DE3502460A1

DE3502460A1 - Verfahren zum erzeugen von dunklen oberflaechen auf goldlegierungen

Info

Publication number: DE3502460A1
Application number: DE19853502460
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. 7530 Pforzheim Knosp; Bruno 7532 Niefern-Öschelbronn Moster
Original assignee: C Hafner GmbH and Co KG
Current assignee: C Hafner GmbH and Co KG
Priority date: 1985-01-25
Filing date: 1985-01-25
Publication date: 1986-07-31

Description

Verfahren zum Erzeugen von dunklen Oberflächen
auf Goldlegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von dunklen - braunen bis schwarzen - Oberflächen auf Goldlegierungen des Basissystems Gold-Silber-Kupfer durch elektrolytische Behandlung in einem galvanischen Bad mit saurem Elektrolyten.
Insbesondere in der Schmuckindustrie, aber auch in der Industrie der Uhren-, Uhrarmbänder- und Brillenherstellung, werden besondere Effekte durch eine besondere Farbtönung gewünscht. Diese Farbtönung soll jedoch nach Möglichkeit nicht durch einen zusätzliche Auftrag auf das Grundmaterial - im allgemeinen Edelmetall beziehungsweise Edelmetallegierungen - hervorgerufen werden. Dadurch bleibt nicht nur das wertvolle Grundmetall sichtbar, sondern auch in seiner reinen Form erhalten.
So sind bereits verschiedenartige Goldlegierungen bekannt, die von Weißgold bis Rotgold reichen und jeweils für sich allein oder in Kombination zu Schmuckstücken verarbeitet werden. Neben diesen von Weiß- bis Rotgold reichenden Farben sind jedoch auch dunkle Farben erwünscht. Eine Dunkelfärbung des wertvollen Grundmaterials, also in aller Regel einer Goldlegierung, gelang jedoch bisher nicht.
Dunkle Färbungen konnten bisher nur im Auftragverfahren hergestellt werden, entweder indem die gewünschten Flächen mit einem dunklen Lacküberzug oder mit einem elektrolytisch aufgebrachten Metallbelag versehen wurden. Im letzteren Falle ist ein Rhodiumauftrag bekannt, der durch Anwendung eines seit langer Zeit bekannten Verfahrens schwarz bis dunkelblau gefärbt werden kann. Die Färbung des Rhodiumniederschlags erfolgt hierbei in sauren Bädern unter Zusatz von Rhodiumsulfat oder organischen Lösungen. Der Nachteil dieser Rhodiumniederschläge, beispielsweise nach der EP-Patentanmeldung 0 048 929, ist nicht nur, daß ein weiteres Metall auf dem Grundmetall niedergeschlagen wird, sondern auch, daß diese Rhodiumniederschläge nur eine äußerst geringe Dicke aufweisen. Derart hergestellte Schmuckstücke sind daher sehr wenig abriebfest und zudem auch teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, das wertvolle Grundmetall, also die Edelmetallegierung, die im allgemeinen auf dem Basissystem Gold-Silber-Kupfer beruht, im gesamten oder auch nur partiell dunkel zu färben, ohne daß hierfür ein zusätzlicher Auftrag, gleich welcher Art, benötigt wird. Die Dunkel-Tönung muß daher, soll nicht eine Legierungsveränderung erfolgen, durch eine entsprechende Oberflächenbehandlung erreicht werden. Diese Oberflächenbehandlung soll zudem eine dicke abriebfeste Schicht auf dem Schmuckstück erzeugen, die dem damit versehenen Schmuckstück ein dekoratives Aussehen verleiht.
Erreicht wird dies in erfindungsgemäßer Weise durch eine elektrolytische Behandlung in einem galvanischen Bad mit saurem Elektrolyten, wobei der Elektrolyt halogenhaltig ist und das zu färbende Werkstück über die gesamte oder doch zumindest über die wesentliche Behandlungszeit als Anode und über die Restzeit als Kathode geschaltet ist.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß sich durch eine derartige Behandlung tatsächlich bei dieser Goldlegierung mit dem Basisystem Gold-Silber-Kupfer eine tiefgehende dunkle abriebfeste Schicht ergibt mit einer dekorativen braunschwarzen bis schwarzen Tönung. Da diese Schicht selbst aus dem Grundmetall, also aus der Edelmetallegierung entsteht, ergibt sich keine Veränderung der Goldlegierung durch die Auflage eines fremden Materials. Gleichzeitig ist auch mit Sicherheit das Ablösen dieser Schicht vermieden.
