制作方法，该发明先制作了模种，接着利用电铸的工艺在模种上电铸沉积层，随后在电铸完毕的模种上钻排料孔，最后将钻孔的模种放入盐酸或硝酸或硫酸中，去除模种；这种方法现在常用于大件的黄金首饰工艺品的制作中；然而，目前采用电铸制作中空硬金带粒的相关工艺是没有的，同时，现有中空硬金电铸工艺还存在着电铸液的电流效率低、电铸后不同金层部位硬度差别大、析氢和电场边缘效应导致铸金层凹凸不平等问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，采用改进的电铸工艺制作表带带粒，制成表面光滑，硬度高且均匀，外形美观的带粒。
本发明的技术方案如下：
1、一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，包括以下步骤：
S1、将可与盐酸或硝酸或硫酸起化学反应的金属合金倒入模具中压铸出带有弧面的带粒内坯并对其进行精加工处理；
S2、在带粒内坯的两侧确定用于连接表带相邻带粒的生耳的具体位置并在该位置涂抹绝缘油从而定位生耳孔；
S3、对精加工后并涂好绝缘油的带粒内坯悬挂于盛有电铸液的电铸缸内进行电铸沉积硬金层；
S4、将电铸完成后的带粒利用压嵌机加压并溶解清除带粒内坯；
S5、对电铸后的带粒外膜进行表面处理以及回火处理，即制得中空硬金的表带带粒。
其中，所述精加工处理包括在带粒内坯弧面的相对一侧的底平面上打出均匀排列的若干内凹面，并对带粒内坯进行珩磨、除油和活化处理。
其中，所述步骤S3电铸过程具体包括以下步骤：
（1）采用络合剂、氰化亚金钾、氰化钴钾、柠檬酸、柠檬酸钾、乙二胺四乙酸二钠盐、硫脲衍生物和超纯水配制成电铸液；
（2）将带粒内坯悬挂于电铸缸内的电铸悬挂件上，使带粒内坯在电铸的过程中以80-150r/min转速自转，并在竖直方向上做S型往复运动；
（3）电铸完成后起缸，对电铸完成后的表带带粒采用烘干机烘干，烘干温度为100~120℃，烘干时间为30~40min。
其中，所述电铸液的配制方法：将5~12mg柠檬酸、5~12mg柠檬酸盐、7~10mg乙二胺四乙酸二钠盐和0.05~0.3g硫脲衍生物溶于0.5L超纯水中混合均匀；接着在上述混合溶液中边搅拌边加入10~25g的氰化亚金钾以及0.3~0.6g的氰化钴钾；混合均匀后加入0.5L的超纯水至规定量。
其中，所述电铸的电流设置为双向脉冲电流，正向峰值电流密度为6~9A/dm2，反向峰值电流密度2 ~3A/dm2；
其中，所述步骤S4溶解清除带粒内坯的方法：用68%的硝酸溶液和98%的硫酸溶液依次清洗去除金属合金制成的带粒内坯。
其中，所述步骤S5中的表面处理采用磁力研磨机进行。
其中，所述步骤S5回火处理的方法：所述回火处理为高温回火处理从而增加表壳内坯韧性，去除脆性；以5~10℃/min的升温速率升至350~380℃保温0.5~1h后，再以10~15℃/min的升温速率升至高温回火温度为550~650℃，保持1~1.5h后以10~20℃/min的降温速率将温度调至室温，并在回火炉中保温40~60min。
本发明具有如下有益效果：
1、在电铸过程中，产品的结构是需要考虑的重要因素，它会影响电铸过程中的金属沉积方式及铸件承受外力的能力，因而会影响电铸件的抗变形能力。根据电沉积理论，电铸沉积过程中壁厚的均匀性体现了铸件表面电流的分布特性；电流分布均匀，壁厚就较均匀，而电铸件的结构会影响电流部分状况，在铸件尖角、棱边等部位的电流密度较高，容易出现电铸层烧焦或树枝状结晶，而在铸件凹陷、盲孔等部位的电流密度低，铸层厚度薄，甚至会出现穿孔现象。不同的结构承受外来的能力不同，如果铸件表面是没有弧度的光滑平面，当其面积超过1cm2时，承受外力的能力就大大下降，轻轻挤压，中间就可能出现凹陷。带粒内坯平面中央形成弧面凸起，这种结构大大改善了铸件承受外力的能力，壁厚也基本均匀，同时，为了增加其承受外力的能力，再带粒内坯的底平面上压制形成的若干小孔，这样电铸出来的硬金带粒底面也形成这样的小孔，这种结构可以明显改善平面的抗变形能力。
