发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题,提出了一种手表外观件制造方法。
为了达到上述目的,本发明的技术方案为:一种手表外观件制造方法,其特征在于:它包括如下步骤,
S1结构设计,对手表外观件进行结构优化设计,并将其弹性功能部分厚度控制在0.1mm~0.5mm,依据设计结构制作相应的零件水冷铜模模具,其中所述手表外观件包括表壳、底盖、圈口和表扣;
S2母合金制备,将非晶合金的原材料倒入磁控电弧炉中熔融,在惰性气体的气氛下制成熔液,同时利用电磁搅拌均匀,反复熔炼多次后浇铸成母合金;
S3母合金熔炼,将母合金放入立式真空压铸机中重熔,制成温度为过热260K~350K的熔液;
S4压铸成型,将S3中的熔液注入温度为200℃~300℃的手表外观件水冷铜模模具中,以103K/s~106K/s的冷却速度冷却成型后取出压铸件;
S5切割,利用激光镭射或者水刀切割机对压铸件进行粗切,去掉浇注口、溢流口及大块毛刺;
S6机加工,利用CNC技术对切割后的压铸件进行简单的机加工;
S7表面处理,采用湿磨和湿抛的方法对压铸件进行打磨抛光,过程中对压铸件持续喷淋抛光液,以保证压铸件在80℃以下,抛光后超声波清洗并干燥,最后在手表外观件依据需求通过拉丝、喷砂、圆砂和镀膜中的一种或几种表明处理后获得最终零件。
在上述技术方案中,步骤S2中非晶合金的熔炼次数为5~6次,惰性气体采用Ar气。
在上述技术方案中,所述S7步骤中所用的抛光液为刚玉抛光液。
在上述技术方案中,所述制造手表外观件由非晶合金制成,该非晶合金为锆基非晶合金、铁基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金和钯基非晶合金中的一种。
在上述技术方案中,所述手表外观件的弹性极限为1.5%~2.8%,硬度为430~700HV,屈服强度大于1000MPa,耐腐蚀性可经受至少200小时盐雾和100小时人工汗液而不被腐蚀,具有生物友好性。
在上述技术方案中,步骤S4中在熔液注入到水冷铜模模具的过程中,用喷枪对水冷铜模模具喷射氮气,以去除水冷铜模模具表面的熔液碎屑。
与现有技术相比,本发明的优点为:
1、本发明提供手表外观件制造方法以非晶合金为原料,采用一体成型技术压铸而成。相比316L钢,该技术可使一些拆分零件一体成型,减少加工步骤,结构更加简化。例如图2中的表扣,扣架1与弹片2可一体成型,简化加工工艺,省去了弹片的安装步骤。同时弹片2在两道短横梁5间的中间支撑部分可去掉,简化结构,节约原材料。
2、性能上,非晶合金具有优异的弹性性能,弹性极限可高达2.8%,约为316L钢的12倍以上。在保证弹性的前提下弹片2的厚度可减薄至0.1~0.5mm,扣合力减小,且无生涩感,反复扣合15次以上亦不发生塑性变形,功能完好,使用寿命增长。
3、非晶合金具有生物友好性,镍释放量小于0.5μg/cm2/week,与皮肤接触不会导致过敏。非晶合金的耐腐蚀性能也比316L钢更强,能够按照国家标准GB/T10125-1997方法进行盐雾试验800小时和人工汗试验120小时不发生腐蚀现象。
4、非晶合金具的硬度高达450~600HV,是316L钢的2倍;屈服强度为1000MPa以上,大大高于316L钢;密度为6.6~6.8g/cm3,低于316L钢。因而本发明具有更好的耐划伤性能,佩戴更加轻盈。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚,以便于本领域技术人员理解和实施本发明,下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
本发明的手表外观件主要是以非晶合金为原材料通过压铸等步骤制成,其中,手表外观件包括表壳、底盖、圈口和表扣,非晶合金为锆基非晶合金、铁基非晶合金、铜基非晶合金、钛基非晶合金和钯基非晶合金中的一种。本发明的手表外观件的弹性极限为1.5%~2.8%,硬度为430~700HV,屈服强度大于1000MPa,耐腐蚀性可经受至少200小时盐雾和100小时人工汗液而不被腐蚀,具有生物友好性。
实施例一
如图3所示,本发明实施例一提供的以非晶合金为原材料,结构轻薄化且满足部件功能性要求的手表外观件制造方法制作一种手表表扣,具体包括以下步骤:
S1结构设计,对手表表扣结构优化设计,其弹片厚度设计为0.3mm,依据设计结构制作表扣各零件相应的水冷铜模模具。
S2母合金制备,将锆基非晶合金的原材料混合均匀后倒入磁控电弧炉中熔融,在Ar气的气氛下制成熔液,利用电磁充分搅拌均匀,反复熔炼5次,浇铸成母合金;
S3母合金熔炼,将母合金放入立式真空压铸机中重熔,制成过热350K的熔液;
S4压铸成型,把图3表扣的各组装零件对应的水冷铜模模具加热到200℃后,将S3中的熔液注入这些水冷铜模模具中。用喷枪对水冷铜模模具喷射氮气,以去除模具表面的熔液碎屑。以103K/s的冷却速度冷却成型,顶出铸件;
S5切割,利用水刀切割机对各压铸件进行粗切,去掉浇注口、溢流口及大块毛刺;
