CN109161935B - 一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺 - Google Patents

一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺。该工艺省略了电铸完成后的钻排料孔以去除模种的过程，同时省略了中空硬金表壳后期的巴的孔以及耳孔的钻孔，同时避免了耳孔在钻孔的时候穿破生耳导致另一面穿破的情况；用巴的孔以及耳孔代替了排料孔，简化了工艺步骤，同时进一步提高手表的防水性能，减少手表表壳的损坏。

Description

一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺
技术领域
本发明涉及钟表技术领域和金属加工领域，具体涉及一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺。
背景技术
目前，随着人们的生活水平的不断提高，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。
将黄金制成手表表壳后，由于黄金质地偏软，容易磨损变形，如果长期的佩戴和不断的拆卸就会产生摩擦对表壳造成极大的磨损，降低了贵金属手表的的观赏价值和收藏价值。现有技术中贵金属手表表壳通常为中空硬金结构，主要采用电铸的方法，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；最后在需要安装巴的以及生耳杆的地方进行钻孔；但是这样的方法存在的缺点是，工艺过程复杂，需要进行排料孔、巴的孔以及耳孔的冲钻，这样对手表表壳的硬度要求高，同时不可避免的增加手表表壳的损坏程度。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺。该工艺省略了电铸完成后的钻排料孔以去除模种的过程，同时省略了中空硬金表壳后期的巴的孔以及耳孔的钻孔，同时避免了耳孔在钻孔的时候穿破生耳的情况；用巴的孔以及耳孔代替了排料孔，简化了工艺步骤，同时进一步提高手表的防水性能，减少手表表壳的损坏。
本发明的技术方案如下：
一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，包括以下步骤：
S1、采用可与盐酸或硝酸或硫酸起化学反应的金属或金属合金压制成在巴的孔和耳孔位置分别具有与其所需大小相对应的巴的孔凸起和耳孔凸起的表壳坯；巴的孔是穿透的，所以在所述表壳坯内外表面上均具有巴的孔凸起，耳孔仅在表壳同一侧设置的生耳相对面设置有耳孔凸起；
S2、在所述巴的孔凸起和所述耳孔凸起位置涂上绝缘油，接着将涂了绝缘油后的表壳坯悬挂于盛有电铸液的电铸缸内的电铸悬挂件上进行电铸；
S3、将电铸完成后零件浸泡酸中去除由金属或金属合金制成的表壳坯；
S4、对电铸完成后的表壳外膜进行打磨与抛光处理；
S5、将打磨后的表壳清洗干净并利用超声波除杂质，即制得具有巴的孔凸起和耳孔凸起的中空硬金表壳。
进一步的，所述步骤S1中压制表壳坯过程具体包括以下步骤：
(1)将可与盐酸或硝酸或硫酸起化学反应的金属或金属合金经过初级处理后获得纯种无杂质的原料，并将其作为制作表壳坯底料；
(2)将贵金属底料套在与其尺寸大小相匹配的不锈钢表壳模具内，并经过压型模具进行压紧，得到压紧成型的具有巴的孔凸起和耳孔凸起的粗表壳坯；
(3)将压紧成型的粗表壳坯从模具中取出后锣掉产品表面粗糙变形的部分，并对压制成型的表壳坯进行回火处理，得到表壳坯。
进一步的，所述步骤S2电铸液配制方法：将5-12mg柠檬酸、5-12mg柠檬酸盐、7-10mg乙二胺四乙酸二钠盐、30-60g有机多膦酸盐、0.1-0.25g含有亚胺的高分子化合物和0.05-0.3g硫脲衍生物溶于0.5L超纯水中；在所得溶液中加入500-950g的活性炭搅拌吸附后过滤，搅拌速度为500-1000r/min，搅拌时间为3-5h；将10-25g氰化亚金钾加入上述所得滤液中；加入0.5L超纯水。
