CN111826698A - 一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法，包括：S1：制坯，采用表面导电的材料加工出零部件坯件；S2：表面处理，对所述零部件坯件采用物理或化学方法进行表面处理；S3：电铸/电镀，在所述零部件坯件上采用电铸/电镀工艺，使所述零部件坯件导电的表面镀上硬质黄金层；S4：精密加工，使用油压法或机床精加工对电铸/电镀完成的零部件坯件进行精密加工。本发明解决了现有技术中无法使用黄金制作钟表零部件的问题，提升钟表的艺术性、装饰性和收藏性，使钟表零部件拥有更好的物理和化学性能，提高了钟表的计时精度。

Description

一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法

技术领域

本发明涉及钟表加工领域，具体涉及一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法。

背景技术

钟表作为一种计时工具，它的发明和使用已经有几百年的历史了。可以说在数字时代来临之前，钟表是人们日常生活中最重要获取时间信息的途径。但是，随时信息数字时代的蓬勃发展，人们越来越多地从各种数字终端获取时间信息。钟表逐渐向着装设品、收藏品的方向发展，人们对钟表装饰收藏功能的需求大为提升。而黄金材料是自古以来人们热爱的一种金属材料，随着人们生活水平的日益提高，黄金制品越来越受到广大消费者的青睐，尤其喜欢将黄金材料应用于首饰钟表等时尚领域。由于黄金材质质地较软的原因，目前市面上主要将黄金应用在表壳、批花圈、字面、表针、表带等强度要求不高的外表面装饰部件中，而且受到黄金材质的制约，使用黄金制作的这些表面装设部件要么成色不高，要么就是在其他金属表面镀上一层黄金作为装饰。在钟表内部零部件中，例如钟表的重要部件夹板上，因为黄金材料质地较软，硬度难以达到钟表夹板所需的支撑强度，因此，市面上尚未出现使用黄金制作的钟表夹板。明显的，如果能够使用足够强度的黄金制作钟表零部件，可以大大提高钟表的艺术性、装饰性、收藏性，市场价值大为提升。而且黄金相对于现在常用的钟表材料，本身就具有很高的观赏价值，而且黄金拥有良好的延展性、可锻性和更小的温度系数，物理与化学性能都更为优异。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于：解决现有技术中无法使用黄金制作钟表零部件的问题，提升钟表的艺术性、装饰性和收藏性，使钟表零部件拥有更好的物理和化学性能，同时提高钟表的计时精度。

本专利方案提供一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法，包括：

S1：制坯，采用表面导电的材料加工出零部件坯件；

S2：表面处理，对所述零部件坯件采用物理或化学方法进行表面处理；

S3：电铸/电镀，在所述零部件坯件上采用电铸/电镀工艺，使所述零部件坯件导电的表面镀上硬质黄金层；

S4：精密加工，使用油压法或机床精加工对电铸/电镀完成的零部件坯件进行精密加工。

进一步地，所述硬质黄金层的厚度为0.05mm-3mm，成色为99％及以上，维氏硬度在HV40-HV180之间。

进一步地，所述表面导电的材料为金属或合金，通过激光抛光对所述金属或合金制成的零部件坯件表面抛光。

具体的，所述金属或合金为普通硬度黄金。

进一步地，所述步骤S1具体为：制坯，使用普通硬度黄金通过压铸或挤出或油压或倒模工艺加工出零部件坯件。

具体的，所述表面导电的材料为表面涂有导电层的腊坯件。

进一步地，在进行步骤S2之前，先通过遮蔽的方法，对所述零部件坯件部分表面做遮蔽处理。

作为上述技术方案的改进，进一步地，还包括步骤S4：清除坯件：将所述零部件坯件通过物理或者化学方法，与所述硬质黄金层脱离。

本专利的改进带来如下优点：

(1)使用黄金制作钟表零部件大大提升钟表的艺术性和收藏价值，黄金本身就有很高的观赏价值，无须复杂的加工和雕刻，即可提高钟表的装饰效果，尤其对于目前较为流行的、可以透视内部零部件的钟表来说，更是如此；

(2)本发明采用的电铸/电镀工艺制作的硬质黄金零部件远高于一般黄金的硬度，最高硬度可达维氏硬度HV180左右，完全可以满足钟表零部件对于硬度方面的要求，甚至比目前常用的钟表材料硬度更高；