S6机加工,利用CNC技术对切割后的表扣零件进行简单的机加工,保证铸件达到所需精度,机加过程中持续喷淋冷却液降温。
S7表面处理,利用机器臂对机加后的表扣零件进行打磨抛光,过程中持续喷淋金刚石抛光液,确保铸件温度在80℃以下(也即表面处理过程中压铸件的温度控制在0℃~80℃范围内),抛光后超声波清洗并干燥获得最终零件。
S8安装,将各表扣零件按图纸组装成最终表扣。
制成的表扣如图3所示,由于非晶合金可以一体压铸成型,其弹片2与扣架1相连,一次成型,省略了弹片2与扣架1分别加工的的步骤。同时,由于表扣的弹片2与扣架1相连,省去弹片2的复杂安装步骤,而弹片的中间稳固段也可去除,节约原材料成本。试开合表扣,开合顺畅,无生涩感,所需外加力度较小,扣合紧密。对成品表扣进行20次反复开合试验,试验后表扣各零件无变形、弹性功能无变化。表扣按照标准QB/T 4775-2014《表壳体及其附件人工汗耐腐蚀性能试验方法》进行800小时盐雾和120小时人工汗试验,试验后表面无任何腐蚀现象。测试表扣的镍释放量,发现其释放量低于0.5μg/cm2/week,符合国家标准。
实施例二
如图4所示,本发明实施例二提供的以非晶合金为原材料,结构轻薄化且满足部件功能性要求的手表外观件制造方法制作一种手表表扣,具体包括以下步骤:
S1结构设计,对手表表扣结构优化设计,其弹片厚度设计为0.1mm,依据设计结构制作表扣各零件相应的水冷铜模模具。
S2母合金制备,将铁基非晶合金的原材料混合均匀后倒入磁控电弧炉中熔融,在Ar气的气氛下制成熔液,利用电磁充分搅拌均匀,反复熔炼6次,浇铸成母合金;
S3母合金熔炼,将母合金放入立式真空压铸机中重熔,制成过热260K的熔液;
S4压铸成型,把图4表扣的各组装零件对应的水冷铜模模具加热到300℃后,将S3中的熔液注入该水冷铜模模具中。用喷枪对水冷铜模模具喷射氮气,以去除模具表面的熔液碎屑。以106K/s的冷却速度冷却成型,顶出铸件;
S5切割,利用激光镭射技术对各压铸件进行粗切,去掉浇注口、溢流口及大块毛刺;
S6机加工,利用CNC技术对切割后的表扣零件进行简单的机加工,保证铸件达到所需精度,机加过程中持续使用冷却油冷却降温。
S7表面处理,人工方式对机加后的表扣零件进行打磨抛光,过程中持续喷淋金刚石抛光液,确保铸件温度在80℃以下,抛光后超声波清洗并干燥获得最终零件。
S8安装,将各表扣零件组装成最终表扣。
制成的表扣如图3所示,由于非晶合金可以一体压铸成型,其弹片2与扣架1固定相连,一次成型,省略了弹片2与扣架1分别加工的步骤,短横梁5也减去一个。同时,由于表扣的弹片2与扣架1相连,免除弹片2的复杂安装步骤。试开合表扣,开合顺畅,无生涩感,所需外加力度更小,扣合紧密。对成品表扣进行20次反复开合试验,试验后表扣各零件无变形、弹性功能无变化。表扣按照标准QB/T 4775-2014《表壳体及其附件人工汗耐腐蚀性能试验方法》进行200小时盐雾和100小时人工汗试验,试验后表面无任何腐蚀现象。测试表扣的镍释放量,发现其释放量低于0.5μg/cm2/week,符合国家标准。
实施例三
如图5所示,本发明实施例三提供的以非晶合金为原材料,结构轻薄化且满足部件功能性要求的手表外观件制造方法制作一种手表后盖,具体包括以下步骤:
S1结构设计,对手表后盖结构优化设计,其后盖立壁6的厚度设计为0.5mm,依据设计结构制作后盖相应的水冷铜模模具。
S2母合金制备,将钛基非晶合金的原材料混合均匀后倒入磁控电弧炉中熔融,在Ar气的气氛下制成熔液,利用电磁充分搅拌均匀,反复熔炼5次,浇铸成母合金;
S3母合金熔炼,将母合金放入立式真空压铸机中重熔,制成过热300K的熔液;
S4压铸成型,把图5中手表后盖对应的水冷铜模模具加热到260℃后,将S3中的熔液注入该水冷铜模模具中。用喷枪对水冷铜模模具喷射氮气,以去除模具表面的熔液碎屑。以104K/s的冷却速度冷却成型,顶出后盖铸件;
S5切割,利用水刀切割机对压铸件进行粗切,去掉浇注口、溢流口及大块毛刺;
S6机加工,利用CNC技术对切割后的后盖铸件进行简单的机加工,保证铸件达到所需精度,机加过程中采用冷却液冷却降温。
S7表面处理,利用抛光机对机加后的后盖零件进行打磨抛光,过程中持续喷淋金刚石抛光液,确保铸件温度在80℃以下,抛光后超声波清洗并干燥获得最终的后盖零件。
制成的后盖如图3所示,由于非晶合金具有优异的弹性性能,带有包珠3的立壁6只需三段支撑,加工精度要求下降,工艺简化。将成品后盖与对应的表壳进行组装,对后盖反复撬起、扣合20次,撬起和扣合所需力度较小,后盖无任何变形、扣合功能完好。表扣按照标准QB/T 4775-2014《表壳体及其附件人工汗耐腐蚀性能试验方法》进行500小时盐雾和160小时人工汗试验,试验后表面无任何腐蚀现象。测试表扣的镍释放量,发现其释放量低于0.5μg/cm2/week,符合国家标准。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。