进一步的，所述柠檬酸盐为柠檬酸钾、柠檬酸钠和柠檬酸铵中的至少一种；所述有机多膦酸盐为羟基乙叉二膦酸钠和氨基三亚甲基膦钾中的至少一种；所述硫脲衍生物为羟乙基异硫脲内盐和3-异硫脲丙酸钠中的至少一种；所述含有亚胺的高分子化合物为聚乙烯亚胺。
进一步的，所述聚乙烯亚胺的数均分子量为800-2000。
进一步的，步骤S2的具体步骤为：将在所述巴的孔凸起和所述耳孔凸起位置涂了绝缘油的表壳坯悬挂于盛有电铸液的电铸缸内的电铸悬挂件上，使表壳模具在电铸的过程中以80-150r/min转速自转，并在竖直方向上做S型往复运动；电铸时间为10～12h，电流密度为0.1～1.5A/dm2，电铸温度为38～45℃；电铸完成后起缸，对电铸件采用烘干机进行烘干，烘干温度为100～120℃，烘干时间为30～40min。
进一步的，步骤S1的金属合金为锌合金。
进一步的，所述回火处理为高温回火处理增加韧性，温度为500℃～650℃。
进一步的，所述模具包括上模板和下模板；所述上模板上设有表壳所需纹路；所述下模板与表壳底部相匹配。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明工艺省略了电铸完成后的钻排料孔以去除模种的过程，同时省略了中空硬金表壳后期的巴的孔以及耳孔的钻孔，同时避免了耳孔在钻孔的时候穿破生耳的情况；用巴的孔以及耳孔代替了排料孔，简化了工艺步骤，同时进一步提高手表的防水性能，减少手表表壳的损坏，后期溶解的时候，从凸部延伸到内部一起被溶解掉，同时位于巴的孔凸起以及耳孔凸起的位置，一方面作为排料孔，另一方面作为后面的巴的孔和耳孔。
2、本发明采用了电铸液中加入了有机多膦酸盐，有机多膦酸盐的配位容量大，配位稳定常数高，与金属离子配位后不易解离，稳定性好，易生物降解。有机多膦酸盐在溶液中容易与[Au(CN)]-配位离子内的CN-形成氢键，从而形成包围配位离子的第二配位层，金粒子要从内配位层中被还原，就要克服第一和第二配位层的抑制作用，从而使金离子放电的过电位提高，铸金层的晶粒得到细化。电铸液中聚乙烯亚胺的加入，能够增加镀层的光亮性以及提高硬度；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。
3、本发明采用电极多自由度运动电沉积技术来改善电极表面电铸液流体的流场分布，不仅能增强纳米结构内的电铸液对流传质，调整流场分布，缩小阴极表面的浓度差，而且对阴极表面的电场分布有一定改善作用。流体在X方向、Y方向和Z方向上均产生强对流，增强电铸液整体传质强度，降低阴极表面离子浓度差，提高各点沉积速率的均匀性。
附图说明
图1为本发明表壳柸的主视图；
图2为本发明中空硬金表壳的右视图。
附图标记：
1、中空硬金表壳；11、巴的孔；12、巴的；2、生耳；21、耳孔；；3、镜面玻璃；4、表壳柸；41、巴的孔凸起；42、耳孔凸起。
具体实施方式
实施例一
一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，包括以下步骤：
S1、采用锌合金压制成在巴的孔11和耳孔21位置分别具有与其所需大小相对应的巴的孔凸起41和耳孔凸起42的表壳坯4；巴的孔是穿透的，所以在所述表壳坯内外表面上均具有巴的孔凸起，耳孔仅在表壳同一侧设置的生耳相对面设置有耳孔凸起；
S2、在所述巴的孔凸起41和所述耳孔凸起42位置涂上绝缘油，将在所述巴的孔凸起41和所述耳孔凸起42位置涂了绝缘油的表壳坯4悬挂于盛有电铸液的电铸缸内的电铸悬挂件上，使表壳模具在电铸的过程中以80r/min转速自转，并在竖直方向上做S型往复运动；电铸时间为12h，电流密度为0.1A/dm2，电铸温度为38℃；电铸完成后起缸，对电铸件采用烘干机进行烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为30min；(该电铸液为金的电铸液)