(3)硬质黄金零部件质量轻、耐磨，零部件的尺寸精度好，外观表面能达到所要的光洁度，零部件具有良好的柔韧性，保证了零部件对于机芯其他零部件的稳定作用，提高了计时精度；另一方面，硬质黄金零部件是非磁性材料，相比于目前常用的使用磁性材料制作的钟表零部件，无疑会减少对钟表运转的干扰，这种干扰虽然微弱，但长时间积累下来，也会对计时精度产生影响；

(4)硬质黄金本身具有十分优良的化学性质，抗氧化，耐腐蚀，提升了钟表的使用和收藏寿命，增加收藏价值。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1

S1：采用普通硬度黄金通过压铸或倒模或其它方式做出零部件坯件；可选地，(1)绘制零部件坯件所用钢模的3D图；(2)根据绘制的3D图制作出钢模；(3)将上述黄金原料填充至步骤(2)得到的钢模中，并在油压机中对黄金原料进行油压，得到黄金零部件坯件；为了更好地进行电铸/电镀，可选地，采用激光抛光、化学抛光、电解抛光、流体抛光和磁研磨抛光中的一种或多种方法对零部件坯件表面抛光；优选使用激光抛光法，优选地，激光波长为808nm，功率为200～1000W，频率为5～20Hz，聚焦光斑直径为0.1～2mm；

S2：在零部件坯件上采用电铸或者电镀工艺，单边镀上0.05mm-3mm厚度的硬质黄金，硬质黄金硬度在维氏硬度HV40～HV180之间；可选地，电镀液为无氰电镀液，该无氰电镀液相对于10g以金元素计的亚硫酸金液，磷酸盐的含量为100-200克，磷酸氢盐的含量为50-200克，亚硫酸碱金属盐的含量为30-120克，硬化剂的含量为0.01-2克，络合剂的含量为0.01-5克；优选地，硬化剂为锑盐和硒盐的混合物，且所述锑盐与硒盐的重量比为0.25-1:1；可选地，电镀的条件包括：电镀液的温度为40-60℃，电镀液的pH值为6-8，阴极电流密度为0.1-1A/dm2，电镀时间为2-40小时；

S3：通过油压或者数控机床加工或者其它方法，对半成品的钟表零部件进行精加工，生产出符合标准的钟表零部件。

进一步地，对电铸/电镀后的硬质黄金零部件进行打磨、抛光/压光及清洗处理。

实施例2

S1：采用普通硬度黄金通过压铸或倒模或其它方式做出夹板坯件，夹板上有安装表盘和表针的孔，夹板上设置有固定运行齿轮的立柱轴；可选地，采用普通硬度黄金通过压铸或倒模或其它方式做出自动锤坯件，自动锤包括半圆形锤板、沿锤板外边缘设置的半圆环状锤体，锤板对称线两侧分别设有对称的扇形通孔；然后使用激光抛光，激光波长为808nm，功率为200～1000W，频率为5～20Hz，聚焦光斑直径为0.1～2mm；

S2：在夹板/自动锤坯件上采用电铸或者电镀工艺，单边镀上0.1mm-1.5mm厚度的硬质黄金，硬质黄金硬度在维氏硬度HV100～HV180之间；电镀液相对于10g以金元素计的亚硫酸金液，磷酸盐的含量为100-200克，磷酸氢盐的含量为50-200克，亚硫酸碱金属盐的含量为30-120克，硬化剂的含量为0.01-2克，络合剂的含量为0.01-5克；可选地，电镀的条件包括：电镀液的温度为40-60℃，电镀液的pH值为6-8，阴极电流密度为0.1-1A/dm2，电镀时间为8-20小时；

