Jak ulepszyć swoją biżuterię za pomocą technik obróbki powierzchni?

Poznaj świat obróbki powierzchni biżuterii dzięki temu kompleksowemu przewodnikowi. Dowiedz się więcej o polerowaniu, galwanizacji, powlekaniu chemicznym i zaawansowanych technikach, takich jak powłoki PVD, emalia i nano-natryskiwanie. Odkryj, jak wzbogacić biżuterię o złote, srebrne i kolorowe wykończenia. Idealny dla sklepów jubilerskich, projektantów, sprzedawców e-commerce i każdego, kto chce dodać unikalne akcenty do swoich dzieł.

Jak ulepszyć swoją biżuterię za pomocą technik obróbki powierzchni?

Opanuj obróbkę powierzchni biżuterii: Od polerowania do nano-natryskiwania

Proces obróbki powierzchni biżuterii jest obróbką techniczną, która wykorzystuje różne metody, takie jak fizyczne, chemiczne, elektrochemiczne i mechaniczne, aby zmienić teksturę, kolor i dotyk powierzchni akcesorium, zapobiec korozji, upiększyć dekorację i przedłużyć jej żywotność. Znacznie wzbogaca efekt dekoracyjny produktów akcesoryjnych, poszerza dostępne środki projektowania akcesoriów, prezentuje bardziej żywy i różnorodny styl biżuterii oraz zapewnia konsumentom bardziej spersonalizowane wybory. Znacząco poprawia efekt powierzchniowy, żywotność i ekonomiczną wartość dodaną akcesoriów.

Istnieje wiele rodzajów procesów obróbki powierzchni dla nowoczesnej popularnej biżuterii, przy czym powszechnie stosowane metody obejmują głównie polerowanie, galwanizację, galwanizację chemiczną, chemiczne elektrochemiczne warstwy konwersyjne, fizyczne osadzanie z fazy gazowej, emalię, żywicę epoksydową i nano-natryskiwanie powierzchni.

Sekcja I Technologia polerowania

Polerowanie jest ważnym procesem obróbki powierzchni biżuterii metalowej. Przed polerowaniem powierzchnia biżuterii jest bardzo szorstka, ze śladami po pilniku i zadrapaniami papieru ściernego pozostawionymi podczas szlifowania, śladami wiercenia na krawędziach otworów, śladami skrobania po przycinaniu krawędzi i śladami mocowania pozostawionymi przez uchwyty, a także małymi bliznami po spawaniu. Celem polerowania jest wyeliminowanie drobnych nierówności na powierzchni obrabianego przedmiotu, nadając mu wysoki połysk. Polerowanie biżuterii obejmuje głównie polerowanie mechaniczne, chemiczne i elektrochemiczne.

1. Polerowanie mechaniczne

Polerowanie mechaniczne polega na obróbce powierzchni biżuterii przy użyciu maszyn polerskich i środków ściernych. Typowe metody polerowania mechanicznego obejmują następujące kategorie.

(1) Ściernica do polerowania

Polerowanie tarczą ścierną jest wykonywane przy użyciu tarczy polerskiej zamontowanej na maszynie. Pasta polerska jest okresowo nakładana na powierzchnię roboczą tarczy polerskiej. Z kolei powierzchnia obrabianego przedmiotu jest mocno dociskana do powierzchni roboczej tarczy polerskiej, która obraca się z dużą prędkością. Za pomocą włókien tarczy polerskiej i pasty polerskiej powierzchnia obrabianego przedmiotu uzyskuje lustrzany wygląd (rysunek 11-1). Obecnie powszechnie uważa się, że zasada działania maszyn do polerowania ściernicowego polega na tym, że wysoka temperatura generowana przez tarcie między obracającą się z dużą prędkością tarczą polerską a powierzchnią obrabianego przedmiotu może powodować odkształcenie plastyczne powierzchni przedmiotu obrabianego, wypełniając mikroskopijne wgłębienia na powierzchni obrabianego przedmiotu; jednocześnie wysoka temperatura generowana podczas polerowania może również szybko utworzyć bardzo cienką warstwę tlenku na powierzchni obrabianego przedmiotu. Odsłonięta powierzchnia podłoża jest ponownie utleniana podczas usuwania tej warstwy tlenku. Proces jest kontynuowany w tym cyklu aż do zakończenia polerowania, w wyniku czego uzyskuje się płaską i gładką powierzchnię.

(2) Polerowanie wibracyjne

Jest on zainstalowany z silnikiem wibracyjnym w tarczy wibracyjnej maszyny do polerowania wibracyjnego, a tarcza wibracyjna jest połączona z podstawą za pomocą sprężyn wibracyjnych. Po uruchomieniu szlifierki wibracyjnej, silnik wibracyjny generuje silną siłę wzbudzenia, napędzając materiał ścierny w tarczy wibracyjnej, aby wytworzyć ruch w trzech kierunkach: wibracje pionowe, obracanie do wewnątrz na zewnątrz i spiralny obrót zgodnie z ruchem wskazówek zegara, tworząc w ten sposób efekt szlifowania na powierzchni biżuterii w celu uzyskania polerowanego wykończenia (Rysunek 11-2 ).

(3) Polerowanie rolkowe

Jego zasada działania jest następująca: Cztery sześciokątne rolki są równomiernie zamontowane na obwodzie obracającego się korpusu. Rolki obracają się wraz z obracającym się korpusem, jednocześnie obracając się wokół własnej osi pod działaniem systemu kół zębatych (w przeciwnym kierunku). Ruch planetarny rolek powoduje, że materiał wewnątrz rolek zawsze pozostaje po jednej stronie zewnętrznej ściany rolek z powodu siły odśrodkowej, tworząc warstwę przepływu na powierzchni. W tej warstwie przepływowej kamienie szlifierskie i obrabiane przedmioty generują ruch względny, wykonując precyzyjne cięcie i dociskanie powierzchni przedmiotu obrabianego, uzyskując w ten sposób wypolerowaną powierzchnię przedmiotu obrabianego (Rysunek 11-3).

(4) Polerowanie Vortex

Jego zasada działania jest następująca: wykorzystując siłę odśrodkową generowaną przez szybki obrót dolnego stołu obrotowego, powstaje silne tarcie między przedmiotem obrabianym a materiałem ściernym pod działaniem stałego rowka, tworząc spiralny wir, powodując tarcie obrotowe o dużej prędkości i spiralne obracanie przedmiotu obrabianego i materiału ściernego. Pozwala to na usunięcie zadziorów i równomierne wypolerowanie polerowanej biżuterii w bardzo krótkim czasie, osiągając idealny efekt polerowania. Podstawą maszyny polerskiej jest obracająca się tarcza w pojemniku, przy czym górna część pojemnika jest otwarta, a ścianki pojemnika nie obracają się. Szczelina między pojemnikiem a tarczą może być mniejsza niż 0,05 mm, co pozwala na użycie najdrobniejszych cząstek łupin orzecha włoskiego (rysunek 11-4).

(5) Polerowanie przez przeciąganie

Podczas pracy przedmiot obrabiany jest przeciągany po medium polerskim, nie poruszając się. Każdy obrabiany przedmiot ma swoją własną pozycję podparcia, powierzchnie między przedmiotami nie stykają się, co zapobiega uszkodzeniom powierzchni. W porównaniu z tradycyjnymi metodami polerowania, tworzy większy ruch względny i większą siłę przetwarzania, znacznie skracając czas przetwarzania. Ma to ogromne zalety w przypadku ciężkich przedmiotów obrabianych. Metoda polerowania wleczonego jest szczególnie odpowiednia do ciężkich pierścieni, zapięć i kopert zegarków, a także do wielu innych elementów, które można zawiesić na stałych wspornikach (Rysunek 11-5).

Charakterystyka powyższych metod polerowania została porównana w Tabeli 11-1.

Tabela 11-1 Charakterystyka różnych procesów polerowania

Metody polerowania	Środek polerski	Środek mielący	Zalety	Wady	Odpowiedni przedmiot obrabiany
Polerowanie wibracyjne	Wióry drewniane, kawałki porcelany, cząstki łupin orzecha włoskiego, mąka kukurydziana, kulki stalowe	Ceramika, tworzywa sztuczne	Tanie, duże przedmioty, części tłoczone	Ze względu na długi czas obróbki, niskie ciśnienie, wgniecenia i słaby efekt gładkości, osiągnięcie idealnych rezultatów podczas obróbki na sucho jest niemożliwe.	Mały łańcuch, łańcuch mechaniczny
Polerowanie lufy	Drewniana kostka, drewniana igła, cząstki łupin orzecha włoskiego, mąka kukurydziana, stalowa kulka	Ceramika, tworzywa sztuczne	Tani	Długi czas obróbki, niewygodna obróbka, powierzchnia ma kurz, powierzchnia jest tłoczona	Różne elementy biżuterii
Polerowanie wirowe	Cząstki skorupy orzecha włoskiego, kawałki porcelany, plastik	Ceramika, tworzywa sztuczne	Dzięki wysokiej wydajności i krótkiemu czasowi przetwarzania, maszyna wykonuje pracę 70%, mniej procesów, czysta biżuteria, łatwa obsługa, wysoka jakość powierzchni	Może obsługiwać tylko lekkie elementy (maksymalnie 20 g) i nie może przetwarzać małych łańcuszków do kamieni szlachetnych.	Większość biżuterii, produktów przemysłowych i kopert zegarków
Polerowanie wleczone	Cząsteczki skorupy orzecha włoskiego	Granulat z łupin orzecha włoskiego	Może polerować duże, ciężkie elementy bez uderzeń lub kolizji, z krótkim czasem przetwarzania, łatwą obsługą i wysoką jakością powierzchni	Brak szlifowania na mokro	Różne elementy biżuterii, które można zamocować na półce

2. Polerowanie chemiczne

Polerowanie chemiczne odnosi się do serii reakcji chemicznych zachodzących na powierzchni materiałów metalowych w roztworze do polerowania składającym się z odpowiednio dobranej mieszaniny środków korozyjnych, utleniaczy i dodatków. Podczas procesu polerowania chemicznego nierównomierna warstwa pasywacyjna na mikroskopijnej powierzchni metalu może tworzyć lepką membranę w roztworze polerującym, powodując nierównomierne tempo rozpuszczania mikroskopijnej powierzchni. Szybkość rozpuszczania wystających części jest znacznie większa niż w przypadku obszarów zagłębionych, co zmniejsza mikroskopijną chropowatość powierzchni i skutkuje gładką i błyszczącą powierzchnią metalu.

3. Polerowanie elektrochemiczne

Polerowanie elektrochemiczne to proces, w którym przedmiot obrabiany jest umieszczany w określonym roztworze, przy czym polerowany przedmiot obrabiany działa jako anoda, a nierozpuszczalny metal jako katoda. Obie elektrody są jednocześnie zanurzone w zbiorniku elektrolitycznym. Pod wpływem pola elektrycznego następuje selektywne rozpuszczanie anodowe, w wyniku czego powstaje gładka powierzchnia metalu o metalicznym połysku (rysunek 11-6).

Podczas polerowania elektrochemicznego na powierzchni anody tworzy się lepka membrana o wysokiej rezystywności. Ta dynamiczna membrana jest cieńsza w mikroskopijnych wypukłościach i grubsza w mikroskopijnych zagłębieniach, co powoduje nierównomierny rozkład prądu. Gęstość prądu jest wyższa na mikroskopijnych występach, co prowadzi do szybszego tempa rozpuszczania. Gęstość prądu jest niższa w mikroskopijnych zagłębieniach, co skutkuje wolniejszym tempem rozpuszczania. Rozpuszczone jony metalu dyfundują przez membranę, uzyskując gładki i błyszczący efekt. Ponadto smar pozostawiony na obrabianym przedmiocie po dotknięciu może reagować z substancjami alkalicznymi, tworząc rozpuszczalne sole, usuwając w ten sposób smar. Gdy te dwa efekty zostaną osiągnięte, jest to korzystne dla stabilności i poprawy jakości warstwy galwanicznej.

Sekcja II Proces galwanizacji

Galwanizacja to proces wykorzystujący metody elektrochemiczne do osadzania powłok metalowych i stopowych na powierzchni przedmiotu obrabianego. Proces ten polega na redukcji jonów metalu w roztworze galwanicznym do atomów metalu w wyniku reakcji elektrodowych pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, a osadzanie metalu następuje na katodzie. Ze względu na skład chemiczny i strukturę organizacyjną metalu lub stopu powłoka utworzona na powierzchni przedmiotu obrabianego różni się od materiału podstawowego, co nie tylko zmienia wygląd powlekanej części, ale także nadaje powierzchni powlekanej części pożądane właściwości fizykochemiczne lub mechaniczne, osiągając cel modyfikacji powierzchni. Jest to najczęściej stosowana technologia obróbki powierzchni w produkcji biżuterii.

1. Podstawowa wiedza na temat galwanizacji biżuterii

(1) Rodzaje galwanizacji dla biżuterii

W zależności od przeznaczenia powłoki, galwanizację biżuterii można podzielić na powłoki ochronne i powłoki dekoracyjne.

Powłoki ochronne. Głównym celem jest zapobieganie korozji metalu. Powszechnie stosowane powłoki, takie jak warstwy galwanizowane i cynowe, należą do tej kategorii. Czarne metale są zwykle chronione przez warstwy galwanizowane w ogólnych warunkach atmosferycznych, podczas gdy warstwy cynowe są zwykle używane do ochrony czarnych metali, które wchodzą w kontakt z kwasami organicznymi.