S3、将电铸完成后零件浸泡酸中去除由金属或金属合金制成的表壳坯4；
S4、对电铸完成后的表壳外膜进行打磨与抛光处理；
S5、将打磨后的表壳清洗干净并利用超声波除杂质，即制得具有巴的孔凸起41和耳孔凸起42的中空硬金表壳1。
进一步的，所述步骤S1中压制表壳坯过程具体包括以下步骤：
(1)将锌合金经过初级处理后获得纯种无杂质的原料，并将其作为制作表壳坯底料；
(2)将贵金属底料套在与其尺寸大小相匹配的不锈钢表壳模具内，并经过压型模具进行压紧，得到压紧成型的具有巴的孔凸起41和耳孔凸起42的粗表壳坯；
(3)将压紧成型的粗表壳坯从模具中取出后锣掉产品表面粗糙变形的部分，并对压制成型的表壳坯进行回火处理，得到表壳坯。
进一步的，所述步骤S2电铸液配制方法：将5mg柠檬酸、5mg柠檬酸钾、7mg乙二胺四乙酸二钠盐、30g羟基乙叉二膦酸钠、0.1g数均分子量为800-2000聚乙烯亚胺和0.05g羟乙基异硫脲内盐溶于0.5L超纯水中；在所得溶液中加入500g的活性炭搅拌吸附后过滤，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为3h；将10g氰化亚金钾加入上述所得滤液中；加入0.5L超纯水。
进一步的，所述回火处理为高温回火处理增加韧性，温度为500℃。
进一步的，所述模具包括上模板和下模板；所述上模板上设有表壳所需纹路；所述下模板与表壳底部相匹配。
实施例二
一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，包括以下步骤：
S1、采用锌合金压制成在巴的孔11和耳孔21位置分别具有与其所需大小相对应的巴的孔凸起41和耳孔凸起42的表壳坯4；巴的孔是穿透的，所以在所述表壳坯内外表面上均具有巴的孔凸起，耳孔仅在表壳同一侧设置的生耳相对面设置有耳孔凸起；
S2、在所述巴的孔凸起41和所述耳孔凸起42位置涂上绝缘油，将在所述巴的孔凸起41和所述耳孔凸起42位置涂了绝缘油的表壳坯4悬挂于盛有电铸液的电铸缸内的电铸悬挂件上，使表壳模具在电铸的过程中以100r/min转速自转，并在竖直方向上做S型往复运动；电铸时间为11h，电流密度为0.9A/dm2，电铸温度为40℃；电铸完成后起缸，对电铸件采用烘干机进行烘干，烘干温度为110℃，烘干时间为35min；
S3、将电铸完成后零件浸泡酸中去除由金属或金属合金制成的表壳坯4；
S4、对电铸完成后的表壳外膜进行打磨与抛光处理；
S5、将打磨后的表壳清洗干净并利用超声波除杂质，即制得具有巴的孔凸起41和耳孔凸起42的中空硬金表壳1。
进一步的，所述步骤S1中压制表壳坯过程具体包括以下步骤：
(1)将锌合金经过初级处理后获得纯种无杂质的原料，并将其作为制作表壳坯底料；
(2)将贵金属底料套在与其尺寸大小相匹配的不锈钢表壳模具内，并经过压型模具进行压紧，得到压紧成型的具有巴的孔凸起41和耳孔凸起42的粗表壳坯；
(3)将压紧成型的粗表壳坯从模具中取出后锣掉产品表面粗糙变形的部分，并对压制成型的表壳坯进行回火处理，得到表壳坯。
进一步的，所述步骤S2电铸液配制方法：将8mg柠檬酸、9mg柠檬酸钠、9mg乙二胺四乙酸二钠盐、45g羟基乙叉二膦酸钠、0.15g数均分子量为800-2000聚乙烯亚胺和0.15g3-异硫脲丙酸钠溶于0.5L超纯水中；在所得溶液中加入700g的活性炭搅拌吸附后过滤，搅拌速度为800r/min，搅拌时间为4h；将15氰化亚金钾加入上述所得滤液中；加入0.5L超纯水。
进一步的，所述回火处理为高温回火处理增加韧性，温度为550℃。
进一步的，所述模具包括上模板和下模板；所述上模板上设有表壳所需纹路；所述下模板与表壳底部相匹配。
