RU2077858C1

RU2077858C1 - Household article

Info

Publication number: RU2077858C1
Application number: RU93031598A
Authority: RU
Inventors: Г.С. Янин; А.Л. Беляев
Original assignee: Производственное объединение "Чепецкий механический завод"
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1997-04-27

Abstract

FIELD: production of cover articles: spoons, forks, wine glasses, as well as watch bracelet and jewelry bodies. SUBSTANCE: article is provided with protective and ornamental coating made from metal selected in the group containing metal of titanium subgroup. Coating thickness is within the range of 1-300 microns. Coloring oxide film is applied to coating. EFFECT: increased ornamental and protective effect, wider operational capabilities and enhanced reliability in operation. 1 tbl

Description

Изобретение относится к культурно-бытовой сфере, в частности к столовым принадлежностям, а именно к ложкам, вилкам, ножам, кофейникам, чайникам, коньячным наборам, рюмкам и другим, к часовым устройствам, а именно, к корпусам часов и браслетам к ним, а также к предметам украшения, предназначенным для ношения на различных частях тела, например, броши, медали, браслеты, серьги, кольца, цепочки, монеты и другие. The invention relates to the cultural and domestic sphere, in particular to tableware, namely to spoons, forks, knives, coffee pots, teapots, cognac sets, wineglasses and others, to watch devices, namely to watch cases and bracelets to them, and also to jewelry intended to be worn on various parts of the body, for example, brooches, medals, bracelets, earrings, rings, chains, coins and others.

Человечество с давних времен использует изделия культурно-бытового в своей жизни, например, для приема пищи, украшения стола и тела человека. Since ancient times, mankind has been using cultural and everyday products in its life, for example, for eating, decorating the table and body of a person.

Для обеспечения нормального функционирования и высоких потребительских свойств к материалу изделий культурно-бытового назначения предъявляют следующие требования:
отсутствие взаимодействия при его контакте с пищевыми продуктами, средами и тканями человеческого организма,
высокая коррозионная стойкость в моющих и дезинфицирующих растворах, достаточно высокая механическая прочность,
высокие эстетические свойства.To ensure normal functioning and high consumer properties, the following requirements are imposed on the material of cultural products:
lack of interaction when it comes into contact with food, media and tissues of the human body,
high corrosion resistance in washing and disinfecting solutions, a sufficiently high mechanical strength,
high esthetic properties.

Известны изделия культурно-бытового назначения, например, столовые принадлежности из пищевого алюминия, которые отличаются отсутствием взаимодействия при контакте с пищевыми продуктами и средами, сравнительно невысокой стоимостью. Known products for cultural purposes, for example, cutlery made of edible aluminum, which are distinguished by the absence of interaction in contact with food products and environments, a relatively low cost.

Однако, недостатками данных изделий культурно-бытового назначения являются: низкие эстетические свойства, появление налетов и изменение цвета поверхности после обработки в дезинфицирующих растворах, недостаточная механическая прочность. However, the disadvantages of these cultural products are: low aesthetic properties, the appearance of plaque and discoloration of the surface after processing in disinfectant solutions, insufficient mechanical strength.

Известны изделия культурно-бытового назначения, например, столовые принадлежности, часы и браслеты к ним, а также украшения из нержавеющей стали, которые обладают высокой механической прочностью, отсутствием взаимодействия при их контакте с пищевыми продуктами, средами, тканями человеческого организма, высокой коррозионной стоимостью в моющих и дезинфицирующих растворах. Known cultural products, for example, cutlery, watches and bracelets for them, as well as stainless steel jewelry, which have high mechanical strength, the absence of interaction when they come in contact with food products, environments, tissues of the human body, high corrosion cost in washing and disinfecting solutions.

Однако, недостатком данных изделий культурно-бытового назначения являются недостаточно высокие эстетические свойства без специальной обработки и сравнительно высокая стоимость. However, the disadvantage of these cultural products is the insufficiently high aesthetic properties without special treatment and a relatively high cost.

Известны изделия культурно-бытового назначения из пластмассы с нанесенным слоем металлического покрытия, которые отличаются сравнительно невысокой стоимостью и высокой коррозионной стойкостью. Known cultural products made of plastic with a layer of metal coating, which are characterized by a relatively low cost and high corrosion resistance.