Powłoki dekoracyjne. Przede wszystkim do celów dekoracyjnych, ale także z pewnym poziomem ochrony. Powłoki kompozytowe najczęściej składają się z wielu warstw, ponieważ trudno jest znaleźć pojedynczą powłokę spełniającą wymagania dla powłok dekoracyjnych. Zazwyczaj najpierw na podłoże nakładana jest warstwa bazowa, a następnie warstwa powierzchniowa, a czasami także warstwa pośrednia. Na przykład galwanizowane metale szlachetne i imitacja galwanizacji złota są szeroko stosowane, szczególnie w niektórych cennych biżuteriach i drobnej biżuterii sprzętowej, przy stosunkowo dużym zużyciu i wielkości produkcji. Obejmuje głównie galwanizowane metale szlachetne i różne stopy.

Zgodnie z elektrochemiczną zależnością między powłoką a metalem podłoża podczas korozji, dekoracyjne powłoki galwaniczne można podzielić na anodowe i katodowe.

Powłoka anodowa. Odnosi się do powłoki, która działa jak anoda i rozpuszcza się jako pierwsza, gdy powstaje mikrobateria korozyjna z metalem podłoża, takim jak cynkowanie na żelazie. Ten rodzaj powłoki nie tylko zapewnia mechaniczną ochronę podłoża, ale także zapewnia ochronę chemiczną.

Powłoka katodowa. Odnosi się do powłoki działającej jako katoda, gdy tworzy mikrobaterię korozyjną z metalem podłoża. Na przykład cynowanie na żelazie. Ten rodzaj powłoki może zapewnić jedynie mechaniczną ochronę podłoża; gdy powłoka zostanie uszkodzona, nie chroni podłoża i przyspiesza jego korozję.

(2) Podstawowy proces galwanizacji metali

Elektrodepozycja jest procesem elektrochemicznym i redoks. Podczas elektrodepozycji metalowy element działa jak katoda, metal lub stop, który ma być powlekany, działa jak rozpuszczalna anoda lub siatka tytanowa jest używana jako nierozpuszczalna anoda, podłączona do ujemnego i dodatniego zacisku zasilacza i zanurzona w elektrolicie zawierającym składniki galwaniczne. Pod działaniem prądu można uzyskać warstwę osadzania na powierzchni ornamentu (rysunek 11-7).

Proces galwanizacji metali redukuje metal lub jego jony kompleksowe do metalu na katodzie. Ponieważ galwanizowany metal ma strukturę krystaliczną, podobnie jak zwykłe metale, proces galwanizacji jest również znany jako proces elektrokrystalizacji. Obejmuje on następujące trzy etapy.

Proces transferu masy. Jony metali lub jony kompleksów metali są stale transportowane na powierzchnię elektrody z elektrolitu poprzez takie etapy jak dyfuzja, konwekcja i elektromigracja.

Proces elektrochemiczny. Jony metali lub jony kompleksów metali odwadniają się i adsorbują na powierzchni katody, uwalniając energię elektryczną i redukując się do atomów metalu.

Proces krystalizacji. Atomy metalu układają się na katodzie, tworząc kryształy metalu o określonym kształcie, a krystalizacja zwykle zachodzi w procesie zarodkowania i wzrostu.

Drobność kryształów zależy od szybkości zarodkowania i szybkości wzrostu. Jeśli tempo zarodkowania jest szybsze niż tempo wzrostu, powstaje więcej kryształów, co skutkuje drobniejszymi i gęstszymi ziarnami; odwrotnie, ziarna będą grubsze.

2. Miedź galwaniczna i stopy miedzi

Powłoka miedziana jest różowa, jednolita i delikatna, z różnymi odcieniami w zależności od procesu. W galwanizacji miedziowanie jest szeroko stosowane, głównie jako warstwa bazowa i pośrednia, a także może być stosowane jako warstwa powierzchniowa, taka jak imitacja złocenia.

Obecnie stosowane procesy miedziowania obejmują głównie cyjanek, kwaśny siarczan i miedziowanie pirofosforanowe. Wśród nich roztwór cyjanku do miedziowania jest wysoce toksyczny, poważnie zanieczyszcza środowisko, szkodzi zdrowiu ludzkiemu i został wymieniony jako proces, który należy wyeliminować. Ponadto, miedziowanie aminosulfonianowe, miedziowanie aminami organicznymi, miedziowanie cytrynianowo-winianowe i miedziowanie HEDP również były rozwijane i stosowane w ostatnich latach.

W latach 70. badania skupiły się na zastąpieniu galwanizacji cyjankowej galwanizacją bezcyjankową, co doprowadziło do powstania pirofosforanowej i siarczanowej powłoki miedzianej. Wciąż jednak nie mogły być one bezpośrednio powlekane na podłożach stalowych jako warstwa bazowa.

2.1 Powlekanie miedzi siarczanem

Powlekanie miedzią siarczanową jest szeroko stosowane w ochronnej galwanizacji dekoracyjnej, galwanizacji tworzyw sztucznych i grubym powlekaniu miedzią do elektroformowania płytek drukowanych. Można go podzielić na dwa rodzaje: jeden to roztwór galwaniczny o wysokiej zawartości miedzi i niskiej kwasowości stosowany do galwanizacji części, który ma gładką i jasną powłokę o dobrej wytrzymałości; drugi to roztwór galwaniczny o wysokiej kwasowości i niskiej zawartości miedzi stosowany do galwanizacji płytek drukowanych, który ma doskonałe właściwości dyspersyjne i kryjące, dzięki czemu doskonale nadaje się do powlekania otworów, z jednolitą i delikatną powłoką.

(1) Główne składniki roztworu galwanicznego

① Siarczan miedzi. Jest to główna sól, która zapewnia niezbędną Cu²⁺ do elektroosadzania. Zbyt niskie stężenie zmniejsza górną granicę gęstości prądu, zmniejsza prędkość osadzania i wpływa na jasność powłoki. Gdy stężenie jest zbyt wysokie, zmniejszy to zdolność dyspersji roztworu galwanicznego, a ze względu na granicę rozpuszczalności siarczanu miedzi, kryształy siarczanu miedzi będą się wytrącać, przy czym odpowiednie jest 180 ~ 220 g / l.

② Kwas siarkowy. Jego główną funkcją jest zwiększenie przewodności roztworu. Gdy stężenie jest zbyt niskie, prowadzi to do niepełnego utlenienia miedzi anodowej, wytwarzając Cu₂O, powodując powstawanie "proszku miedzianego" lub zadziorów w powłoce. Jednocześnie zmniejsza się zdolność dyspersji roztworu galwanicznego. Gdy stężenie kwasu siarkowego jest odpowiednie, zakres gęstości prądu powłoki jest szeroki, powłoka jest jasna, a zdolność poziomowania osiąga optymalne wyniki. Jeśli stężenie kwasu siarkowego jest zbyt wysokie, wpływa to na jasność i poziomowanie powłoki.

③ Jony chlorkowe. Są to aktywatory anodowe, które mogą pomóc w normalnym rozpuszczaniu anody, hamując produkcję Cu⁺poprawiają jasność i zdolność wyrównywania powłoki oraz zmniejszają wewnętrzne naprężenia w powłoce. Jeśli stężenie jonów chlorkowych jest zbyt niskie, prowadzi to do powstawania powłok dendrytycznych, z obszarem o wysokim natężeniu prądu podatnym na spalanie, a powłoka może tworzyć wżery lub otwory. Jeśli stężenie jonów chlorkowych jest zbyt wysokie, na powierzchni anody pojawia się biała, żelowa warstwa i bez względu na to, ile rozjaśniacza zostanie dodane, powłoka nie będzie jasna. Odpowiednie stężenie jonów chlorkowych wynosi 40~100ml/L.

④ Dodatki. Doskonała kombinacja dodatków może zapewnić stabilne roztwory galwaniczne, wysokie wskaźniki kwalifikacji produktu i wysoką wydajność pracy. Obecnie skomercjalizowano wiele dodatków i ich materiałów. Wymagania dotyczące dodatków różnią się w zależności od rodzaju powłoki galwanicznej. Na przykład powłoki dekoracyjne kładą większy nacisk na jasność, szybkość i wyrównanie powłoki; ochronne powłoki dekoracyjne koncentrują się bardziej na wyrównaniu i elastyczności powłoki; powłoki płytek drukowanych wymagają między innymi doskonałej wydajności w strefie niskiego prądu, równomiernego rozkładu powłoki i plastyczności powłoki. Dodatki do powlekania miedzią składają się głównie z czterech części: nośników, rozjaśniaczy, środków wyrównujących i środków zwilżających.

Przewoźnik: Dobry nośnik może zmaksymalizować skuteczność środków rozjaśniających i wyrównujących. Nośniki są w większości formułowane ze środków powierzchniowo czynnych i niemożliwe jest osiągnięcie najlepszego efektu za pomocą pojedynczego materiału, takiego jak związki polieterowe, tetraeterowe anionowe związki etylenodiaminy itp.

Środki rozjaśniające i wyrównujące: Organiczne związki polisiarczkowe, organiczne polisiarczki, organiczne sulfoniany polisiarczkowe, barwniki organiczne itp. mają działanie rozjaśniające i wyrównujące w połączeniu z nośnikami. Oba efekty mogą występować w tym samym materiale, przy czym barwniki koncentrują się bardziej na zdolności wyrównywania.

Środki zwilżające: mogą poprawić działanie zwilżające roztworu galwanicznego. Powszechnie stosowane są niejonowe lub anionowe środki powierzchniowo czynne, takie jak glikol polietylenowy, emulgatory OP itp. Jasna kwaśna miedź wykorzystuje mieszanie powietrzem i może wybierać tylko niskopieniące środki zwilżające.

(2) Reakcja elektrodowa miedziowania kwasem siarkowym

Katoda: Cu²⁺ + 2e=Cu φ⁰_Cu_²⁺_/Cu = +0.34V

Cu²⁺ + e=Cu⁺ φ⁰_Cu_²⁺_/Cu_⁺ = +0.17V

Cu⁺ + e=Cu φ⁰_Cu_⁺_/Cu = +0.51V

Ze względu na standardowy potencjał elektrody Cu²⁺ ponieważ jest znacznie bardziej dodatni niż wodór, gazowy wodór nie zostanie uwolniony na katodzie, ale gdy nie zostanie wystarczająco zredukowany, pojawi się Cu⁺. Z punktu widzenia standardowego potencjału elektrody, reakcja redukcji do Cu jest bardziej prawdopodobna, a redukcja Cu doprowadzi do szorstkiej powłoki, której należy unikać.

Anoda: Anoda miedziana w roztworze kwasu siarkowego ulega rozpuszczeniu anodowemu, dostarczając jonów miedzi potrzebnych w roztworze galwanicznym, a mianowicie: Cu-2e=Cu²⁺.

W tym samym czasie co Cu²⁺ jest generowany, jest nieuchronnie generowany Cu⁺a mianowicie: Cu-e=Cu⁺. Kiedy Cu⁺ pojawia się i wchodzi do roztworu; jeśli w roztworze jest wystarczająca ilość kwasu siarkowego i powietrza, Cu⁺ można utlenić, a mianowicie: 4Cu⁺+O₂+4H⁺=4Cu²⁺+2H₂O, Gdy stężenie kwasu siarkowego w roztworze jest niewystarczające, Cu⁺ ulegnie hydrolizie, a mianowicie: 2Cu⁺+2H₂O=2CuOH+2H⁺=Cu₂O+H₂O. W tym czasie Cu₂O osadzi się na katodzie w wyniku elektroforezy, tworząc zadziory. Ze względu na niestabilność Cu⁺mogą również zachodzić reakcje dysproporcjonowania, a mianowicie: 2Cu⁺=Cu²⁺+Cu, a wygenerowana Cu również osadzi się na powłoce w wyniku elektroforezy, tworząc proszek miedzi, zadziory i chropowatość. Dlatego też, podczas procesu galwanizacji, pojawienie się Cu⁺ należy unikać w jak największym stopniu; stosowanie anod miedzianych zawierających fosfor i mieszanie roztworu galwanicznego z powietrzem może rozwiązać problem.

2.2 Pirofosforanowanie miedzi

Powłoka miedziana z pirofosforanem nie może być bezpośrednio powlekana na podłożach żelaznych i cynkowych. Jest on stosowany głównie na podłożach ze stopów cynku przed kwaśnym siarczanowym miedziowaniem w celu ochrony podłoża przed silną korozją kwasową i zapewnienia jakości kombinacji powłok. Jest również stosowany w procesach galwanizacji metalizacji tworzyw sztucznych, ale jego zastosowanie w galwanizacji sprzętu jest ograniczone.

Jasne kryształy do miedziowania kwasem fosforowym mają dobre właściwości dyspersyjne i kryjące. Wydajność prądu katodowego jest wysoka, ale długotrwałe użytkowanie może prowadzić do akumulacji fosforanów, co zmniejsza szybkość osadzania.

(1) Główne składniki roztworu galwanicznego

Pirofosforan miedzi. Jest to główna sól roztworu galwanicznego, dostarczająca jonów miedzi. Jeśli zawartość miedzi jest zbyt niska, zmniejsza gęstość prądu, powodując słaby połysk i wyrównanie powłoki; jeśli zawartość miedzi jest zbyt wysoka, zmniejszy polaryzację katodową, prowadząc do szorstkiej powłoki. Zawartość miedzi w roztworze galwanicznym musi być utrzymywana w określonym stosunku do pirofosforanu potasu.