2、本发明在传统的氰化亚金钾电铸液中加入氰化钴钾，电铸黄金工艺品的硬度明显提高，从而提高了工艺品成品率，节省了黄金原料。而且氰化钴钾的加入只改变镀层的结构而不影响工艺品的黄金成色。
3、本发明中通过在带粒内坯上涂绝缘油，使得整个电铸过程在涂油绝缘油的部位不发生硬金沉积，进而定位生耳孔位置，以这种方式替代传统车钻打孔方式，防止在车钻打孔过程中对金的磨损和打穿等风险，保证表带带粒的完整性和成品率。
附图说明
图1为本发明中带粒内坯的剖面图；
图2为本发明中带粒内坯底平面的仰视图；
图3为本发明实施例1中带粒铸层的表面形貌图；
图4为本发明实施例2中带粒铸层的表面形貌图。
1、带粒内坯弧面；2、底平面。
具体实施方式
下面结合较佳实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，包括以下步骤：
S1、将可与盐酸或硝酸或硫酸起化学反应的金属合金倒入模具中压铸出带有弧面的带粒内坯并对其进行精加工处理；所述精加工处理包括在带粒内坯弧面的相对一侧的底平面上打出均匀排列的若干内凹面，并对带粒内坯进行珩磨、除油和活化处理；
S2、在带粒内坯的两侧确定用于连接表带相邻带粒的生耳的具体位置并在该位置涂抹绝缘油从而定位生耳孔；涂抹绝缘油的位置在电铸过程中无法沉积硬金，就会自然形成未电铸的通孔；
S3、对精加工后并涂好绝缘油的带粒内坯悬挂于盛有电铸液的电铸缸内进行电铸沉积硬金层；
S4、将电铸完成后的带粒利用压嵌机加压使得硬金层更加紧实并能够压平电铸过程中出现凹凸不平的表面，接着将带粒浸入酸中进行溶解，清除带粒内坯；用68%的硝酸溶液和98%的硫酸溶液依次清洗去除金属合金制成的带粒内坯；
S5、对电铸后的带粒外膜进行表面处理以及回火处理，即制得中空硬金的表带带粒；表面处理采用磁力研磨机进行，磁力研磨机是采用磁场力量传导至不锈钢磨针使工件作高频率旋转运动，能够达到带粒表面快速去除毛刺，清洗污垢的效果，同时还能够处理细小的生耳孔；回火处理为高温回火处理从而增加表壳内坯韧性，去除脆性；以5~10℃/min的升温速率升至350~380℃保温0.5~1h后，再以10~15℃/min的升温速率升至高温回火温度为550~650℃，保持1~1.5h后以10~20℃/min的降温速率将温度调至室温，并在回火炉中保温40~60min。
其中，所述步骤S3电铸过程具体包括以下步骤：
（1）采用络合剂、氰化亚金钾、氰化钴钾、柠檬酸、柠檬酸钾、乙二胺四乙酸二钠盐、硫脲衍生物和超纯水配制成电铸液；首先将5~12mg柠檬酸、5~12mg柠檬酸盐、7~10mg乙二胺四乙酸二钠盐和0.05~0.3g硫脲衍生物溶于0.5L超纯水中混合均匀；接着在上述混合溶液中边搅拌边加入10~25g的氰化亚金钾以及0.3~0.6g的氰化钴钾；混合均匀后加入0.5L的超纯水至规定量；硫脲衍生物的加入，能够提升电铸液的电流效率，改善镀金的质量，通过实验数据可得，电流效率都有明显的提升；
（2）将带粒内坯悬挂于电铸缸内的电铸悬挂件上，使带粒内坯在电铸的过程中以80-150r/min转速自转，并在竖直方向上做S型往复运动；其中，所述电铸的电流设置为双向脉冲电流，正向峰值电流密度为6A/dm2，反向峰值电流密度2A/dm2；
（3）电铸完成后起缸，对电铸完成后的表带带粒采用烘干机烘干，烘干温度为100~120℃，烘干时间为30~40min。
实施例2
一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，包括以下步骤：
S1、将可与盐酸或硝酸或硫酸起化学反应的金属合金倒入模具中压铸出带有弧面的带粒内坯并对其进行精加工处理；所述精加工处理包括在带粒内坯弧面的相对一侧的底平面上打出均匀排列的若干内凹面，并对带粒内坯进行珩磨、除油和活化处理；