Недостатками данных изделий являются их низкая прочность и недолговечность нанесенного покрытия. The disadvantages of these products are their low strength and fragility of the applied coating.

Известны изделия культурно-бытового назначения из благородных металлов: золота, серебра, платины, которые отличаются высокими эстетическими свойствами, высокой совместимостью с тканями человеческого организма, пищевыми продуктами и средами, высокой коррозионной стойкостью достаточно высокой прочностью. Known cultural and household products made of precious metals: gold, silver, platinum, which are distinguished by high aesthetic properties, high compatibility with human body tissues, food products and environments, high corrosion resistance rather high strength.

Недостатком данных изделий является их высокая стоимость. Известны изделия культурно-бытового назначения из циркония, например, столовые принадлежности (1), корпус часов и браслет к нему (2), украшения (3), которые по эстетическим свойствам, по совместимости с тканями человеческого организма, пищевыми продуктами и средами, по прочности, по коррозионной стойкости не уступают изделиям из благородных металлов при более низкой стоимости. The disadvantage of these products is their high cost. Known cultural and household products made of zirconium, for example, tableware (1), watch case and bracelet for it (2), jewelry (3), which in aesthetic properties, in compatibility with human body tissues, food products and environments, strength, corrosion resistance is not inferior to products from precious metals at a lower cost.

Однако, и цирконий имеет высокую цену. However, zirconium has a high price.

Наиболее близким техническим решением, выбранным авторами за прототип, являются известные изделия культурно-бытового назначения из металла, например, мельхиора с нанесением слоем металлического покрытия, например, серебра. The closest technical solution chosen by the authors for the prototype are well-known cultural products made of metal, for example, nickel silver with a layer of metal coating, for example, silver.

Данные изделия не уступают по высоким эстетическим свойствам, по отсутствию взаимодействия при контакте с пищевыми продуктами, средами и тканями человеческого организма, по высокой коррозионной стойкости в моющих и дезинфицирующих растворах, по механической прочности изделиям, выполненным полностью из серебра при сравнительно более низкой стоимости. These products are not inferior in high aesthetic properties, in the absence of interaction when in contact with food, media and tissues of the human body, in high corrosion resistance in detergents and disinfectants, in mechanical strength of products made entirely of silver at a relatively lower cost.

Однако, и такие изделия сравнительно дороги, что вызвано использованием серебра, а сами покрытия отличаются низкой стойкостью к износу и недостаточно высокой коррозионной стойкостью в отдельных пищевых средах, например, в винной кислоте. However, such products are also relatively expensive due to the use of silver, and the coatings themselves are characterized by low wear resistance and insufficiently high corrosion resistance in individual food media, for example, in tartaric acid.

Предлагаемое техническое решение направлено на повышение стойкости изделий к износу и повышение коррозионной стойкости при сохранении высоких эстетических свойств. The proposed technical solution is aimed at increasing the resistance of products to wear and increasing corrosion resistance while maintaining high aesthetic properties.

Указанная задача решается следующим образом, в отличие от известных изделий культурно-бытового назначения из металла с нанесенным на него защитно-декоративным металлическим покрытием, в заявляемом техническом решении в качестве покрытия использован металл подгруппы титана толщиной 1-300 мкм с нанесенной поверх него цветообразующей оксидной пленкой. This problem is solved as follows, in contrast to the well-known cultural goods made of metal with a protective and decorative metal coating applied to it, in the claimed technical solution, titanium subgroup metal with a thickness of 1-300 μm with a color-forming oxide film applied on top of it was used .

Сравнительный анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, что заявляемое изделие культурно-бытового назначения отличается от известных тем, что в качестве покрытия использован металл подгруппы титана толщиной 1-300 мкм с нанесенной поверх него цветообразующей оксидной пленкой. Таким образом, предлагаемое изделие культурно-бытового назначения, по результатам анализа уровня техники, является неизвестным и соответствует критерию патентоспособности "новизна". A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the inventive cultural product differs from the known ones in that the titanium subgroup metal with a thickness of 1-300 μm with a color-forming oxide film deposited on top is used as a coating. Thus, the proposed cultural product, according to the analysis of the prior art, is unknown and meets the patentability criterion of "novelty."