Pirofosforan potasu. Jest to główny czynnik kompleksujący, a gdy wartość pH wynosi 8, główną formą kompleksu jest [Cu(P₂O₇)₂]^6-, utrzymując [P₂O₇^4-]:[Cu²⁺]=7~8 w roztworze galwanicznym jest względnie odpowiedni; jeśli stosunek jest zbyt duży, prowadzi to do zmniejszenia wydajności prądowej, otworów w powłoce, a roztwór galwaniczny jest podatny na zmętnienie.

Aminokwas cytrynowy. Jest to pomocniczy środek kompleksujący i depolaryzator anodowy. Może poprawić rozpuszczanie anody, zwiększyć zdolność dyspersji roztworu galwanicznego i zwiększyć jasność powłoki. Jeśli zawartość jest zbyt niska, rozpuszczanie anody będzie słabe, zdolność dyspersji roztworu galwanicznego zmniejszy się i powstanie "proszek miedziany". Ogólnie rzecz biorąc, odpowiednia zawartość wynosi około 10 ~ 30 g / l.

(2) Reakcja elektrodowa miedziowania z pirofosforanem

Reakcja katodowa:[Cu(P₂O₇)₂]^6- + 2e^6- = Cu + 2P₂O₇^4- 2H₂O + e = H₂ + 2OH^–

Reakcja anodowa: Cu + 2P₂O₇^4- -2e = [Cu(P₂O₇)₂]^6-

Gdy anoda jest pasywowana, uwalniany jest tlen:4OH^– - 4e = O₂ + 2H₂O

Gdy utlenianie anodowe jest niepełne, Cu⁺ występuje: Cu - e = Cu⁺

Dwie ostatnie reakcje należy uważnie monitorować, aby zapobiec ich wystąpieniu.

2.3 Galwanizacja imitacją złota

W ostatnich latach, ze względu na rozwój galwanizacji dekoracyjnej w budownictwie, sprzęcie, oświetleniu i ozdobach, imitacja złocenia była szeroko stosowana.

(1) Główne kategorie galwanizacji imitacji złota

Powłoka imitująca złoto może być wykonana ze stopów miedzi i cynku, miedzi i cyny lub miedzi i cyny oraz stopów miedzi i cynku poddanych obróbce końcowej w celu uzyskania realistycznego efektu złota. Efekt imitacji złota może osiągnąć kolory takie jak 18K, 4K i różowe złoto. Stopy miedzi i cyny (brąz) można podzielić na trzy kategorie w zależności od zawartości cyny: brąz o niskiej zawartości cyny o zawartości cyny 5% ~ 15%, który wydaje się różowy do złotożółtego; brąz o średniej zawartości cyny o zawartości cyny 15% ~ 40%, który wydaje się żółty; oraz brąz o wysokiej zawartości cyny o zawartości cyny 40% ~ 50%, który wydaje się srebrno-biały.

Powłoka galwaniczna przypominająca złoto ma bardzo krótki czas galwanizacji, a jej połysk zależy głównie od warstwy nośnej, zwykle pokrytej jasną warstwą niklu lub inną białą i błyszczącą powłoką. Powłoka mosiężna może również służyć jako dekoracyjna cienka złota warstwa bazowa oraz warstwa ochronna i smarująca. Mosiądz jest podatny na odbarwienia w powietrzu, więc musi zostać poddany obróbce zapobiegającej odbarwieniom, gdy jest stosowany jako warstwa powierzchniowa lub cienka złota warstwa bazowa, taka jak natryskiwanie powłoką organiczną lub powlekanie katodową farbą elektroforetyczną. W ostatnich latach, aby zapobiec alergiom skórnym na nikiel w galwanizacji biżuterii, biały stop miedzi i cynku może być stosowany jako niskiej jakości substytut niklowania, a także może służyć jako baza dla chromu oraz dla białych i wymaganych białych powłok w metalowych dekoracjach zabawek.

Kluczem do uzyskania stopu poprzez jednoczesne współosadzanie dwóch metali jest to, że ich potencjały osadzania muszą być bliskie, a polaryzacja katodowa musi zapewniać osadzanie dwóch metali w pożądanym stosunku. Jony kompleksowe obecne w cyjankowym roztworze galwanicznym to głównie Cu(CN)₃^2- i Zn(CN)₄^2-. Stabilność jonów cyjankowych miedzi jest znacznie wyższa niż jonów cyjankowych cynku, a polaryzacja katodowa miedzi jest znacznie większa niż cynku. Dlatego, aby uzyskać powłokę spełniającą wymagania, konieczne jest ścisłe kontrolowanie całkowitej zawartości cyjanku, wolnego cyjanku, stosunku miedzi do cynku, wartości pH oraz czynników takich jak temperatura, gęstość prądu i mieszanie.

(2) Przebieg procesu galwanizacji imitacji złota

Istnieją dwa główne wyzwania związane ze złoceniem imitującym stop miedzi: po pierwsze, jak zachować połysk powłoki i zapobiec odbarwieniu powłoki ze stopu miedzi; po drugie, jak osiągnąć realistyczny efekt. Dlatego też kluczowy staje się rozsądny proces galwanizacji i obróbka końcowa. Powszechnie stosowany proces galwanizacji imitacji złota jest następujący:

Zanim obrabiany przedmiot zostanie pokryty jasnym niklem, musi zostać poddany obróbce wstępnej. Jasna powłoka niklowa ma ostatecznie białawy odcień, który może wzmocnić blask warstwy imitacji złota.
Aktywacja niklu ma na celu usunięcie warstwy pasywacyjnej na jasnej powierzchni niklu, aby poprawić siłę wiązania z warstwą powierzchniową. Metoda obejmuje obróbkę katodową w roztworze odtłuszczającym przez 3 ~ 5 minut, a następnie aktywację kwasem siarkowym 5% po spłukaniu wodą i dokładnym spłukaniu przed wejściem do zbiornika imitacji złota.
Po nałożeniu galwanicznej powłoki imitującej złoto, powierzchnia przedmiotu obrabianego jest czyszczona gorącą wodą i płukana w przeciwprądzie.
Obróbka zapobiegająca odbarwieniom mająca na celu zapobieganie odbarwieniom powłoki po myciu. Typowe procesy pasywacji obejmują dichromian potasu lub benzotriazol.
Elektroforeza katodowa jest pokryta akrylową farbą do elektroforezy katodowej lub przezroczystymi powłokami, takimi jak lakier akrylowy lub natryskiwane lub zanurzane w przezroczystych powłokach z krzemu organicznego.
Lakier lub farba koloryzująca. Aby stworzyć realistyczny efekt imitacji złota i zrekompensować wady tonu imitacji złota, można zastosować przezroczystą powłokę w kolorze złotym.

3. Nikiel galwanizowany

Niklowanie ma szeroki zakres zastosowań. Służy jako katodowa warstwa ochronna dla podłoży stalowych, a jego zdolność ochronna jest związana z porowatością poszycia. Niklowanie jest szeroko stosowane jako warstwa bazowa dla dekoracyjnych powłok złotych, palladowo-niklowych i srebrnych w branżach takich jak dekoracja sprzętu. Rodzaje niklowania obejmują nikiel watowy, nikiel półjasny, nikiel jasny, nikiel wysokosiarkowy, uszczelnienie niklowe, nikiel wysokostresowy, nikiel niskostresowy, nikiel perłowy, nikiel czarny i niklowanie kompozytowe. W branży jubilerskiej powszechnie stosowane niklowanie obejmuje pół-jasny nikiel, jasny nikiel, perłowy nikiel i czarny nikiel.

3.1 Jasny nikiel

Jasny nikiel jest obecnie jedną z najczęściej stosowanych powłok. Bazuje ona na niklu watowym z dodatkami dodawanymi w celu uzyskania jasnej i gładkiej powłoki niklowej.

(1) Główne składniki roztworu galwanicznego

① Nikiel. Źródłem jonów niklu może być siarczan niklu, chlorek niklu, aminosulfonian niklu itp. Jony niklu są głównym składnikiem roztworu galwanicznego, zazwyczaj o zawartości 52~70g/L. Wysokie stężenie jonów niklu pozwala na zwiększenie gęstości prądu. Poprawia to szybkość osadzania, ale jeśli stężenie jest zbyt wysokie, zdolność dyspersji roztworu do powlekania zmniejsza się, co może prowadzić do braku powlekania w obszarach o niskim natężeniu prądu. Jeśli stężenie jonów niklu jest zbyt niskie, szybkość osadzania spada, a w ciężkich przypadkach obszar o wysokim natężeniu prądu może zostać spalony.

② Bufor. Kwas borowy jest najlepszym buforem w roztworze do niklowania, a jego minimalne skuteczne stężenie wynosi nie mniej niż 30 g / l; ogólnie, przyjmowanie roztworu do powlekania wynosi odpowiednio 40 ~.50g/L. Kwas borowy może również zwiększyć polaryzację katodową, poprawić przewodność roztworu i poprawić właściwości mechaniczne powłoki.

③ Środki zwilżające. Podczas procesu galwanizacji na katodzie uwalniany jest wodór. Środki zwilżające mogą zmniejszać napięcie powierzchniowe roztworu galwanicznego, zwiększając efekt zwilżania roztworu na powierzchni przedmiotu obrabianego, utrudniając pęcherzykom wodoru powstającym podczas galwanizacji pozostanie na powierzchni katody, zapobiegając w ten sposób tworzeniu się otworów i skaz. Środki zwilżające składają się ze środków powierzchniowo czynnych, które można podzielić na wysokopieniące środki zwilżające i niskopieniące środki zwilżające. Wysokopieniące środki zwilżające obejmują dodecylosiarczan sodu, podczas gdy niskopieniące środki zwilżające obejmują dietyloheksylosiarczan sodu.

④ Środki rozjaśniające. W tym podstawowe środki rozjaśniające, wtórne środki rozjaśniające i pomocnicze środki rozjaśniające.

Podstawowy rozjaśniacz: Jego główną funkcją jest udoskonalenie wielkości ziarna i zmniejszenie wrażliwości roztworu galwanicznego na zanieczyszczenia metalowe, przy ogólnej dawce około 1 ~ 10 g / l, warstwa niklowania zawierająca około 0,03%S. Typowe podstawowe rozjaśniacze obejmują sacharynę, difenylosulfonian amonu (BB1), toluenosulfonian amonu, kwas benzenosulfonowy, kwas 1,3,6 naftalenosulfonowy, kwas benzenosulfonowy i sól sodową kwasu benzenosulfonowego (BSS) itp.
Wtórne rozjaśniacze tworzą zauważalny połysk na powłoce, ale także wprowadzają naprężenia i kruchość powłoki oraz wrażliwość na zanieczyszczenia. Dozowanie musi być ściśle kontrolowane, a w połączeniu z podstawowymi rozjaśniaczami mogą one tworzyć w pełni jasną powłokę. Typowe rozjaśniacze wtórne obejmują 1,4-butanodiol, alkohol propargilowy, heksanol, pirydynę, tiomocznik itp.
Rozjaśniacze pomocnicze: Pomagają w rozjaśnianiu powłoki, poprawiają zdolność pokrycia powłoki i zmniejszają wrażliwość roztworu galwanicznego na zanieczyszczenia metalowe. Typowe rozjaśniacze pomocnicze obejmują allilosulfonian sodu, winylosulfonian sodu, propargilosulfonian sodu itp.

⑤ Niklowane dodatki do towarów. Różne półprodukty są łączone w oparciu o ich odpowiednią charakterystykę działania, co skutkuje kilkoma rodzajami.

Starter do kąpieli (środek zmiękczający): składa się głównie z podstawowych i pomocniczych środków rozjaśniających.
Środek rozjaśniający (główny środek rozjaśniający): Złożony z jednego lub więcej związków, przy czym głównym składnikiem jest wtórny środek rozjaśniający, uzupełniony innymi składnikami.
Środki powierzchniowo czynne: Istnieją dwa rodzaje: niskopieniące i wysokopieniące.
Środki czyszczące: takie jak zmywacze żelaza, zmywacze miedzi, zmywacze cynku, środki do pozycjonowania w niskich strefach itp.

(2) Reakcja elektrody

Katoda: Ni²⁺ + 2e = Ni 2H⁺ + 2e = H₂

Anoda: Ni = Ni²⁺ + 2e 4OH^– = 2H₂O + O₂ + 4e

3.2 Galwanizowany czarny nikiel i satynowany brąz

Czarny i brązowy nikiel (czarna perła) jest stosowany głównie do powłok optycznych i dekoracyjnych powłok antycznych, zwykle powlekanych na jasnych powłokach niklowych, miedzianych, brązowych i cynkowych, o grubości nieprzekraczającej 2 μm. Ten rodzaj powłoki jest twardy i kruchy, o słabej odporności na korozję, a powierzchnia powłoki musi być zabezpieczona lakierem.

Pojawienie się kolorów czarnego i brązowego wynika z różnych materiałów czerniących w roztworze galwanicznym. Czarna warstwa niklowania zawiera większą ilość faz niemetalicznych, takich jak czarny nikiel zawierający cynk, który ogólnie ma ułamek masowy niklu 40% ~ 60%, cynku 20% ~ 30%, siarki 10% ~ 15% i materii organicznej około 10%, co czyni go mieszaniną niklu, cynku, siarczku niklu, siarczku cynku i materii organicznej.