S2、在带粒内坯的两侧确定用于连接表带相邻带粒的生耳的具体位置并在该位置涂抹绝缘油从而定位生耳孔；涂抹绝缘油的位置在电铸过程中无法沉积硬金，就会自然形成未电铸的通孔；
S3、对精加工后并涂好绝缘油的带粒内坯悬挂于盛有电铸液的电铸缸内进行电铸沉积硬金层；
S4、将电铸完成后的带粒利用压嵌机加压使得硬金层更加紧实并能够压平电铸过程中出现凹凸不平的表面，接着将带粒浸入酸中进行溶解，清除带粒内坯；用68%的硝酸溶液和98%的硫酸溶液依次清洗去除金属合金制成的带粒内坯；
S5、对电铸后的带粒外膜进行表面处理以及回火处理，即制得中空硬金的表带带粒；表面处理采用磁力研磨机进行，磁力研磨机是采用磁场力量传导至不锈钢磨针使工件作高频率旋转运动，能够达到带粒表面快速去除毛刺，清洗污垢的效果，同时还能够处理细小的生耳孔；回火处理为高温回火处理从而增加表壳内坯韧性，去除脆性；以5~10℃/min的升温速率升至350~380℃保温0.5~1h后，再以10~15℃/min的升温速率升至高温回火温度为550~650℃，保持1~1.5h后以10~20℃/min的降温速率将温度调至室温，并在回火炉中保温40~60min。
其中，所述步骤S3电铸过程具体包括以下步骤：
（1）采用络合剂、氰化亚金钾、氰化钴钾、柠檬酸、柠檬酸钾、乙二胺四乙酸二钠盐、硫脲衍生物和超纯水配制成电铸液；首先将5~12mg柠檬酸、5~12mg柠檬酸盐、7~10mg乙二胺四乙酸二钠盐和0.05~0.3g硫脲衍生物溶于0.5L超纯水中混合均匀；接着在上述混合溶液中边搅拌边加入10~25g的氰化亚金钾以及0.3~0.6g的氰化钴钾；混合均匀后加入0.5L的超纯水至规定量；硫脲衍生物的加入，能够提升电铸液的电流效率，改善镀金的质量，通过实验数据可得，电流效率都有明显的提升；
（2）将带粒内坯悬挂于电铸缸内的电铸悬挂件上，使带粒内坯在电铸的过程中以80-150r/min转速自转，并在竖直方向上做S型往复运动；其中，所述电铸的电流设置为双向脉冲电流，正向峰值电流密度为9A/dm2，反向峰值电流密度3A/dm2；
（3）电铸完成后起缸，对电铸完成后的表带带粒采用烘干机烘干，烘干温度为100~120℃，烘干时间为30~40min。
实施例3
一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，包括以下步骤：
S1、将可与盐酸或硝酸或硫酸起化学反应的金属合金倒入模具中压铸出带有弧面的带粒内坯并对其进行精加工处理；所述精加工处理包括在带粒内坯弧面的相对一侧的底平面上打出均匀排列的若干内凹面，并对带粒内坯进行珩磨、除油和活化处理；
S2、在带粒内坯的两侧确定用于连接表带相邻带粒的生耳的具体位置并在该位置涂抹绝缘油从而定位生耳孔；涂抹绝缘油的位置在电铸过程中无法沉积硬金，就会自然形成未电铸的通孔；
S3、对精加工后并涂好绝缘油的带粒内坯悬挂于盛有电铸液的电铸缸内进行电铸沉积硬金层；
S4、将电铸完成后的带粒利用压嵌机加压使得硬金层更加紧实并能够压平电铸过程中出现凹凸不平的表面，接着将带粒浸入酸中进行溶解，清除带粒内坯；用68%的硝酸溶液和98%的硫酸溶液依次清洗去除金属合金制成的带粒内坯；
S5、对电铸后的带粒外膜进行表面处理以及回火处理，即制得中空硬金的表带带粒；表面处理采用磁力研磨机进行，磁力研磨机是采用磁场力量传导至不锈钢磨针使工件作高频率旋转运动，能够达到带粒表面快速去除毛刺，清洗污垢的效果，同时还能够处理细小的生耳孔；回火处理为高温回火处理从而增加带粒内坯韧性，去除脆性；以5~10℃/min的升温速率升至350~380℃保温0.5~1h后，再以10~15℃/min的升温速率升至高温回火温度为550~650℃，保持1~1.5h后以10~20℃/min的降温速率将温度调至室温，并在回火炉中保温40~60min。
其中，所述步骤S3电铸过程具体包括以下步骤：