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническим решениями в данной области техники показало, что известны столовые принадлежности (ложки) с покрытием из соединения циркония с азотом (нитритом циркония). Однако, данное покрытие отличается пониженными возможностями в эстетическом плане (одна цветовая гамма золотистого цвета). Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art showed that tableware (spoons) with a coating of a zirconium compound with nitrogen (zirconium nitrite) is known. However, this coating is characterized by reduced capabilities in aesthetic terms (one color scheme of golden color).

Известны столовые принадлежности, украшения, часы с браслетом из монолитного циркония и его сплавов со слоем оксидной пленки на нем. Known cutlery, jewelry, watches with a bracelet made of monolithic zirconium and its alloys with a layer of oxide film on it.

Однако, покрытия, состоящие из слоя металла подгруппы титана с нанесенным поверх него цветообразующей оксидной пленки на изделиях культурно-бытового назначения из черных и цветных металлов неизвестны. However, coatings consisting of a metal layer of a titanium subgroup with a color-forming oxide film deposited on it on cultural and household products made of ferrous and non-ferrous metals are unknown.

Сочетание известных и неизвестных существенных признаков в заявляемом техническом решении позволяет повысить стойкость изделий культурно-бытового назначения к износу и в агрессивной среде при обеспечении высоких эстетических свойств. The combination of known and unknown significant features in the claimed technical solution allows to increase the resistance of cultural products to wear and in an aggressive environment while ensuring high aesthetic properties.

Предлагаемое техническое решение явным образом не следует из уровня техники, и таким образом, соответствует критерию патентоспособности изобретения "изобретательский уровень". The proposed technical solution does not explicitly follow from the prior art, and thus, meets the patentability criterion of the invention "inventive step".

Выполнение изделия культурно-бытового назначения из металла с нанесенным на него защитно-декоративным покрытием из металла подгруппы титана 1-300 мкм с нанесенной поверх него цветообразующей оксидной пленкой позволяет значительно повысить стойкость изделия к износу и коррозионную стойкость при обеспечении высоких эстетических свойств за счет сочетания уникальных свойств данного комбинированного покрытия, при этом возможно получение на поверхности изделия высокохудожественных рисунков любой цветовой гаммы (однотонной или разнотонной). The implementation of the product for cultural purposes made of metal with a protective and decorative coating of metal of the titanium subgroup 1-300 μm with a color-forming oxide film deposited on top of it allows to significantly increase the wear and corrosion resistance of the product while ensuring high aesthetic properties by combining unique the properties of this combined coating, while it is possible to obtain on the surface of the product highly artistic drawings of any color scheme (plain or multi-ton nd).

Для экспериментальной проверки предлагаемого технического решения была проведена следующая работа, изготавливали стандартные образцы для проведения испытаний на износ и коррозионную стойкость. For the experimental verification of the proposed technical solution, the following work was carried out, standard samples were made for testing for wear and corrosion resistance.

По прототипу образцы изготавливали из мельхиора с покрытием из серебра. По предлагаемому техническому решению образцы изготавливали из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, на которую наносили покрытие из циркония, титана, гафния. Покрытие наносили в вакууме методом ВЧ-магнетронного напыления на установке "Модуль-НД". Толщина слоя металлического покрытия составляла: 0,5:1:150:300: 350 мкм. После этого на металлическое покрытие наносили слой оксидной пленки разных цветов методом анодного оксидирования. According to the prototype, the samples were made of cupronickel coated with silver. According to the proposed technical solution, the samples were made of stainless steel 12X18H10T, which was coated with zirconium, titanium, hafnium. The coating was applied in vacuum by the method of RF magnetron sputtering on a Unit-ND installation. The thickness of the metal coating layer was: 0.5: 1: 150: 300: 350 microns. After that, a layer of an oxide film of different colors was applied to the metal coating by the method of anodic oxidation.