Temperatura robocza roztworu galwanicznego, wartość pH i gęstość prądu wpływają na ciemność powłoki. Jeśli powłoka nie jest ciemna, ma kolory lub wydaje się żółta, najpierw sprawdź przewodność, a następnie sprawdź, czy natężenie prądu jest zbyt wysokie lub zbyt niskie; jeśli temperatura jest zbyt wysoka, a następnie sprawdź, czy stężenie tiocyjanianu, siarczanu cynku, molibdenianu amonu itp. w roztworze galwanicznym jest niewystarczające.

3.3 Galwanizowany perłowy nikiel

Nikiel perłowy (nikiel satynowy) charakteryzuje się drobną krystalizacją, niską porowatością, niskim naprężeniem wewnętrznym, dobrą odpornością na korozję i miękkim odcieniem. Nie pozostawia śladów po dotknięciu ręką, jest ceniony i lubiany w galwanizacji dekoracyjnej, jest szeroko stosowany jako warstwa bazowa chromu, srebra i złota i może być stosowany bezpośrednio do warstw powierzchniowych, zwłaszcza w zastosowaniach takich jak zegarki i biżuteria.

Głównym procesem galwanizacji niklem satynowym jest dodanie do roztworu galwanicznego pewnych substancji organicznych, takich jak aniony i substancje amfoteryczne, które w warunkach elektrolitycznych tworzą osady o średnicy podobnej do cząstek koloidalnych. Osady te współosadzają się z niklem na katodzie, tworząc satynową powłokę niklową o perłowym połysku. Wybierając rodzaje i stężenia dodatków, można kontrolować średnicę osadów. Proces perłowego niklu prawie w całości składa się z opatentowanych dodatków handlowych.

Wadą powszechnie występującą w niklu perłowym są "jasne plamy", które można usunąć poprzez usunięcie zanieczyszczeń i dokładne wymieszanie roztworu galwanicznego przed użyciem.

4. Srebro galwaniczne i stopy srebra

Symbolem pierwiastka srebra jest Ag, względna masa atomowa wynosi 107,9; standardowy potencjał elektrody wynosi 0,799 V, a równoważnik elektrochemiczny wynosi 4,025/(A.h).

Powłoki ze srebra i stopów srebra charakteryzują się doskonałą przewodnością, niską rezystancją styku, lutownością oraz silnymi właściwościami odblaskowymi i dekoracyjnymi. Są one szeroko stosowane w zastawach stołowych, instrumentach muzycznych, biżuterii i innych jako powłoki dekoracyjne.

Posrebrzana warstwa reaguje z siarką w powietrzu, tworząc tlenek srebra i czarny siarczek srebra. Może również łatwo zmienić kolor na czarny w kontakcie z materiałami zawierającymi siarkę, takimi jak tworzywa sztuczne i guma, a tlen w powietrzu przyczynia się do ciemnienia. Odbarwienie posrebrzanej warstwy poważnie wpływa na wygląd komponentów i wpływa na lutowność i wydajność elektryczną powłoki.

Roztwory do posrebrzania nadal opierają się głównie na posrebrzaniu cyjankowym, które wytwarza cienką, czystą białą warstwę o dobrych właściwościach dyspersyjnych i kryjących, a proces jest stosunkowo stabilny. Ma ono jednak wysoką zawartość cyjanku i jest wysoce toksyczne. Przeprowadzono zarówno krajowe, jak i międzynarodowe badania nad procesami posrebrzania bezcyjankowego, a obecnie dostępne są komercyjne materiały eksploatacyjne, takie jak między innymi posrebrzanie NS, posrebrzanie niacyną, posrebrzanie tiosiarczanem, posrebrzanie imidem dibutyrylu i posrebrzanie kwasem imidazolosulfonowym. Powlekanie srebrem niecyjankowym postępuje powoli ze względu na mniej delikatny wygląd niż powlekanie cyjankowe, mniej wygodną konserwację i niespójne dostawy surowców.

4.1 Srebrzenie cyjankowe

Od pierwszego patentu na posrebrzanie w 1840 roku do chwili obecnej, posrebrzanie cyjankowe ma ponad 160-letnią historię. Posrebrzanie cyjankowe zawsze dominowało w procesie wytwarzania powłok srebrnych. Rozwój posrebrzania cyjankowego w latach 70. wprowadził rozjaśniacze, które bezpośrednio nakładały jasną warstwę srebra z roztworu galwanicznego, eliminując proces polerowania, poprawiając wydajność i oszczędzając dużą ilość srebra. Jasne srebrzenie stało się głównym nurtem srebrzenia cyjankowego.

(1) Główne składniki roztworu srebra cyjankowego

① Srebrny. Jest to główna sól w roztworze galwanicznym, występująca jako jony kompleksowe cyjanku srebra. Źródłem srebra może być AgNO₃, AgCl, AgCN, KAg(CN)₂ale AgNO₃ a AgCl najlepiej przekształcić w AgCN lub KAg(CN)₂a następnie dodawany do roztworu galwanicznego. Stężenie Ag w roztworze galwanicznym jest utrzymywane na poziomie 20~40g/L. Jeśli stężenie srebra jest zbyt wysokie, powłoka krystalizuje gruboziarniście i wydaje się żółta; jeśli stężenie srebra jest zbyt niskie, zakres gęstości prądu jest zbyt wąski, a szybkość osadzania spada.

② Cyjanek potasu. Jest to środek kompleksujący; oprócz kompleksowania z Ag, pewna ilość wolnego cyjanku potasu jest korzystna dla stabilności roztworu galwanicznego, normalnego rozpuszczania anody i zdolności dyspersyjnej roztworu galwanicznego. Ogólnie rzecz biorąc, dane odnoszą się głównie do wolnego KCN. Jeśli jego stężenie jest zbyt wysokie, szybkość osadzania roztworu galwanicznego jest powolna; jeśli stężenie jest zbyt niskie, warstwa galwaniczna jest podatna na żółknięcie, a srebrna anoda jest łatwo pasywowana, co powoduje powolną szybkość osadzania.

③ Wodorotlenek potasu, węglan potasu. Może poprawić przewodność roztworu galwanicznego, pomóc w dyspersji roztworu galwanicznego i zwiększyć jasność powłoki.

④ Winian sodu. Może zmniejszać polaryzację anody, zapobiegać pasywacji i promować rozpuszczanie srebrnej anody.

⑤ Środki rozjaśniające. Dodanie środków rozjaśniających pozwala uzyskać w pełni jasną powłokę i rozszerzyć zakres gęstości prądu, ale należy wybrać odpowiednie środki rozjaśniające dla powłok srebrnych używanych do różnych celów. W przypadku powłok dekoracyjnych wymagania dotyczące grubości nie są wysokie, ale wymagania dotyczące koloru powłoki (biel i jasność) są szczególnie wysokie, co sprawia, że stosowanie dodatków zawierających metale jest nieodpowiednie. W przypadku powłok funkcjonalnych wykorzystywanych w zastosowaniach elektrycznych i elektronicznych wymagania dotyczące grubości powłoki i wydajności elektrycznej są wyższe, a niektóre mogą uwzględniać wymagania dotyczące twardości powłoki, co pozwala na dodanie soli metali, takich jak antymonian potasu.

Rozjaśniacze niemetaliczne często zawierają siarkę, która może tworzyć jasne, białe powłoki srebrne, ale ich żywotność nie jest wystarczająco długa. Rozkładają się, jeśli nie zostaną szybko użyte w roztworze galwanicznym. Metaliczne rozjaśniacze, takie jak antymon, selen, tellur, kobalt i nikiel, mogą poprawić jasność poszycia i zwiększyć twardość, dzięki czemu są bardziej odpowiednie do twardego srebrzenia.

(2) Reakcja elektrodowa srebrzenia cyjankowego

Katoda:

Kompleksowy jon cyjanku srebra jest bezpośrednio redukowany na katodzie: Ag(CN)^2- + e = Ag + 2CN^–

Działanie niepożądane: 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^–

Anoda:

Użycie rozpuszczalnej anody srebrnej: Ag + 2CN^– = Ag(CN)^2- + e

W przypadku stosowania nierozpuszczalnych anod: 4OH^– = 2H₂O + O₂ + 4e

Wydajność prądowa posrebrzania cyjankowego jest wysoka, z wydajnością prądową zarówno katody, jak i anody zbliżoną do 100%.

4.2 Odbarwienie powłoki srebrnej

Posrebrzana biżuteria, gdy jest umieszczona w powietrzu lub używana przez jakiś czas, wchodzi w kontakt ze szkodliwymi gazami lub substancjami zawierającymi siarkę w powietrzu, powodując korozję i odbarwienie poszycia, poważnie wpływając na wygląd biżuterii. Główne przyczyny tego zjawiska są następujące.

Sama posrebrzana warstwa może łatwo reagować i żółknąć w wilgotnej atmosferze zawierającej siarczki, a w ciężkich przypadkach może stać się czarna.

Nieprawidłowe działanie procesu posrebrzania. Nieodpowiednie czyszczenie po galwanizacji pozostawia ślady soli srebra na powierzchni, a to zjonizowane srebro jest podatne na przebarwienia. Roztwór galwaniczny jest zanieczyszczony lub niewystarczająco czysty jonami metali, takich jak miedź, żelazo i cynk, co skutkuje niską czystością warstwy galwanicznej. Nieprawidłowe działanie prowadzi do szorstkiej warstwy galwanicznej o wysokiej porowatości. Powierzchnie o wysokiej porowatości są podatne na gromadzenie się wilgoci i czynników korozyjnych.

Niewłaściwe pakowanie i przechowywanie po posrebrzaniu. Przyczyny przebarwień obejmują głównie: po pierwsze, posrebrzana biżuteria jest bezpośrednio wystawiona na działanie światła, co powoduje, że atomy srebra są narażone na działanie promieni ultrafioletowych, przekształcając się w jony srebra, co przyspiesza szybkość przebarwień; po drugie, przechowywanie w wilgotnym i wysokotemperaturowym środowisku jest podatne na przebarwienia; po trzecie, słabe uszczelnienie opakowania może powodować reakcję materiałów opakowaniowych ze srebrzeniem.

4.3 Proces obróbki warstwy pokrytej srebrem zapobiegającej odbarwieniom

Aby zapobiec odbarwieniu warstwy srebra, w produkcji często stosuje się procesy pasywacji warstwy srebra, które zazwyczaj obejmują następujące metody: pasywacja chemiczna, pasywacja elektrochemiczna, zanurzenie w środkach zapobiegających odbarwieniu, galwanizacja metalami szlachetnymi i zanurzenie w organicznych foliach ochronnych.

(1) Pasywacja chemiczna

Po dokładnym umyciu wodą, części platerowane, które nie zostały pokryte jasnym srebrem, powinny zostać natychmiast potraktowane kwasem chromowym.

Obróbka kwasem chromowym. Bezwodnik chromu:80~85g/L; chlorek sodu:15~20g/L; temperatura: temperatura pokojowa; czas: 5~15 sekund. Po obróbce kwasem chromowym na powierzchni srebrzenia tworzy się stosunkowo luźna żółta warstwa.
Proces zdejmowania izolacji. Woda amoniakalna: 300~500ml/L; temperatura pokojowa; czas: 20~30 sekund.
Idemitsu. Ułamek masowy kwasu azotowego lub solnego 5%~10%; temperatura pokojowa; czas: 5~20 sekund. Po tym, jak warstwa srebrzenia zostanie poddana powyższym procesom, jest ona poddawana chemicznemu przypinaniu w celu uzyskania lepszych wyników. Warstwa pasywacji chemicznej jest bardzo cienka, co ma niewielki wpływ na rezystancję styku. Mimo to struktura warstwy pasywacyjnej nie jest wystarczająco gęsta, a jej zdolność do zapobiegania przebarwieniom nie jest silna, więc pasywację elektrochemiczną można przeprowadzić w następnej kolejności.

(2) Pasywacja elektrochemiczna

Można to zrobić po pasywacji chemicznej lub bezpośrednio po jasnym posrebrzaniu. Jako katody należy użyć warstwy srebra, a jako anody - stali nierdzewnej. W wyniku elektrolizy na powierzchni warstwy srebra tworzy się stosunkowo gęsta warstwa przypominająca igły, która ma wyższą odporność na odbarwienia niż warstwa pasywacji chemicznej. Jeśli pasywacja chemiczna jest połączona z elektrolizą, efekt jest jeszcze lepszy.

(3) Środek ochrony przed zanurzeniem w kontakcie elektrycznym

Rozpuścić środek ochronny w rozpuszczalniku organicznym i moczyć go przez 1 ~ 2 minuty w określonej temperaturze, co ma działanie ochronne na powierzchnię.

(4) Galwanizacja metali szlachetnych

Złoto galwaniczne, rod, pallad, stop palladu i niklu (80%), grubość 0,1 ~ 0,2 μm.

(5) Organiczna folia ochronna

Grubość wynosi zazwyczaj powyżej 5 μm, a efekt ochronny jest lepszy. Przezroczyste powłoki ochronne na bazie akrylu lub silikonu mogą być zanurzane (natryskiwane) lub katodowe elektroforetyczne farby akrylowe. Wymagania dotyczące organicznej powłoki ochronnej obejmują głównie dobrą gęstość powłoki, wysoką przezroczystość, twardość powłoki nie mniejszą niż HV4 i dobrą przyczepność do podłoża.

5. Złoto galwaniczne i stopy złota

Względna masa atomowa złota wynosi 197, standardowy potencjał elektrodowy złota jednowartościowego wynosi +1,68 V, równoważnik elektrochemiczny złota trójwartościowego wynosi +1,5 V, a równoważnik elektrochemiczny Au⁺ wynosi 7,357 g/(A.h), a równoważnik elektrochemiczny Au³⁺ wynosi 2,44977g/(A.h).