（1）采用络合剂、氰化亚金钾、氰化钴钾、柠檬酸、柠檬酸钾、乙二胺四乙酸二钠盐、硫脲衍生物和超纯水配制成电铸液；首先将5~12mg柠檬酸、5~12mg柠檬酸盐、7~10mg乙二胺四乙酸二钠盐和0.05~0.3g硫脲衍生物溶于0.5L超纯水中混合均匀；接着在上述混合溶液中边搅拌边加入10~25g的氰化亚金钾以及0.3~0.6g的氰化钴钾；混合均匀后加入0.5L的超纯水至规定量；硫脲衍生物的加入，能够提升电铸液的电流效率，改善镀金的质量，通过实验数据可得，电流效率都有明显的提升；
（2）将带粒内坯悬挂于电铸缸内的电铸悬挂件上，使带粒内坯在电铸的过程中以80-150r/min转速自转，并在竖直方向上做S型往复运动；其中，所述电铸的电流设置为双向脉冲电流，正向峰值电流密度为8A/dm2，反向峰值电流密度2.5A/dm2；
（3）电铸完成后起缸，对电铸完成后的表带带粒采用烘干机烘干，烘干温度为100~120℃，烘干时间为30~40min。
本发明的工作原理：
采用双向脉冲电流的原理：对于电铸时采用单向脉冲电流而言，电铸形成的晶粒会随着电流密度的增大而增大，当电流密度增大到一定程度时，晶粒则会随着电流密度的增大而减小，可以得到晶粒较细的的电沉积层，但由于溶液中金离子的质量浓度的限制，当超过这个上限时，一般会出现较大晶粒的结瘤，空隙增多，局部出现铸层烧焦发红的现象，无法形成较细的电沉积层；采用双向脉冲电流，可以通过调节正向、反向不同的电流密度进行调节从而控制电铸效果。选择正向峰值电流密度为6~9A/dm2会提高阴极过电位从而得到颗粒更小，堆积更加致密的的铸层；反向峰值电流密度2~3A/dm2，反向电流出现同时能够减小阴极过电位，实现晶粒的长大。
电铸硬金层：金属合金具有良好的导电性能，因此将金属铜或锌合金制成模具内坯作为阴极，将任一导电金属作为阳极，将电铸缸中的一价金盐混合溶液作为电铸溶液，在直流电源的作用下，电铸溶液中的金离子在阴极即模具内坯上还原成金属，沉积于模具内坯的表面上。
将表带带粒悬挂在电铸悬挂件上，电铸悬挂件带动带粒在电铸液里匀速转动，使得带粒的每个面和各个角度都能接触到电铸溶液，带粒内坯表面能够稳定均匀的进行电铸工作，同时电铸悬挂件匀速的转动能够搅动电铸缸中电铸液的转动，转动的电铸液能够加速金离子的游动；随着电铸的不断进行，电铸液中金离子的浓度会不断降低，因此在电铸的过程中需要及时的添加一价金盐补充电铸溶液中的金离子或者是将需要电铸的金属作为阳极，在电铸过程中，阳极金属会源源不断的变成金属阳离子溶解到电铸液中进行补充，使电铸液中的金属离子的浓度基本保持不变。
性能测试
经过上述油压工艺和电铸工艺制成的带粒的性能测试，需要经过外观测试、和防冲撞测试；
其中，外观测试需要经过尺寸检测、重量测试和平整度测试，主要为人工测试，利用游标卡尺测量尺寸、利用电子天平测量重量、利用肉眼观察金表表壳平整度；
其中防冲撞测试主要采用人为制造冲撞效果，将制好的表壳从20cm-30cm高度下
抛多次后，观察金表表壳的变化，是否存在缺口和凹陷等问题，用于检测表壳的硬度和韧
性。
| 性能测试 | 外观测试 | 防冲撞测试 |
| 实施例一 | 表壳内外膜平整、 棱角分明、无缺口和凹凸不平面 | 多次冲撞后无缺口和凹陷、硬度韧性较好。 |
| 实施例二 | 表壳内外膜平整、 棱角分明、无缺口和凹凸不平面 | 多次冲撞后无缺口和凹陷、硬度韧性较好。 |
| 实施例三 | 表壳内外膜平整、 棱角分明、无缺口和凹凸不平面 | 多次冲撞后无缺口和凹陷、硬度韧性较好。 |
参见图3和图4，图3为按照实施例1的正向电流密度为6A/dm2，反向电流密度为2A/dm2进行电铸得到黄金铸层表面形貌图；图4为按照实施例2的正向电流密度为9A/dm2，反向电流密度为3A/dm2进行电铸得到黄金铸层表面形貌图；对比图3和图4，可以看出利用双向脉冲进行电铸且当正向电流密度大于反向电流密度时，能够得到堆积较为致密且颗粒较小的铸层，但是当反向电流密度不断增大时，会导致晶粒的长大和铸层中空隙变大。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，包括以下步骤：