Цвет изделия определяет толщина оксидного покрытия. По каждому варианту изготавливали по 6 образцов, испытания образцов на износ покрытия проводили по стандартной методике путем вращения в абразивной суспензии со скоростью 5,83 м/с. The color of the product determines the thickness of the oxide coating. For each option, 6 samples were made, testing of samples for coating wear was carried out according to the standard method by rotation in an abrasive slurry at a speed of 5.83 m / s.

Коррозионные испытания образцов проводили по стандартной методике в 50% винной кислоте при температуре 100^oC. Результаты исследований представлены в таблице.Corrosion testing of the samples was carried out according to standard methods in 50% tartaric acid at a temperature of 100 ^o C. The research results are presented in the table.

Анализ результатов, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемое решение отличается от прототипа более высокими износостойкостью и коррозионной стойкостью при обеспечении высоких эстетических свойств. Analysis of the results shown in the table shows that the proposed solution differs from the prototype in higher wear resistance and corrosion resistance while ensuring high aesthetic properties.

Оптимальная толщина слоя металлического покрытия составляет 1-300 мкм (опыты 3-5, 7-10). The optimal thickness of the metal coating layer is 1-300 microns (experiments 3-5, 7-10).

Уменьшение толщины слоя металлического покрытия менее 1 мкм (опыт N 2) приводит к резкому снижению качества покрытия и ухудшения эстетических свойств. A decrease in the thickness of the metal coating layer of less than 1 μm (experiment No. 2) leads to a sharp decrease in the quality of the coating and deterioration of aesthetic properties.

Увеличение толщины слоя металлического покрытия более 300 мкм (опыт 6) приводит к значительному снижению производительности и удорожанию изделия без существенного улучшения эстетических, износостойких и коррозионных свойств. An increase in the thickness of the metal coating layer of more than 300 μm (experiment 6) leads to a significant decrease in productivity and cost of the product without a significant improvement in aesthetic, wear-resistant, and corrosion properties.

По заявляемому техническому решению изготовлены опытные изделия аналогичные изделиям типа "стопка экстра" по черт. N Г-5000-4011, "часы-браслет") по черт. N Г-4500-4001.01, "Серьга" по черт. N Г-4300-4002 из нержавеющей стали 12Х18Н10Т с нанесением металлического покрытия из циркония и слоем оксидной пленки разных цветов на нем с положительным результатом. Цвет получали следующий: от темно-синего до светло-голубого, от светло-желтого до красно-желтого, от розового до фиолетового, от темно-зеленого до желто-зеленого, розовый разной интенсивности, сиреневый с разными оттенками. According to the claimed technical solution, experimental products are made similar to products of the "extra stack" type. N Г-5000-4011, “bracelet watch”) according to the devil. N Г-4500-4001.01, "Earring" according to the devil. N G-4300-4002 of stainless steel 12X18H10T with the application of a metal coating of zirconium and a layer of oxide film of different colors on it with a positive result. The colors obtained were as follows: from dark blue to light blue, from light yellow to red-yellow, from pink to purple, from dark green to yellow-green, pink of different intensities, lilac with different shades.

Источники информации
1. Черт. N Г-5000-4011 "Стопка экстра" МГП "Гиацинт" ПО ЧМЗ, 1991 г.Sources of information
1. Damn. N G-5000-4011 "Pile extra" MGP "Hyacinth" PO CHMZ, 1991

2. Черт. N Г-4500-4001.01 "Часы-браслет" МГП "Гиацинт" ПО ЧМЗ, 1991 г. 2. Damn. N Г-4500-4001.01 "Bracelet watch" MGP "Hyacinth" PO CHMZ, 1991

3. Черт. N Г-4300-4002 "Серьга" МГП "Гиацинт" ПО ЧМЗ 1991 г. 3. Damn. N Г-4300-4002 "Earring" MGP "Hyacinth" PO CHMZ 1991

4. Патент Франции N 2425210, кл. A 44 C 27/00, 1980. 4. French patent N 2425210, cl. A 44 C 27/00, 1980.

Claims

A cultural and household product made of metal, made with a protective and decorative metallic coating of titanium subgroup metal, characterized in that the coating has a thickness of 1,300 μm and a color-forming oxide film deposited on top of it.