Złoto ma niezwykle wysoką stabilność chemiczną i nie ulega korozji pod wpływem kwasu solnego, kwasu siarkowego, kwasu azotowego, kwasu fluorowodorowego ani zasad. Przewodność elektryczna złota ustępuje tylko srebru i miedzi. Przewodność cieplna złota wynosi 70% przewodności cieplnej srebra, a złoto ma doskonałą ciągliwość. Ze względu na stabilność chemiczną, przewodność i dobrą lutowność, złoto jest szeroko stosowane w przemyśle dekoracyjnym.

Dekoracyjne złocenie jest zwykle stosowane w biżuterii rzemieślniczej, wymagając od powłoki dobrego koloru, połysku, odporności na zużycie i braku przebarwień. Czystość poszycia można podzielić na czyste złoto i złoto K, przy czym czyste złoto ma zawartość złota powyżej 99,9% i powszechnie stosowane rodzaje złota K, w tym 22K, 18K i 14K. Grubość powłoki można podzielić na cienkie złoto i grube złoto, przy czym cienkie złoto może być bezpośrednio powlekane na podłożach takich jak nikiel, miedź i brąz, podczas gdy grube złoto wymaga najpierw warstwy bazowej.

Powlekanie złotem rozpoczęło się na początku XIX wieku, wraz z pojawieniem się patentów na zastosowania do powlekania złotem pod koniec lat czterdziestych XIX wieku w oparciu o alkaliczne roztwory do powlekania na bazie cyjanku. Ze względu na ekstremalną toksyczność cyjanku, zarówno w kraju, jak i za granicą, prowadzono ciągłe badania nad opracowaniem roztworów do złocenia bez cyjanku i o niskiej zawartości cyjanku, co doprowadziło do pojawienia się kwaśnego czystego złocenia, kwaśnego twardego złocenia, neutralnego złocenia i złocenia bez cyjanku. Roztwory do złocenia można podzielić na cztery typy: alkaliczny cyjanek, kwaśny niskocyjanek, neutralny niskocyjanek i niecyjanek. Ogólnie rzecz biorąc, roztwory do powlekania złotem o niskiej zawartości cyjanku i bez cyjanku nadal mają pewne luki w stabilności i efektach powlekania w porównaniu z alkalicznymi roztworami do powlekania złotem z cyjankiem.

5.1 Pozłacanie cyjankowe

(1) Pozłacanie cyjankiem alkalicznym

① Główne składniki alkalicznego cyjankowego roztworu do powlekania złotem. Alkaliczny cyjankowy roztwór do powlekania złotem ma dobrą zdolność dyspersji, jest stabilnym roztworem do powlekania, jest łatwy w obsłudze i utrzymaniu oraz może łatwo zawierać różne pierwiastki stopowe, takie jak Cu, Ni, Co, Ag, Cd itp. w celu wytworzenia stopów złota o różnych odcieniach. Na przykład, dodanie niklu może dać lekko biały kolor złota, dodanie Cu i Cd daje różowe złoto; dodanie Ag może skutkować jasnozielonym złotem. Kontrolując stężenie pierwiastków stopowych w roztworze galwanicznym i warunki pracy, można uzyskać prawie każdy pożądany odcień złocenia. Porowatość złocenia cyjankowego jest stosunkowo wysoka, a jego odporność na zużycie i korozję słaba. Ze względu na wysoką zawartość cyjanku w złoceniu, jego użycie znacznie spadło w ostatnich latach; jednak w branży jubilerskiej złocenie cyjankowe pozostaje najpopularniejszym rodzajem. Główne składniki alkalicznego roztworu do złocenia cyjankowego są następujące.

Cyjanek złota potasowego (zawierający 68,3% złota). Jest to główna sól w roztworze galwanicznym i źródło złota w warstwie galwanicznej. Warstwa galwaniczna będzie czerwona i szorstka, jeśli zawartość Au będzie zbyt niska. Jakość cyjanku złota potasowego jest bardzo ważna i należy zachować ostrożność podczas jego wyboru i stosowania. Cyjanek złota potasowego należy rozpuścić w wodzie dejonizowanej przed dodaniem do roztworu galwanicznego.
Cyjanek potasu (cyjanek sodu). Jest to środek kompleksujący, który może stabilizować roztwór galwaniczny i umożliwiać normalny przebieg procesu elektrodowego. Jeśli jego zawartość jest zbyt niska, roztwór galwaniczny staje się niestabilny, co skutkuje szorstką powłoką o słabym kolorze.
Fosforan. Jest to bufor, który stabilizuje roztwór galwaniczny i poprawia połysk powłoki.
Węglan. Jest to sól przewodząca, która może poprawić przewodność roztworu galwanicznego i zwiększyć jego zdolność do dyspersji. Jeśli jednak węglan nie zostanie dodany podczas otwierania zbiornika, a roztwór jest zasadowy, z czasem CO₂ z powietrza będą gromadzić się w roztworze galwanicznym. Gdy nagromadzenie węglanów jest nadmierne, może to spowodować szorstkość powłoki i powstawanie plam.
Skład stopów Cu, Ni, Co, Ag i Cd jest w większości dodawany za pomocą soli cyjankowych, a są też takie, które są dodawane za pomocą soli EDTA. Ich stężenia muszą być odpowiednio kontrolowane, aby uzyskać powłoki stopowe 14K, 16K, 18K i 23K o różnych proporcjach. Co więcej, powłoki złoto-srebro 16K i złoto-miedź-kadm 18K mogą być stosowane jako warstwy pośrednie w grubych kombinacjach złocenia i powlekane do wymaganej grubości.

Reakcja elektrodowa alkalicznego złocenia cyjankowego. Główną solą w cyjankowym roztworze do powlekania złotem jest cyjanek złota potasu KAu(CN)₂. Kompleksowy jon cyjanku Au(CN)₂^– znajduje się w roztworze i rozładowuje się na katodzie, tworząc warstwę złota.

Katoda:[Au(CN)₂]^– + e = Au + 2CN^–

Działanie niepożądane: 2H⁺ + 2e = H₂

Anoda:

Użycie rozpuszczalnej anody srebrnej: Au + 2CN^– - e = [Au(CN)₂]^–

W przypadku stosowania nierozpuszczalnych anod: 2H₂O - 4e = 4H⁺ + O₂

Część CN^– pozostający w roztworze jest utleniany przez tlen w początkowym ekosystemie, a możliwe produkty obejmują CNO^–DYREKTOR OPERACYJNY^–, CO₃^2-, NH₃, (CN)₂które gromadzą się w roztworze i stają się zanieczyszczeniami.

(2) Proces złocenia cyjankiem kwasowym

Podstawą kwaśnego roztworu do powlekania złotem z mikrocyjankiem jest to, że jony kompleksu cyjanku złota nie rozkładają się przy pH 3,1. Wartość pH kwaśnego roztworu do powlekania złotem wynosi 3,5~5,5. Czyste złoto jest jasne, jednolite, delikatne i ma żółtawo-czerwony odcień. Dodanie pierwiastków stopowych Co, Ni, Sb, Cu, Cd i innych do roztworu galwanicznego pozwala uzyskać stopy złota spełniające wymagania przemysłu dekoracyjnego w zakresie różnych odcieni, takich jak 22,5 ~ 23,5 warstwy złota 1N14, 2N18, 3N.

W produkcji, kwaśne złocenie dzieli się głównie na dwa rodzaje: cienkie złoto i grube złoto. Cienkie złocenie obejmuje złocenie wstępne i dekoracyjne. Wstępne złocenie wymaga doskonałej przyczepności do podłoża i warstwy złota, podczas gdy roztwór do wstępnego złocenia zapobiega zanieczyszczeniu grubego roztworu do złocenia. Złoto dekoracyjne może być czystym złotem lub stopem złota, w zależności od wymagań dotyczących wyglądu. Roztwory do grubego złocenia obejmują zwykłe i szybkie roztwory do złocenia. Roztwór galwaniczny może być powlekany do wymaganej grubości w zależności od potrzeb. Główne składniki kwaśnego cyjankowego roztworu do powlekania złotem są następujące:

Cyjanek potasu. Przy wystarczającej zawartości, główna sól może wytwarzać jasne, drobno krystaliczne złoto. Niewystarczająca zawartość skutkuje wąskim zakresem gęstości prądu, a powłoka wydaje się czerwona, szorstka i ma wysoką porowatość.
Cytrynian. Ma działanie kompleksujące, kojarzące i buforujące. Jeśli stężenie jest zbyt wysokie, wydajność prądowa spada, a roztwór jest podatny na starzenie; jeśli stężenie jest zbyt niskie, zdolność dyspersji roztworu galwanicznego jest słaba.
Fosforan. Środek buforujący, który może stabilizować roztwór galwaniczny i poprawiać połysk powłoki.
Kobalt, nikiel, antymon, miedź, kadm, srebro itp. to pierwiastki stopowe, które mogą poprawić twardość i wygląd powłoki, a ich stężenie powinno być ściśle kontrolowane.

5.2 Pozłacanie bez użycia cyjanku

W latach 60. w produkcji stosowano złocenie bezcyjankowe, z roztworami galwanicznymi zawierającymi siarczyny, tiosiarczany, halogenki, kwas bursztynowy itp., ale najczęściej stosowanym był roztwór galwaniczny siarczynu z [Au(SO₃)₂]^3- jako anion kompleksowy.

Właściwości roztworu do powlekania siarczynem są następujące: roztwór do powlekania ma dobrą dyspersję i zdolność krycia, warstwa powłoki ma dobre wyrównanie i plastyczność (wydłużenie może osiągnąć 70% ~ 90%), może osiągnąć lustrzany połysk, a czystość warstwy powłoki jest wysoka, z dobrą spawalnością. Szybkie tempo sedymentacji, niewiele porów. Powłoka ma dobrą przyczepność do niklu, miedzi i srebra.

Wadą roztworu do powlekania siarczynem jest to, że jego stabilność nie jest tak dobra, jak w przypadku roztworu do powlekania cyjankiem, a odporność na zużycie twardego złota jest niska. Obecnie proces ten ma niewielki udział w rynku, ale ma potencjał.

6. Galwanizacja rodowa

Rodowanie jest srebrzystobiałe, ma silny połysk powierzchni, jest odporne na działanie gazów korozyjnych, takich jak dwutlenek węgla i siarczki w atmosferze, i ma wysoką stabilność na kwasy i zasady, wykazując silną odporność na korozję. Twardość powłoki rodowej jest dziesięciokrotnie wyższa niż w przypadku powłoki srebrnej, z dobrą odpornością na zużycie. Jako dekoracyjna warstwa rodowa ma lekko niebieskawy odcień bieli, jasny połysk, odporność na zużycie i wysoką twardość, co czyni ją najwyższej jakości powłoką dekoracyjną. Ze względu na wysoką twardość i kruchość rodu, jeśli powłoka jest zbyt gruba, może się łatwo odkleić. Dlatego w przypadku ogólnej biżuterii modowej często najpierw nakłada się srebro, pallad lub nikiel jako warstwę bazową przed pokryciem rodem.

Roztwór do powlekania rodem zawiera siarczany, fosforany lub aminosulfoniany, najczęściej stosowane siarczany. Jego roztwór galwaniczny jest łatwy w utrzymaniu, ma wysoką wydajność prądową i dużą prędkość osadzania, dzięki czemu nadaje się do obróbki biżuterii.

(1) Główne składniki roztworu do powlekania siarczanem rodu

Siarczan rodu. Jest to główna sól roztworu galwanicznego, a gdy zawartość rodu jest odpowiednia, może wytworzyć drobnokrystaliczną jasną powłokę. Jeśli zawartość jest zbyt wysoka, powłoka nie będzie biała i szorstka; jeśli zawartość jest zbyt niska, powłoka zmieni kolor na żółty i będzie miała słabą jasność. Zasadniczo zawartość rodu jest kontrolowana w zakresie 1,6 ~ 2,2 g / l.

Kwas siarkowy. Jego główną funkcją jest utrzymanie stabilności roztworu galwanicznego i zwiększenie przewodności, a niska zawartość kwasu siarkowego wpłynie na jasność warstwy galwanicznej.

(2) Reakcja elektrodowa powlekania rodem

Reakcja anodowa: 4OH - 4e = 2H₂O + O₂ ↑

Reakcja katodowa: Rh²⁺ + 2e = Rh

Katodowa reakcja uboczna: 2H⁺ + 2e = H₂ ↑

Sekcja III Proces galwanizacji chemicznej

Powlekanie chemiczne to metoda, która bezpośrednio wykorzystuje środek redukujący do katalitycznej redukcji jonów metali na powlekanej powierzchni, co skutkuje osadzaniem się metalowej powłoki. W przeciwieństwie do galwanizacji, powlekanie chemiczne nie wymaga zewnętrznego źródła zasilania. Historia galwanizacji chemicznej jest długa; w 1845 roku wierzono, że metody chemiczne mogą być stosowane do osadzania, ale nie było praktycznego zastosowania ani praktyki aż do lat pięćdziesiątych XX wieku, kiedy to chemiczny roztwór niklowania został pomyślnie opracowany i wprowadzony do praktycznego zastosowania, co doprowadziło do dużej ilości badań i promocji. Do tej pory galwanizacja chemiczna stworzyła dużą skalę produkcji, z metalami osadzanymi przez galwanizację chemiczną, w tym Ni, Co, Pd, Cu, Au, Ag, Pt, Sn, Sb, Bi i Fe. W oparciu o sześć pierwiastków Ni, Co, Pd, Cu, Au, Ag, można tworzyć różne powłoki stopowe z innymi wymienionymi powyżej pierwiastkami metalowymi. Różne chemiczne powłoki kompozytowe mogą również tworzyć się, gdy roztwór galwaniczny zawiera stałe dyspersje.