S1、将可与盐酸或硝酸或硫酸起化学反应的金属合金倒入模具中压铸出带有弧面的带粒内坯并对其进行精加工处理，带粒内坯弧面（1）的相对一侧的底平面（2）上打出均匀排列的若干内凹面，并对带粒内坯进行珩磨、除油和活化处理；
S2、在带粒内坯的两侧确定用于连接表带相邻带粒的生耳的具体位置并在该位置涂抹绝缘油从而定位生耳孔；
S3、对精加工后并涂好绝缘油的带粒内坯悬挂于盛有电铸液的电铸缸内进行电铸沉积硬金层；
S4、将电铸完成后的带粒利用压嵌机加压并溶解清除带粒内坯；
S5、对电铸后的带粒外膜进行表面处理以及回火处理，即制得中空硬金的表带带粒。
2.如权利要求1所述一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，其特征在于：所述步骤S3电铸过程具体包括以下步骤：
（1）采用络合剂、氰化亚金钾、氰化钴钾、柠檬酸、柠檬酸钾、乙二胺四乙酸二钠盐、硫脲衍生物和超纯水配制成电铸液；
（2）将带粒内坯悬挂于电铸缸内的电铸悬挂件上，使带粒内坯在电铸的过程中以80-150r/min转速自转，并在竖直方向上做S型往复运动；
（3）电铸完成后起缸，对电铸完成后的表带带粒采用烘干机烘干，烘干温度为100~120℃，烘干时间为30~40min。
3.如权利要求2所述一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，其特征在于：所述电铸的电流设置为双向脉冲电流，正向峰值电流密度为6~9A/dm2，反向峰值电流密度2~3A/dm2。
4.如权利要求1所述一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，其特征在于：所述步骤S4溶解清除带粒内坯的方法：用68%的硝酸溶液和98%的硫酸溶液依次清洗去除金属合金制成的带粒内坯。
5.如权利要求1所述一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，其特征在于：所述步骤S5中的表面处理采用磁力研磨机进行。
6.如权利要求1所述一种中空硬金手表表带带粒制作工艺，其特征在于：所述步骤S5回火处理的方法：所述回火处理为高温回火处理从而增加表壳内坯韧性，去除脆性；以5~10℃/min的升温速率升至350~380℃保温0.5~1h后，再以10~15℃/min的升温速率升至高温回火温度为550~650℃，保持1~1.5h后以10~20℃/min的降温速率将温度调至室温，并在回火炉中保温40~60min。
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- 2018-08-20 CN CN201810946099.2A patent/CN109097798B/zh active Active
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| CN104499008A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-08 | 福州小神龙表业技术研发有限公司 | 一种贵金属手表表壳或饰件的生产工艺 |
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| CN104532303A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-04-22 | 深圳市凡逅珠宝首饰有限公司 | 一种中空表壳或饰件的制作方法 |
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