实施例三
一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，包括以下步骤：
S1、采用锌合金压制成在巴的孔11和耳孔21位置分别具有与其所需大小相对应的巴的孔凸起41和耳孔凸起42的表壳坯4；巴的孔是穿透的，所以在所述表壳坯内外表面上均具有巴的孔凸起，耳孔仅在表壳同一侧设置的生耳相对面设置有耳孔凸起；
S2、在所述巴的孔凸起41和所述耳孔凸起42位置涂上绝缘油，将在所述巴的孔凸起41和所述耳孔凸起42位置涂了绝缘油的表壳坯4悬挂于盛有电铸液的电铸缸内的电铸悬挂件上，使表壳模具在电铸的过程中以150r/min转速自转，并在竖直方向上做S型往复运动；电铸时间为12h，电流密度为1.5A/dm2，电铸温度为45℃；电铸完成后起缸，对电铸件采用烘干机进行烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为40min；
S3、将电铸完成后零件浸泡酸中去除由金属或金属合金制成的表壳坯4；
S4、对电铸完成后的表壳外膜进行打磨与抛光处理；
S5、将打磨后的表壳清洗干净并利用超声波除杂质，即制得具有巴的孔凸起41和耳孔凸起42的中空硬金表壳1。
进一步的，所述步骤S1中压制表壳坯过程具体包括以下步骤：
(1)将锌合金经过初级处理后获得纯种无杂质的原料，并将其作为制作表壳坯底料；
(2)将贵金属底料套在与其尺寸大小相匹配的不锈钢表壳模具内，并经过压型模具进行压紧，得到压紧成型的具有巴的孔凸起41和耳孔凸起42的粗表壳坯；
(3)将压紧成型的粗表壳坯从模具中取出后锣掉产品表面粗糙变形的部分，并对压制成型的表壳坯进行回火处理，得到表壳坯。
进一步的，所述步骤S2电铸液配制方法：将12mg柠檬酸、12mg柠檬酸铵、10mg乙二胺四乙酸二钠盐、60g氨基三亚甲基膦酸钾、0.25g数均分子量为800-2000聚乙烯亚胺和0.3g羟乙基异硫脲内盐和3-异硫脲丙酸钠溶于0.5L超纯水中；在所得溶液中加入950g的活性炭搅拌吸附后过滤，搅拌速度为1000r/min，搅拌时间为5h；将25g氰化亚金钾加入上述所得滤液中；加入0.5L超纯水。
进一步的，所述回火处理为高温回火处理增加韧性，温度为650℃。
进一步的，所述模具包括上模板和下模板；所述上模板上设有表壳所需纹路；所述下模板与表壳底部相匹配。
性能测试
经过上述制成的金表表壳的性能测试，需要经过外观测试、硬度测试和防冲撞测试；
1、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；
2、维氏硬度：样品维氏硬度的测试采用HVS-1000B型数显显微硬度计测量样品的维氏硬度值。所用显微维氏硬度计的测试范围为1～2967HV。维氏硬度值与试验力除以压痕表面积的商成正比。对同种材料而言，试验力越大，压痕表面积越大，样品硬度值与试验力大小无关。根据GB/T4340.1-2009(金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法)中规定，试验层厚度至少应为压痕对角线长度的1.5倍。本次试验样品厚度为0.2mm左右。当试验力为1.96N时，压痕更接近理想的四方形。因此，选取1.96N作为试验力。金刚石与样品接触时间为15s。每个样品测量五次，以五次测量结果的平均值作为测量结果。
3、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。
Figure BDA0001770256480000091
Figure BDA0001770256480000101
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和附图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 (7)