1. Charakterystyka powlekania chemicznego

W porównaniu z galwanizacją, powlekanie chemiczne ma następujące zalety.

(1) Galwanizacja bezprądowa pasuje do różnych materiałów podłoża, w tym metali, półprzewodników i materiałów niemetalicznych.

(2) Grubość powłoki chemicznej jest jednolita i spójna, niezależnie od kształtu lub złożoności przedmiotu obrabianego; tak długo, jak podejmowane są odpowiednie środki techniczne, można uzyskać jednolitą powłokę na przedmiocie obrabianym.

(3) W przypadku autokatalitycznego powlekania chemicznego można uzyskać powłoki o dowolnej grubości, a nawet możliwe jest elektroformowanie. Powłoki uzyskane w wyniku powlekania chemicznego mają doskonałe właściwości chemiczne, mechaniczne i magnetyczne (takie jak gęste powłoki i wysoka twardość).

Jednak powlekanie chemiczne ma również pewne wady: po pierwsze, żywotność roztworu do powlekania chemicznego jest stosunkowo krótka; po drugie, prędkość powlekania jest niska i tylko poniżej krytycznej prędkości powlekania można zagwarantować jakość powłoki.

2. Zasada galwanizacji chemicznej

Powlekanie chemiczne to proces osadzania metalu, w którym jony metalu są redukowane na powierzchni metalu poprzez samokatalizę za pomocą odpowiednich środków redukujących w roztworze. Jest to chemiczna reakcja redoks obejmująca transfer elektronów i proces osadzania chemicznego bez zewnętrznego źródła zasilania. Ten rodzaj osadzania chemicznego można podzielić na trzy kategorie.

(1) Wymienne poszycie

Umieść metal o silnych właściwościach redukujących (podłoże, obrabiany przedmiot) w roztworze innej soli metalu o silnych właściwościach utleniających. Metal podłoża działa jako silny środek redukujący, a oddawane przez niego elektrony są akceptowane przez jony metalu w roztworze, osadzając się na powierzchni podłoża, tworząc powłokę. Proces ten nazywany jest również powlekaniem zanurzeniowym. Na przykład, miedź wypierająca srebro, gdzie miedziany przedmiot obrabiany jako podłoże wypiera srebro z roztworu, a osadzona warstwa srebra pokrywa powierzchnię miedzi. Reakcja redukcji zatrzymuje się natychmiast po całkowitym pokryciu, w wyniku czego powstaje bardzo cienka powłoka. Ponieważ reakcja opiera się na korozji metalu podłoża, siła wiązania powłoki z podłożem jest stosunkowo słaba. Nie ma wielu systemów odpowiednich do procesu powlekania zanurzeniowego pod względem podłoża i roztworu do powlekania, więc zastosowanie tego procesu jest ograniczone.

(2) Powlekanie styków

Po zetknięciu się pozłacanego metalu z innym metalem pomocniczym, jest on zanurzany w roztworze soli metali, a potencjał metalu pomocniczego powinien być niższy niż potencjał osadzonego metalu. Po zanurzeniu metalowego przedmiotu obrabianego i metalu pomocniczego w roztworze, tworzą one baterię pierwotną, przy czym metal pomocniczy jest anodą ze względu na jego silną aktywność, rozpuszczanie i uwalnianie elektronów. Natomiast metalowy przedmiot obrabiany jest katodą, gdzie jony metalu w roztworze są redukowane i osadzane jako warstwa metalu na przedmiocie obrabianym. Metoda ta nie ma znaczenia w praktycznym zastosowaniu, ale może być wykorzystywana do inicjowania powlekania chemicznego na podłożach nieaktywnych katalitycznie.

(3) Metoda redukcji

Po pierwsze, roztwór do powlekania chemicznego zawiera jony metalu do powlekania, a następnie dodawane są elektrony dostarczane przez odpowiedni środek redukujący w celu redukcji jonów metalu w celu osadzenia powłoki metalowej. Ta chemiczna reakcja galwaniczna musi być dobrze kontrolowana pod względem prędkości; w przeciwnym razie osadzanie w całym roztworze staje się bez znaczenia. Metoda redukcji polega na osadzaniu metalowej powłoki na aktywnej powierzchni o właściwościach katalitycznych. Ze względu na zdolność samokatalityczną osadzonej warstwy podczas procesu powlekania, technika ta może w sposób ciągły osadzać się, tworząc powłokę o określonej grubości, która ma wartość praktyczną, co jest prawdziwym znaczeniem procesu "powlekania chemicznego". Metoda osadzania metalu za pomocą środka redukującego na samokatalitycznej powierzchni aktywnej jest jedynym procesem osadzania na mokro, który może zastąpić galwanizację.

3. Złocenie chemiczne

Złocenie chemiczne można podzielić na typ redukujący i typ wypierający, w zależności od tego, czy w roztworze do powlekania stosowany jest środek redukujący. Roztwór do chemicznego powlekania złotem typu redukcyjnego zawiera sól złota, środek kompleksujący, środek redukujący, bufor pH i inne dodatki. Jego reakcja wykorzystuje środek redukujący do redukcji złota, które jest następnie równomiernie osadzane na podłożu w celu uzyskania pożądanej grubości. Ogólnie rzecz biorąc, można osadzić grubszą warstwę złota o grubości około 1 μm. Złocenie chemiczne typu wypierającego jest przeprowadzane bez zewnętrznego środka redukującego. Ze względu na różnicę potencjałów między metalami, bardziej aktywny metal może wypierać mniej aktywny metal z roztworu w wyniku reakcji wypierania. Na przykład, w przypadku złocenia wypierającego na podłożu niklowym, różnica potencjałów między złotem a niklem umożliwia niklowi wypieranie złota z roztworu galwanicznego na powierzchnię warstwy niklu. Standardowy potencjał złota wynosi 1,68 V, podczas gdy standardowy potencjał niklu wynosi tylko -0,25 V, co wskazuje na znaczną różnicę potencjałów. Gdy podłoże niklowe jest zanurzone w roztworze złota, zachodzi reakcja wypierania, a warstwa złota szybko zastępuje powierzchnię niklu. Atomy złota mają jednak większą objętość, co skutkuje stosunkowo luźnym układem na powierzchni niklu z wieloma porami. Dlatego w kolejnym procesie zanurzania w złocie, wraz z upływem czasu, jony złota w roztworze galwanicznym nadal ulegają reakcjom wypierania z atomami niklu przez pory na powierzchni warstwy złota.

(1) Skład i warunki procesu chemicznego roztworu do złocenia

Chemiczny roztwór do powlekania złotem zawiera związki jonów złota (tj. sole złota), środki kompleksujące, bufory pH, środki redukujące, stabilizatory i inne główne składniki.

① Sole złota i czynniki kompleksujące. Odpowiednie związki jonów złota obejmują cyjankowe sole złota KAu(CN)₂, KAu(CN)₄rozpuszczalne w wodzie związki złota HAuCl₄, KAuCl₄, NH₄AuCl₄, Na₃Au(SO₃)₂, Na₃Au(S₂O₃)₂i związki złota Au(OH)₃ o niższej rozpuszczalności. Mogą być stosowane samodzielnie lub w połączeniu. Stężenie jonów złota wynosi zazwyczaj 0,001~0,1mol/L. Jeśli stężenie jonów złota jest niższe niż 0,001mol/L, nie można osiągnąć praktycznych szybkości osadzania złota; jeśli stężenie jonów złota jest wyższe niż 0,1mol/L, prawdopodobnie powstaną osady złota, a związki złota nie mogą w pełni odgrywać swojej roli w powlekaniu chemicznym, co prowadzi do marnotrawstwa złota, co jest niekorzystne ekonomicznie. Dodanie środków kompleksujących do roztworu galwanicznego ma na celu utworzenie kompleksów ze składnikami metalowymi w roztworze, działając jednocześnie jako bufor w celu powstrzymania zmian pH roztworu galwanicznego. Dostępne czynniki kompleksujące obejmują EDTA-2Na, K₂SO₃, Na₂SO₃, K₂S₂O₃ i inne.

② Środki redukujące i dodatki. Główne środki redukujące stosowane obecnie w badaniach obejmują między innymi boran dimetyloaminy (DMAB), podfosforyn sodu, hydrazynę, borohydrydy, boran hydrazyny, tiomocznik, askorbinian sodu i trójchlorek tytanu.

③ Warunki procesu. Wartość pH roztworu galwanicznego wynosi zazwyczaj 5~9, z optymalnym zakresem 6~8. Niższa wartość pH poprawia przyczepność warstwy galwanicznej, ale zbyt niskie wartości pH mogą łatwo wytwarzać szkodliwe gazy i korozję. Wysoka wartość pH sprawia, że roztwór galwaniczny jest silnie zasadowy, co może spowodować rozpuszczenie powłoki na powierzchni galwanizowanego elementu. W zależności od rodzaju i stężenia związków jonów złota i środków kompleksujących, należy wybrać roztwory alkaliczne NaOH, KOH, NH₄OH lub roztwory kwasów nieorganicznych H₂SO₄, H₃PO₄, H₃BO₃ aby dostosować wartość pH roztworu galwanicznego. Temperatura powlekania wynosi zazwyczaj 50 ~ 90 ℃, najlepiej 60 ~ 85 ℃. Niższa temperatura pracy jest szczególnie odpowiednia dla przedmiotów, które nie są odporne na ciepło, a także może oszczędzać energię i zapewniać bezpieczną pracę.

(2) Pozłacanie chemiczne bez cyjanków

Opracowanie bezcyjankowego chemicznego powlekania złotem, które zastępuje CN^– w roztworze do powlekania złotem z alternatywami innymi niż cyjanek, jest ważnym kierunkiem w chemicznym powlekaniu złotem. Stanowi to znaczący postęp w oparciu o złocenie cyjankowe i w ostatnich latach odnotowano znaczny rozwój krajowy i międzynarodowy. Obecne bezcyjankowe roztwory do złocenia obejmują głównie złocenie siarczynowe, złocenie tiosiarczanowe, złocenie halogenkowe i złocenie tiocyjanianowe, wśród których złocenie siarczynowe ma lepszą wartość praktyczną. Poniżej przedstawiono głównie system złocenia siarczynowego.

System siarczynowy: W 1842 r. siarczynowa sól złota została po raz pierwszy użyta jako źródło złota do galwanizacji złota bez cyjanku; później zastosowano ją w chemicznych roztworach do powlekania złotem, określanych jako siarczynowe roztwory do powlekania złotem. Środki redukujące stosowane w tym roztworze do powlekania złotem obejmują między innymi podfosforyn sodu, formaldehyd, hydrazynę, borohydrydy, DMAB, askorbinian sodu, tiomocznik i jego pochodne oraz związki fenylowe. Aby uzyskać praktyczny roztwór do powlekania złotem niezawierający cyjanków, do roztworu galwanicznego należy dodać niewielką ilość stabilizatorów, takich jak EDTA, trietanoloamina, NTA, benzotriazol, 2-merkaptobenzotiazol itp. Dodatki te mogą tworzyć kompleksowe środki chelatujące z jednowartościowymi jonami złota w siarczynowej soli złota, poprawiając w ten sposób stabilność roztworu galwanicznego.

4. Niklowanie chemiczne

Warstwa niklowania chemicznego jest niezależna od grubości powłoki i kształtu części i ma wysoką twardość, dobrą odporność na zużycie, naturalną smarowność i doskonałą odporność na korozję, dlatego jest znana jako "powłoka projektanta". Projektanci mogą znaleźć odpowiednie opcje w systemie powlekania w oparciu o właściwości wymagane dla części.

Skład i warunki procesu chemicznego roztworu do niklowania

Roztwór do niklowania chemicznego ma kluczowe znaczenie dla stabilności procesu powlekania chemicznego i jakości powłoki. Od czasu rozwoju galwanizacji chemicznej opracowano wiele rodzajów roztworów galwanicznych. Wśród nich najczęściej stosowany roztwór łączy siarczan niklu jako główną sól i podfosforyn sodu jako środek redukujący, wraz z odpowiednimi dodatkowymi składnikami w celu dostosowania stabilności, kompleksowania i innych właściwości.

(1) Sole niklu. Istnieją głównie dwa rodzaje: siarczan niklu i chlorek niklu. Podczas procesu galwanizacji, jeśli stężenie soli niklu jest zbyt niskie, szybkość reakcji jest powolna, co utrudnia tworzenie warstwy galwanicznej. Jeśli stężenie jest zbyt wysokie, prowadzi to do uwolnienia niektórych jonów niklu w roztworze galwanicznym, zmniejszając stabilność roztworu, co może łatwo doprowadzić do powstania szorstkiej warstwy galwanicznej, a nawet spowodować rozkład roztworu galwanicznego. Dlatego ważne jest, aby utrzymać odpowiednią zawartość soli niklu w roztworze galwanicznym oraz dokładnie analizować i odpowiednio uzupełniać zawartość soli niklu podczas procesu.