S3：通过油压或者数控机床加工或者其它方法，对半成品的夹板进行精加工，生产出符合标准的夹板/自动锤。

实施例3

S1：采用铜/铁/铝/锌/锡/铋等金属或者这些金属的合金制作零部件坯件；可选地，上述金属或者这些金属的合金包括但不限于：可与盐酸或硝酸或硫酸起化学反应的金属或金属合金，只要是可以在电铸/电镀后使用酸液或其他清洗剂将零部件坯件清洗出去即可；可选地，将上述金属或者合金熔炼后的原料件倒入模具中压铸出适合的零部件坯件形状，然后进行精加工；或者通过数控车床按照下电铸/电镀的尺寸和配合位进行加工出合适的零部件坯件；可选地，采用激光抛光、化学抛光、电解抛光、流体抛光和磁研磨抛光中的一种或多种方法对零部件坯件表面抛光；优选使用激光抛光法，优选地，激光波长为1064nm，功率为200～500W，频率为5～20Hz，聚焦光斑直径为0.1～2mm；

S2：考虑到零部件对于结构厚度的要求，通过遮蔽的方法，将零部件坯件上表面或者底部做遮蔽处理，只在零部件坯件底部或者上表面电铸/电镀出具有硬质黄金层的零部件；在坯件上表面或者底部做遮蔽处理只是本实施例中的一个方法，并不作为对遮蔽范围的限定；为了电铸/电镀出适用的零部件，可以在零部件坯件上采用不同的局部电镀方法塑造出不同形状的硬质黄金层，包括但不限于上表面或底部；可选地，电铸/电镀的方法采用专用夹具法、蜡制剂绝缘法、涂刷绝缘油墨等；

S3：在零部件坯件上采用电铸或者电镀工艺，镀上0.1mm-1.5mm厚度的硬质黄金，硬质黄金硬度在维氏硬度HV40～HV180；可选地，电镀液为无氰电镀液，该无氰电镀液相对于10g以金元素计的亚硫酸金液，磷酸盐的含量为100-200克，磷酸氢盐的含量为50-200克，亚硫酸碱金属盐的含量为30-120克，硬化剂的含量为0.01-2克，络合剂的含量为0.01-5克；可选地，电镀的条件包括：电镀液的温度为40-60℃，电镀液的pH值为6-8，阴极电流密度为0.1-1A/dm2，电镀时间为8-20小时；

S4：电铸/电镀工艺完成后，将零部件坯件浸泡在盐酸溶液或硝酸溶液或硫酸溶液，或者浸泡其他可以去除零部件坯件的清洗剂，只要能去除零部件坯件即可，上述浸泡液并不作为对权利要求的限定；将去除金属或金属合金制成的零部件坯件清洗干净，得到成色99％以上的硬质黄金零部件。

其中，专用夹具法专又叫仿形夹具法。也就是说，对于某些形状比较复杂的零件，可以仿照零件的形状设计出专用的绝缘夹具，从而可大大提高生产效率。如轴承内径或外径进行局部镀铬时，就可以设计一种专用的轴承镀铬夹具，且这种夹具还可以重复多次使用；

蜡制剂绝缘法的特点是，与零件的粘接性能好，使用温度范围宽，绝缘层的端边不会翘起，因此，适用于对绝缘端边尺寸公差要求高、形状较复杂的零件。此外，蜡制剂也可重复使用，损耗小，但其使用方法比较复杂，周期较长。涂覆蜡制剂时，零件应预热到50～70℃，再涂覆熔化了的蜡制剂，先涂一薄层，覆盖整个需绝缘的表面，这时蜡不应中途凝固，然后再反复涂至所需厚度；

如果是在不影响外观的局部要求不电镀，通常可以采用涂刷绝缘油墨后进行电镀的方法进行加工，这样喷涂了绝缘油墨的部位就会没有金属覆膜，达到要求。其实这是我们在设计中常常涉及到的一个部分，因为电镀后的制件会变硬变脆，是我们不希望得到的结果，所以尤其在按键这类的制件上它的拐臂是我们不希望被电镀上的部分，因为我们需要它有充分的弹性，局部电镀在这个时候就非常必要。

作为进一步的的改进，在进行步骤S2前对所述零部件坯件进行精加工处理，包括精密打磨、除油、去氧化和清洗；首先，使用高精度的机床打磨初步完成的零部件坯件，尽可能地提高零部件坯件的精度；其次，用氢氧化钠和碳酸钠或磷酸三钠配制成的高强度碱液对零部件坯件进行碱洗；然后，零部件坯件与电源正极相接，醮满活化液的镀笔与电源负极相接，镀笔与零部件坯件表面接触，把零部件坯件金属表面的氧化膜去除，方便接下来的镀层金属与零部件坯件的基面相结合；最后，使用超声波振动仪清洗零部件坯件。