1.一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用可与盐酸或硝酸或硫酸起化学反应的金属或金属合金压制成表壳坯(4)；所述表壳坯(4)在巴的孔(11)和耳孔(21)位置分别具有与其所需大小相对应的巴的孔凸起(41)和耳孔凸起(42)；
S2、在所述巴的孔凸起(41)和所述耳孔凸起(42)位置涂上绝缘油，接着将涂了绝缘油后的表壳坯(4)悬挂于盛有电铸液的电铸缸内的电铸悬挂件上进行电铸；
S3、将电铸完成后零件浸泡酸中去除由金属或金属合金制成的表壳坯(4)；
S4、对电铸完成后的表壳外膜进行打磨与抛光处理；
S5、将打磨后的表壳清洗干净并利用超声波除杂质，即制得具有巴的孔凸起(41)和耳孔凸起(42)的中空硬金表壳(1)。
2.如权利要求1所述一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，其特征在于：所述步骤S1中压制表壳坯过程具体包括以下步骤：
(1)将可与盐酸或硝酸或硫酸起化学反应的金属或金属合金经过初级处理后获得纯种无杂质的原料，并将其作为制作表壳坯底料；
(2)将贵金属底料套在与其尺寸大小相匹配的不锈钢表壳模具内，并经过压型模具进行压紧，得到压紧成型的具有巴的孔凸起(41)和耳孔凸起(42)的粗表壳坯；
(3)将压紧成型的粗表壳坯从模具中取出后锣掉产品表面粗糙变形的部分，并对压制成型的表壳坯进行回火处理，得到表壳坯。
3.如权利要求1所述一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，其特征在于：所述步骤S2电铸液配制方法：将5-12mg柠檬酸、5-12mg柠檬酸盐、7-10mg乙二胺四乙酸二钠盐、30-60g有机多膦酸盐、0.1-0.25g含有亚胺的高分子化合物和0.05-0.3g硫脲衍生物溶于0.5L超纯水中；在所得溶液中加入500-950g的活性炭搅拌吸附后过滤，搅拌速度为500-1000r/min，搅拌时间为3-5h；将10-25g氰化亚金钾加入上述所得滤液中；加入0.5L超纯水；所述柠檬酸盐为柠檬酸钾、柠檬酸钠和柠檬酸铵中的至少一种；所述有机多膦酸盐为羟基乙叉二膦酸钠和氨基三亚甲基膦钾中的至少一种；所述硫脲衍生物为羟乙基异硫脲内盐和3-异硫脲丙酸钠中的至少一种；所述含有亚胺的高分子化合物为聚乙烯亚胺。
4.如权利要求3所述一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，其特征在于：所述聚乙烯亚胺的数均分子量为800-2000。
5.如权利要求1所述一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，其特征在于，步骤S2的具体步骤为：将在所述巴的孔凸起(41)和所述耳孔凸起(42)位置涂了绝缘油的表壳坯(4)悬挂于盛有电铸液的电铸缸内的电铸悬挂件上，使表壳模具在电铸的过程中以80-150r/min转速自转，并在竖直方向上做S型往复运动；电铸时间为10～12h，电流密度为0.1～1.5A/dm2，电铸温度为38～45℃；电铸完成后起缸，对电铸件采用烘干机进行烘干，烘干温度为100～120℃，烘干时间为30～40min。
6.如权利要求1所述一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，其特征在于：步骤S1的金属合金为锌合金。
7.如权利要求2所述一种一次性成型中空硬金表壳制作工艺，其特征在于：所述回火处理为高温回火处理增加韧性，温度为500℃～650℃。
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