(2) Czynnik redukujący. Powszechnie stosowanym środkiem redukującym jest podfosforyn sodu. Rolą środka redukującego jest katalizowanie odwodornienia w celu dostarczenia żywych pierwotnych atomów wodoru do redukcji jonów niklu do niklu metalicznego. Zawartość środka redukującego znacząco wpływa na szybkość osadzania; zwiększenie stężenia środka redukującego może przyspieszyć szybkość osadzania, ale stężenie środka redukującego nie powinno być zbyt wysokie. W przeciwnym razie roztwór galwaniczny jest podatny na samorozkład, co niszczy stabilność roztworu galwanicznego, a szybkość osadzania również osiągnie wartość graniczną.

(3) Czynniki kompleksujące. Powszechnie stosowane czynniki kompleksujące obejmują kwas glikolowy, kwas jabłkowy, kwas winowy, kwas cytrynowy i kwas mlekowy. Dodanie czynników kompleksujących kontroluje szybkość osadzania jonów niklu. Dodanie środków kompleksujących musi uwzględniać zdolność do kompleksowania wszystkich jonów niklu i szybkość osadzania roztworu galwanicznego w celu utrzymania odpowiedniego stosunku składników. Czynniki kompleksujące mogą zmniejszać stężenie wolnych jonów i potencjał równowagi w roztworze, jednocześnie adsorbując się na powierzchni powlekanych części, zwiększając aktywność powierzchniową powlekanych części i przyspieszając uwalnianie jonów wodoru z hipofosforynu. Zastosowanie kompozytowych środków kompleksujących może skutecznie poprawić stabilność roztworu galwanicznego i szybkość osadzania oraz sprawić, że powierzchnia powłoki będzie jasna i gęsta.

(4) Regulatory wartości pH i bufory. Wartość pH roztworu do powlekania ma znaczący wpływ na szybkość osadzania, wykorzystanie środka redukującego i wydajność powlekania. Ponieważ H+ jest produktem ubocznym reakcji redukcji, wartość pH roztworu galwanicznego będzie spadać wraz z postępem reakcji. Regulacja i kontrola wartości pH podczas powlekania chemicznego ma zatem kluczowe znaczenie. Regulatory wartości pH to zwykle NaOH, KOH lub związki alkaliczne, takie jak węglany, amoniak itp. Jeśli konieczne jest obniżenie wartości pH, należy dodać kwasy nieorganiczne lub organiczne. Dodanie buforów zapobiega niestabilności szybkości osadzania spowodowanej drastycznymi zmianami wartości pH podczas reakcji osadzania. Aniony buforu łączą się, tworząc słabe cząsteczki kwasu o bardzo niskiej jonizacji, kontrolując w ten sposób drastyczne zmiany wartości pH roztworu do powlekania.

(5) Stabilizatory. Podczas procesu galwanizacji, aktywne rdzenie krystaliczne nieuchronnie tworzą się w roztworze galwanicznym z różnych powodów, powodując jego rozkład i awarię. Poprzez dodanie stabilizatorów, te aktywne rdzenie krystaliczne mogą zostać zatrute, tracąc swój efekt samokatalityczny, zapobiegając w ten sposób rozkładowi roztworu galwanicznego. Stabilizatory stały się tajemnicą techniczną w chemicznym procesie niklowania. Typowe stabilizatory obejmują jony ołowiu, siarczki cyny itp.

(6) Promotorzy. Dodanie środków kompleksujących do roztworu do niklowania chemicznego zazwyczaj prowadzi do zmniejszenia szybkości osadzania. Jeśli zostanie dodany w nadmiarze, może spowodować, że szybkość osadzania stanie się bardzo powolna lub nawet bezużyteczna. Niewielkie ilości kwasów organicznych są często dodawane do roztworu galwanicznego w celu zwiększenia szybkości osadzania, a te kwasy organiczne są określane jako promotory.

(7) Temperatura. Temperatura jest najważniejszym parametrem wpływającym na szybkość osadzania niklowania chemicznego. Reakcję katalityczną niklowania chemicznego można zasadniczo osiągnąć tylko w warunkach ogrzewania, a wiele poszczególnych etapów reakcji niklowania chemicznego wykazuje znaczną szybkość osadzania tylko powyżej 50 ℃. Temperatura robocza kwaśnego roztworu do powlekania chemicznego stopu niklu i fosforu wynosi zwykle około 85 ~ 95 ℃, podczas gdy ogólne alkaliczne roztwory do powlekania chemicznego mogą osadzać się w umiarkowanym zakresie temperatur. Wraz ze wzrostem temperatury szybkość osadzania przyspiesza. Jednak podniesienie temperatury roztworu galwanicznego przyspieszy wzrost hipofosforynu, czyniąc roztwór galwaniczny niestabilnym. Podczas pracy roztwór galwaniczny powinien być równomiernie mieszany i należy zachować ostrożność, aby zapobiec miejscowemu przegrzaniu roztworu galwanicznego, utrzymując stabilną temperaturę roboczą, aby uniknąć poważnego samorozkładu roztworu galwanicznego i niekorzystnych konsekwencji, takich jak rozwarstwienie powłoki.

(8) Wartość pH. Wraz ze wzrostem wartości pH roztworu galwanicznego, szybkość osadzania przyspiesza, a rozpuszczalność fosforynu maleje, co może łatwo prowadzić do samorozkładu roztworu galwanicznego. Załóżmy, że wartość pH roztworu galwanicznego jest zbyt wysoka. W takim przypadku reakcja utleniania podfosforynu do fosforynu przyspiesza, a reakcja katalityczna zamienia się w reakcję spontaniczną, powodując szybkie uszkodzenie roztworu galwanicznego. Wraz ze wzrostem wartości pH zmniejsza się zawartość fosforu w powłoce. Gdy wartość pH jest zbyt niska, reakcja nie może przebiegać, na przykład w kwaśnych roztworach galwanicznych, gdy wartość pH ＜ 3, nie jest łatwo osadzić powłokę ze stopu niklowo-fosforowego.

(9) Efekt mieszania. Proces dyfuzji wpływa na proces niklowania chemicznego, a mieszanie chemicznego roztworu galwanicznego pomaga zwiększyć szybkość przenoszenia reagentów na powierzchnię przedmiotu obrabianego, jednocześnie ułatwiając usuwanie produktów reakcji. Zasadniczo mieszanie zmienia skład chemiczny i wartość pH w warstwie dyfuzyjnej na styku przedmiotu obrabianego z roztworem. Metody mieszania obejmują mieszanie mechaniczne, mieszanie magnetyczne, dyspersję ultradźwiękową i metody dyspersji chemicznej. Dodatkowo, gdy niklowanie chemiczne jest przeprowadzane w warunkach ogrzewania, duża ilość uwolnionego wodoru może wywołać efekt "samomieszania". Spośród nich mieszanie mechaniczne jest proste i łatwe do wdrożenia, generalnie wykorzystując zewnętrzne siły ścinające i uderzeniowe do pełnego rozproszenia cząstek w medium; jednak nie rozwiązuje ono skutecznie ogólnego mieszania roztworu galwanicznego, zwłaszcza na dnie zlewki. Mieszanie magnetyczne wykorzystuje wirnik magnetyczny do generowania mieszania poprzez obrót w roztworze do powlekania. Jest bardzo skuteczne w mieszaniu roztworu na dnie, dzięki czemu jest korzystne w przypadku kompozytowych roztworów galwanicznych zawierających osadzające się cząstki. Jednak mieszadła magnetyczne zazwyczaj ogrzewają tylko dno zbiornika galwanicznego, a ta metoda ogrzewania może łatwo spowodować lokalne przegrzanie dolnego roztworu, co może niekorzystnie wpłynąć na stabilność roztworu galwanicznego i wydajność powłoki. Dyspersja ultradźwiękowa została powszechnie uznana i skuteczna w ostatnich latach, wykorzystując wysoką energię ultradźwięków i efekt kawitacji do kruszenia zagregowanych mikrocząstek w celu dyspersji. Jednak ze względu na ogromną energię ultradźwięków, dyspersja ta powinna być stosowana z przerwami podczas powlekania. Lepsze wyniki można osiągnąć, jeśli uzupełni się je pewną intensywnością mieszania mechanicznego.

5. Chemiczne miedziowanie

Technologia miedziowania chemicznego jest stosowana głównie do powierzchni niemetalowych, takich jak tworzywa sztuczne i drewno w przedmiotach dekoracyjnych. Niezależnie od tego, czy chodzi o galwanizację dekoracyjną czy funkcjonalną tworzyw sztucznych, większość z nich wymaga miedziowania chemicznego, aby zapewnić dobrą przewodzącą warstwę bazową i uzyskać dobrą powłokę. W porównaniu z innymi metodami metalizacji powierzchni z tworzyw sztucznych, miedziowanie chemiczne jest najbardziej ekonomiczną i najprostszą metodą.

(1) Powszechne metody chemicznego miedziowania

Chemiczny roztwór do miedziowania składa się głównie z soli miedzi, środków redukujących, środków kompleksujących, stabilizatorów, środków regulujących i innych składników. Obecnie szeroko stosowany chemiczny roztwór do miedziowania wykorzystuje siarczan miedzi jako główną sól i formaldehyd jako środek redukujący, składający się głównie z dwóch części: jedna to roztwór zawierający siarczan miedzi, winian sodowo-potasowy, wodorotlenek sodu, węglan sodu i chlorek niklu; drugi to roztwór zawierający środek redukujący formaldehyd. Te dwa roztwory muszą być wcześniej przygotowane oddzielnie, a następnie zmieszane do użycia. W roztworach alkalicznych formaldehyd występuje głównie jako glikol metylenowy i jego aniony. Podczas procesu miedziowania chemicznego formaldehyd szybko ulega reakcji dysproporcjonowania, wytwarzając produkty redoks i prowadząc do przedwczesnego starzenia się roztworu galwanicznego. Ponieważ w roztworze galwanicznym nie ma środków koordynujących, tylko niewielka ilość tych tlenków może zostać rozpuszczona, podczas gdy większość z nich nadal się gromadzi. Typowa formuła roztworu galwanicznego i warunki pracy to 5 g / l siarczanu miedzi, 25 g / l winianu sodu potasu, 7 g / l wodorotlenku sodu, 10 ml / l formaldehydu i czas 20 ~ 30 sekund.

(2) Chemiczne powlekanie miedzią powierzchni niemetalicznych

Wraz z rozszerzeniem zakresu zastosowań miedziowania chemicznego, technologia miedziowania chemicznego na powierzchniach niemetalowych również stopniowo dojrzewała. Na przykład, bezmaskowe wytwarzanie miedzianych przewodów połączeniowych na podłożach ceramicznych zostało osiągnięte poprzez połączenie technologii mikrotrawienia laserowego z powlekaniem chemicznym. Na tej podstawie opracowano i wdrożono metodę chemicznego powlekania miedzią na powierzchniach materiałów niemetalicznych, takich jak ceramika, bez konieczności aktywacji katalitycznej. Metoda ta upraszcza proces chemicznego powlekania miedzią, ma dobrą wydajność powlekania, stabilny roztwór galwaniczny i dużą szybkość powlekania; oszczędza również metale szlachetne i zmniejsza koszty produkcji. Chemiczne powlekanie metali jest jedną z głównych metod metalizacji powierzchni z tworzyw sztucznych.

Po metalizacji tworzywa sztucznego można je dalej przetwarzać poprzez powlekanie chemiczne lub galwaniczne w celu uzyskania produktów z tworzyw sztucznych o odporności na zużycie, odporności na ciepło, stabilności termicznej i specjalnych funkcjach.

Chemiczne miedziowanie jest również stosowane do obróbki powierzchni materiałów drewnianych, a poddane obróbce materiały mają lepsze właściwości dekoracyjne i odporne na korozję, co może zwiększyć wartość dodaną produktów. W ostatnich latach Japonia poczyniła pewne postępy w badaniach nad procesami miedziowania i złocenia drewna. Przedmiotami obróbki są głównie drewno z powszechnie stosowanych gatunków drzew, takich jak cedr japoński, a materiały testowe obejmują wióry drzewne i małe kantówki. Proces obróbki obejmuje najpierw obróbkę ultradźwiękową materiałów testowych w wodnych i organicznych roztworach zanurzeniowych rozpuszczalników, odtłuszczanie i usuwanie składników, które utrudniają nakładanie powłoki galwanicznej, a następnie uszczelnianie kanałów żywicznych roztworem toluenu glikolu polietylenowego, dołączanie katalizatora, a na koniec wykonywanie powlekania chemicznego, które wymaga kilku etapów suszenia.

Pomimo znacznego rozwoju procesu chemicznego powlekania miedzią, następujące aspekty nadal wymagają dalszej poprawy: związek między stabilnością chemicznego powlekania miedzią a prędkością powlekania; badanie kinetyczne chemicznego powlekania miedzią w systemach wieloskładnikowych; wpływ dodatków na wydajność powlekania; związek między mikrostrukturą powłoki a morfologią powierzchni podłoża; alternatywy dla formaldehydu itp.

Copywrite @ Sobling.Jewelry - Producent biżuterii na zamówienie, fabryka biżuterii OEM i ODM

6. Przykład galwanizacji chemicznej: Galwanizacja żył liściowych

Galwanizacja żył liściowych, znana również jako galwanizacja dekoracyjna liści, najpierw wybiera artystyczne, twarde i gęsto żyłkowane liście. Po usunięciu chlorofilu w celu odsłonięcia żył liściowych poddaje się je metalizacji powierzchniowej i obróbce galwanicznej.

Liście te zostały ukształtowane i przetworzone w celu zachowania ich oryginalnego, realistycznego wyglądu i odzwierciedlają elegancję i luksus po galwanizacji (rysunek 11-8).