实施例4

S1：用腊做出零部件坯件；

S2：在腊坯件表面涂上导电层；可选地，将银油、铜油、纳米金属粉油、导电粉或导电粉油，用真空镀的方法镀于或浸泡、喷、涂于腊坯件表面；

S3：考虑到零部件对于结构厚度要求，也可以通过遮蔽的方法，在零部件坯件表面或者底部不做导电层，只在零部件坯件底部或者表面电铸/电镀出硬质黄金零部件；在坯件上表面或者底部做遮蔽处理只是本实施例中的一个方法，并不作为对遮蔽范围的限定；只要满足零部件的要求，可在零部件坯件上做任意形状的遮蔽或者不导电层；或者更加方便地，在S2中，直接按照要求，在蜡坯件表面用真空镀的方法镀于或浸泡、喷、涂出符合要求的形状；

S4：在涂过导电层的零部件坯件上采用电铸/电镀工艺，镀上0.1mm-3mm厚度的硬质黄金，硬质黄金硬度在维氏硬度HV40～HV180；可选地，电镀液为无氰电镀液，该无氰电镀液相对于10g以金元素计的亚硫酸金液，磷酸盐的含量为100-200克，磷酸氢盐的含量为50-200克，亚硫酸碱金属盐的含量为30-120克，硬化剂的含量为0.01-2克，络合剂的含量为0.01-5克；可选地，电镀的条件包括：电镀液的温度为40-60℃，电镀液的pH值为6-8，阴极电流密度为0.1-1A/dm2，电镀时间为8-20小时；优选地，硬化剂为锑盐和硒盐的混合物，且所述锑盐与硒盐的重量比为0.25-1:1；

S5：电铸或者电镀工艺完成后，可选地，将电铸/电镀完成的零部件坯件放入100℃除蜡水中煮，通过高温将电铸/电镀完成的硬质黄金零部件半成品中的蜡坯件融化后煮出，要求除蜡后的制品无残腊存留；又或者将电铸/电镀完成的零部件坯件放入烘箱或烤箱中加热，也可以使用火枪喷烧；只要在不损害硬质黄金零部件的提前下，使用合适的物理或者化学手段，将蜡质尽可能地从硬质黄金零部件剥离都是可以的方法；把已经剥离蜡质的硬质黄金零部件放入硝酸或硫酸里进行导电层的溶解，然后用火枪烧或烤箱熔将制品的导电层除去，得到硬质黄金零部件的成品；然后使用清洗剂将硬质黄金零部件的成品清洗干净，得到成色99％以上的硬质黄金零部件。

进一步地，对电铸/电镀后的硬质黄金零部件进行打磨、抛光/压光及清洗处理。

Claims (8)

1.一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法，其特征在于，包括：

S1：制坯，采用表面导电的材料加工出零部件坯件；

S2：表面处理，对所述零部件坯件采用物理或化学方法进行表面处理；

S3：电铸/电镀，在所述零部件坯件上采用电铸/电镀工艺，使所述零部件坯件导电的表面镀上硬质黄金层；

S4：精密加工，使用油压法或机床精加工对电铸/电镀完成的零部件坯件进行精密加工。

2.根据权利要求1所述的一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法，其特征在于，所述硬质黄金层的厚度为0.05mm-3mm，成色为99％及以上，维氏硬度在HV40-HV180之间。

3.根据权利要求1所述的一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法，其特征在于，所述表面导电的材料为金属或合金，通过激光抛光对所述金属或合金制成的零部件坯件表面抛光。

4.根据权利要求3所述的一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法，其特征在于，所述金属或合金包括普通硬度黄金。

5.根据权利要求4所述的一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：制坯，使用普通硬度黄金通过压铸或挤出或油压或倒模工艺加工出零部件坯件。

6.根据权利要求1所述的一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法，其特征在于，所述表面导电的材料为表面涂有导电层的腊坯件。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法，其特征在于，在进行步骤S2之前，通过遮蔽的方法，对所述零部件坯件部分表面做遮蔽处理。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种使用硬质黄金制备钟表零部件的方法，其特征在于，还包括步骤S4：清除坯件：将所述零部件坯件通过物理或者化学方法，与所述硬质黄金层脱离。