Eine derart behandelte Goldlegierung, die als Blech, Draht oder Rohr geformt sein oder bei der es sich auch um ein Gußteil handeln kann, läßt sich nun in exzellenter Weise zu Schmuck verarbeiten, entweder allein oder mit weiteren unbehandelten Materialien. Möglich ist auch, daß die Goldlegierung mit dem Basissystem Gold-Silber-Kupfer zusammen mit Feingold oder Platin etc. verarbeitet wird, wobei in dem angeführten sauren, halogenhaltigen Bad lediglich die Goldlegierung dunkel gefärbt wird, während das Feingold oder Platin etc. seine ursprüngliche Farbe behält. Selbstverständlich kann diese Goldlegierung auch auf ein anderes Metall beziehungsweise eine andere Metallegierung aufplattiert und nach der Erfindung behandelt werden, wodurch sich bei der Gravur eines solchen Schmuckstückes besondere Effekte erzielen lassen.
Möglich ist es auch, das erfindungsgemäße Verfahren im technischen Bereich zu verwenden, da sich überraschenderweise gezeigt hat, daß die so behandelten Oberflächen der Goldlegierung kein Lot annehmen, Stellen, die also, bei einem Lötvorgang, nicht von Lot benetzt werden sollen, nach der Erfindung behandelt werden können.
Der saure, halogenhaltige Elektrolyt soll nach der Erfindung kann, soll er beispielsweise chloridhaltig sein, eine wässrige Lösung mit 5 Vol°Ó bis 30 Vol°Ó Salzsäure, 10 Vol°Ó bis 50 Vol°Ó Methanol (Methylalkohol) und einem geeigneten Netzmittel sein. Dieser Grundlösung können 0 Vol°Ó bis 5 Volm einer gesättigten Kupferchloridlösung und/oder O Vol% bis 10 Vol% Äthylenglykol, wie auch 0 Vol°Ó bis 20 Vol% Schwefelsäure und 0 Vol% bis 30 Vol% eines weiteren wasserlöslichen chloridischen Salzes beigefügt sein. Je nach den gewählten Zusätzen ergeben sich tiefdunkle, samtschwarze oder ins bräunliche gehende Färbungen, wobei die Struktur der ursprünglich bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks erhalten bleibt.
Werden Bromide eingesetzt, so wird zweckmäßigerweise eine wässrige Lösung von 5 Vol% bis 30 Vol% Schwefelsäure, 10 Volm bis 40 Volm einer gesättigten, geeigneten Metallbromidlösung, beispielsweise Natriumbromid, zusammen mit 10 Vol% bis 50 Volt Methanol und einem Netzmittel eingesetzt. Weitere Zusätze können hier 0 Vol% bis 10 Vol% Äthylenglykol und/oder 0 Volt bis 10 Vol% gesättigte Kupfersulfatlösung sein.
Gleiches gilt für die weiteren Halogene Fluor und Jod.
Die Badführung ist hierbei recht unkritisch, da weder bestimmte Temperaturen einzuhalten, noch extreme Ströme einzusetzen sind. Als spezifischer Strom werden Ströme von 0,5 bis 5 Ampere/dm² vorgeschlagen.
Lediglich darauf ist zu achten, daß das Werkstück entweder über die gesamte Behandlungszeit oder aber doch zumindest über die wesentliche Behandlungszeit als Anode geschaltet ist. Die Umschaltung des Werkstücks als Anode beziehungsweise Kathode kann hierbei in periodischen Intervallen erfolgen, mit einer Intervalldauer von 5 Sekunden bis 120 Sekunden, wobei das Werkstück 95% bis 80% der Intervallzeit als Anode und 5% bis 20% dieser Zeit als Kathode zu schalten ist.
Elektrolytlösungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung werden beispielsweise wie folgt angegeben: 1. 33 Vol% Methylalkohol 18 Vol°Ó Salzsäure 6 VolO Äthylenglykol 5 Volt Schwefelsäure 2 Vol°Ó gesättigte Kupferchloridlösung 1 Vol°Ó Netzmittel Rest Wasser.
2. 20 Vol°Ó gesättigte Natriumbromidlösung 20 Volt Methylalkohol 5 Vol% Schwefelsäure 5 Volt Äthylenglykol 2 VolS gesättigte Kupfersulfatlösung 1 VolS Netzmittel Rest Wasser.
3. 25 Vol% Methylalkohol 15 Vol% Natriumfluorid 10 Vol°Ó Äthylenglykol 5 Volm Schwefelsäure 2 Vol% Kaliumsulfat 1 Vol% Netzmittel Rest Wasser.
4. 20 Vol% Methylalkohol 20 Vol% gesättigte Kaliumjoditlösung 7 Vol% Schwefelsäure 5 Vol% Äthylenglykol 1 Vol% Netzmittel Rest Wasser.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Erzeugen von dunklen - braunen bis schwarzen - Oberflächen auf Goldlegierugen des Masissystems Gold-Silber-Kupfer durch elektrolytische Behandlung in einem galvanischen Bad mit saurem Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt halogenhaltig ist und daß das zu färbende Werkstück über die gesamte oder doch zumindest über die wesentliche Behandlungszeit als Anode und über die Restzeit als Kathode geschaltet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung Anode/Kathode in periodischen Intervallen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Intervalldauer 5 sec. bis 120 sec. beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück 95% bis 80% der Intervallzeit als Anode und 5% bis 20% dieser Zeit als Kathode geschaltet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt eine saure, wässrige Lösung mit Methylalkohol und einer geeigneten gesättigten Metall-Halogen-Lösung ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt eine wässrige Lösung mit 5 Vol% bis 30 Vol Salzsäure, 10 VoleÓ bis 50 Vol°Ó Methanol (Mehylalkohol) und einem geeigneten Netzmittel ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten 8 Vol% bis 5 Vol°Ó einer gesättigten Kupferchloridlösung und/oder 0 Vol% bis 10 Vol% Athylenglykol zugesetzt sind.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt eine saure, wässrige Lösung mit 5 Vol° bis 50 Volm einer gesättigten Metall-Bromid-Lösung ist.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt ein saure, wässrige Lösung mit 5 Vol°Ó bis 40 Vol°Ó einer gesättigten Metall-Fluorid-Lösung ist.
10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt eine saure, wässrige Lösng mit 5 Vol°Ó bis 50 Vol°Ó einer gesättigten Metall-Jodid-Lösung ist.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten O Vol% bis 20 VolGÓ Schwefelsäure zugegeben ist.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten O Vol.% bis 40 Vol°Ó Phosphorsäure zugegeben ist.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten O Vol% bis 30 Vol% eines wasserlöslichen Halogen-Salzes beigefügt ist.
14. Werkstück zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstückmaterial eine aus Gold, Silber und Kupfer bestehende Legierung ist, der gegebenenfalls der Verarbeitung beziehungsweise Bearbeitung dienliche Zusätze zulegiert sind.
15. Werkstück nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstückmaterial als Rlech, Draht oder Rohr geformt oder daß es ein Gußteil ist.
16. Werkstück nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstückmaterial auf zumindest ein anderes Metall (Metallegierung) aufplattiert ist.
17. Verfahren zum Herstellen eines Schmuckstücks mit einem Material nach den Ansprüchen 14 bis 16, unter Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmuckstück im gesamten oder nur partiell behandelt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmuckstück zusammen mit weiteren Materialien behandelt wird.