Główne procesy galwanizacji dekoracyjnej żył liściowych są podzielone na trzy części: obróbka żył liściowych, metalizacja powierzchni (galwanizacja chemiczna) i galwanizacja dekoracyjna.

(1) Leczenie żył liściowych

Umieść świeżo zebrane liście w alkalicznym roztworze wodnym w celu namoczenia, aby usunąć chlorofil, dzięki czemu powierzchnia będzie wykazywać względnie nienaruszony naturalny wzór żyłek liści. Roztwór do namaczania przygotowuje się z wodorotlenku sodu. Po kilkudniowym moczeniu można usunąć chlorofil, ale metoda ta zajmuje dużo czasu, a stopień korozji jest trudny do kontrolowania. Dodanie węglanu sodu do roztworu wodorotlenku sodu i podgrzanie go do wrzenia może szybko usunąć chlorofil, a liście zmieniają kolor z zielonego na żółto-zielony. Po umyciu ugotowanych liści, jeśli na żyłkach nadal pozostają ślady chlorofilu, miękką szczotką należy delikatnie szorować wzdłuż żyłek, upewniając się, że żyłki pozostaną nienaruszone jako standard.

(2) Metalizacja powierzchni

Metalizacja powierzchniowa to metoda obróbki, która sprawia, że powierzchnia ogólnych materiałów niemetalowych przewodzi, przygotowując się do następnego etapu galwanizacji, który można osiągnąć poprzez uczulenie, aktywację, redukcję i powlekanie chemiczne. Niklowanie chemiczne sprawia, że powierzchnia żył liściowych przewodzi prąd, a podstawowa formuła i warunki procesu to 26 ~ 28 g / l siarczanu niklu, 35 g / l podfosforynu sodu, 20 g / l kwasu cytrynowego i inne odpowiednie ilości. Warunki procesu roboczego to wartość pH wynosząca 4,6 ~ 4,8 i temperatura 90 ℃.

(3) Galwanizacja dekoracyjna

Po pokryciu jasną miedzią można przeprowadzić produkcję średnioterminową: użyć zgrzewania punktowego do skonfigurowania części wiszących, takich jak kołki pozycjonujące, haki i inne wieszaki. Materiałem na części wiszące jest zazwyczaj cienki fioletowy drut miedziany. Przed zgrzewaniem punktowym należy zanurzyć cienki drut miedziany w roztworze kwasu na krótki czas (mniej niż 30 sekund), a następnie pokryć go lutem do zgrzewania punktowego.

(4) Jasny, galwanizowany nikiel

Proces niklowania, który jest stosowany głównie w celu zapobiegania przenikaniu miedzi i złota, odnosi się do poprzedniego.

(5) Złoto galwaniczne

Na koniec na powierzchnię nakładane jest grube złocenie.

Sekcja IV Chemiczny i elektrochemiczny proces konwersji folii dla popularnej biżuterii

Technologia chemicznej i elektrochemicznej powłoki konwersyjnej to technika wykorzystująca środki chemiczne lub elektrochemiczne w celu doprowadzenia metalu do kontaktu z określonym roztworem chemicznym, tworząc w ten sposób warstwę na powierzchni metalu, która ma dobrą przyczepność i może chronić metal podstawowy przed działaniem wody i innych czynników korozyjnych, może poprawić przyczepność i odporność na starzenie powłok organicznych lub może nadać powierzchni właściwości dekoracyjne.

W przemyśle jubilerskim szeroko stosowana jest technologia chemicznej i elektrochemicznej konwersji folii, tworząca kolorowe folie lub folie interferencyjne poprzez konwersję powierzchni, tworząc różne dekoracyjne kolory i efekty barwienia powierzchni, poprawiając wygląd materiałów i zwiększając odporność na korozję. Obejmuje to zabiegi barwienia powierzchni biżuterii miedzianej, biżuterii ze stali nierdzewnej, biżuterii tytanowej, biżuterii aluminiowej i biżuterii srebrnej.

1. Chemiczny proces barwienia miedzi i ozdób ze stopów miedzi

Barwienie stopów miedzi jest stosowane głównie w biżuterii rzemieślniczej. Większość związków miedzi ma intensywne kolory, a dekoracyjne kolory na powierzchni miedzi i jej stopów prawie pokrywają całe spektrum kolorów poprzez barwienie chemiczne. Obecnie te, które są akceptowane przez rynek i mogą być produkowane na skalę przemysłową, to przede wszystkim zielony (węglan miedzi), czarny (siarczek miedzi), niebieski (alkaliczny kompleks amoniaku miedzi), czarny (tlenek miedzi) i czerwony (tlenek miedzi).

(1) Mechanizm reakcji chemicznej barwienia powierzchniowego

Barwienie powierzchni miedzi i jej stopów polega na interakcji metalicznej miedzi z roztworem barwiącym, tworząc warstwę tlenku, warstwę siarczku i inne warstwy związków na powierzchni metalu. Różne efekty barwienia można uzyskać, wybierając różne formuły i warunki barwienia. Na przykład, roztwory na bazie siarki, które można wykorzystać, obejmują siarczki (takie jak siarczek potasu, siarczek amonu itp.), tiosiarczan sodu, polisiarczki (takie jak nadsiarczan potasu) itp. Zasada barwienia opiera się na charakterystycznej reakcji siarki z miedzią w celu wytworzenia siarczku miedzi, a w różnych warunkach reakcji i przy udziale innych składników w formule mogą powstawać kolory takie jak czarny, brązowy, ciemny antyczny miedziany, niebieski i fioletowy. Interakcja miedzi z amoniakiem i chromem, wraz z udziałem innych jonów w formule, może również dawać różne efekty barwienia w różnych warunkach reakcji. Dodanie utleniaczy do formuły barwiącej może sprzyjać reakcji, ale nadmiar utleniaczy może wpływać na jakość powłoki tlenkowej.

(2) Proces chemicznego barwienia miedzi

Kolor to antyczna miedź. Zanurz czystą miedź lub miedziowane ozdoby (grubość miedziowania musi być większa niż 5 μm) w poniższym roztworze barwiącym i ciągle wstrząsaj. Roztwór szybko zmieni kolor na brązowy i z czasem będzie się pogłębiał. Gdy osiągnie pewną grubość, tlen zacznie się wytrącać; w tym momencie należy go usunąć, wyczyścić i wysuszyć do polerowania lub zabarwiony element można pocierać skrawkami skóry w bębnie. Warstwa powierzchniowa wypukłej części jest szlifowana, aby odsłonić część oryginalnego koloru miedzi. Części będą wykazywać gradient koloru od jasnego do ciemnego od wypukłych do wklęsłych powierzchni, tworząc elegancki antyczny styl. Ten antyczny odcień koloru jest preferowany w ozdobach rzemieślniczych na rynku międzynarodowym. Typowa specyfikacja procesu uzyskiwania antycznego koloru miedzi to 40 ~ 120 g / L podstawowego węglanu miedzi, 200 ml / L amoniaku, reagującego w temperaturze pokojowej przez 5 ~ 15 minut.

Miedź zabarwiona na niebiesko. Opcjonalny schemat procesu barwienia miedzi na niebiesko: 130 g/l siarczanu miedzi, 13 g/l chlorku amonu, 30 ml/l amoniaku i 10 ml/l kwasu octowego reagują przez kilka minut w temperaturze pokojowej.

Miedź barwiąca na zielono. Opcjonalne schematy procesu barwienia miedzi na zielono: 32g/L chlorku wapnia, 32g/L azotanu miedzi, 32g/L chlorku amonu, reagować przez kilka minut w temperaturze poniżej 100℃.

Miedź barwiąca starożytną zieleń. Opcjonalna specyfikacja procesu barwienia miedzi na kolor starożytnej zieleni: 5~10g/L brokat kwasu siarkowego, 10~15g/L siarczan amonu, 25~30g/L tiosiarczan sodu, woda 200 ml, reagować przez kilka minut w temperaturze 30~50℃.

Miedź zabarwiona na brązowo. Opcjonalna specyfikacja procesu barwienia miedzią na brązowo: 6g/L siarczanu miedzi, 4g/L octanu miedzi, 1g/L ałunu, reagować przez 10 minut w temperaturze 95~100℃.

Miedź o złotożółtym zabarwieniu. Opcjonalne schematy procesu barwienia miedzi na kolor złotożółty: 0,8 g/l siarczku potasu, 1 g/l siarczku amonu, 0,3 g/l siarczku baru, 4 g/l siarczku sodu, 0,13 g/l nadmanganianu potasu i 0,7 g/l nadtlenku wodoru reagują przez kilka minut w temperaturze pokojowej.

Miedź barwiąca na czerwono. Opcjonalny schemat procesu czerwieni miedziowej: 25 g / l siarczanu miedzi, 200 g / l chlorku sodu, reagować przez 5 ~ 10 minut w temperaturze 50 ℃.

Miedź zabarwiona na czarno. Opcjonalne schematy procesu czernienia miedzi: 5~12,5g/L siarczku potasu i 20~200g/L chlorku amonu, które reagują przez kilka minut w temperaturze pokojowej.

(3) Proces chemicznego barwienia stopów miedzi

Barwienie mosiądzu jest stosunkowo proste, a następnie stopów miedzi, brązu, aluminium i brązu taśmowego. Barwienie chemiczne stopów miedzi jest szeroko stosowane w biżuterii rzemieślniczej.

Stop miedzi barwiący na czerwono. Opcjonalne schematy procesu czerwonego stopu miedzi: 2 g / l azotanu żelaza, 2 g / l siarczynu sodu, reagować przez kilka minut w temperaturze 75 ℃.

Stop miedzi barwiący na pomarańczowo. Opcjonalne schematy procesu pomarańczowego stopu miedzi: 25 g / l wodorotlenku sodu i 50 g / l węglanu miedzi, które reagują przez kilka minut w temperaturze 60 ~ 75 ℃.

Brązowy kolor stopu miedzi. Opcjonalny schemat procesu dla brązowego stopu miedzi: siarczek baru 12,5 g / l, reagujący przez kilka minut w temperaturze 50 ℃.

Stop miedzi barwiący na kolor czekoladowy. Opcjonalne procesy dla stopu miedzi o kolorze czekoladowym: 25 g / l siarczanu miedzi, 25 g / l siarczanu niklu amonu, 25 g / l chloranu potasu, reagować przez kilka minut w temperaturze 100 ℃.

Stop miedzi barwiący na starożytny zielony kolor. Opcjonalne procesy uzyskiwania starożytnego zielonego koloru stopu miedzi: 350 g / l chlorku amonu, 200 g / l octanu miedzi, reagować przez kilka minut w temperaturze 100 ℃.

Stopy miedzi barwiące na niebiesko. Opcjonalne procesy dla niebieskich stopów miedzi: 2 g / l siarczynu sodu, 1 g / l octanu ołowiu, reagować przez kilka minut w temperaturze 100 ℃.

Stop miedzi barwiony na czarno. Opcjonalny schemat procesu czernienia stopu miedzi: 25 g / l siarczanu miedzi, niewielka ilość amoniaku, reaguje przez kilka minut w temperaturze 80 ~ 90 ℃.

(4) Czynniki wpływające na efekty barwienia

Chemiczne zabarwienie biżuterii z miedzi i stopów miedzi jest czasami niestabilne, a głównymi czynnikami wpływającymi na efekt barwienia są następujące trzy czynniki.

① Wpływ składu podłoża. Ogólnie rzecz biorąc, podłoża o wysokiej zawartości miedzi mają większe szanse na uzyskanie czystego i atrakcyjnego wyglądu. Gdy zawartość miedzi spada, obecność innych pierwiastków stopowych, które są bardziej reaktywne niż miedź, wpływa na czystość produktów korozji i kolor powłoki miedzianej. Na przykład produkty korozji cynku, cyny, aluminium itp. będą mieszać białe wodorotlenki z warstwą powłoki, powodując, że warstwa powłoki będzie wyglądać na białą. W takim przypadku można odpowiednio zwiększyć zawartość stabilizatorów. Gdy faza β jest obecna w strukturze metalograficznej materiału, ze względu na jego słabą odporność na korozję, wystąpią poważne wżery, co spowoduje duże nagromadzenie wodorotlenku cynku w otworach wgłębień, prowadząc do widocznych białych plam i czyniąc materiał bezużytecznym. W tym momencie zmniejszenie zawartości stabilizatora może przynieść dobre rezultaty.

② Wpływ stanu powierzchni przedmiotu obrabianego. W przypadku głęboko tłoczonych lub głęboko rozciąganych części, w obszarach silnego odkształcenia, energia mechaniczna 80% jest przechowywana w postaci defektów krystalicznych, takich jak dyslokacje i wakanse, które mają wysoką reaktywność chemiczną, co prowadzi do zlokalizowanych różnic w kolorze. W celu wyeliminowania tych problemów można zastosować wyżarzanie odprężające. Dodatkowo, spójność chropowatości powierzchni części ma również pewien wpływ na spójność koloru.

③ Wpływ specjalnych warunków klimatycznych. Barwienie biżuterii ze stopu miedzi po zastosowaniu roztworu barwiącego może być niestabilne ze względu na zmiany klimatu podczas reakcji barwienia w powietrzu. W szczególnych warunkach klimatycznych czas reakcji może być niewystarczający lub zbyt długi, co wymaga odpowiedniej kontroli czasu barwienia.

2. Proces barwienia biżuterii ze srebra i jego stopów

Zabarwienie srebra i jego stopów jest stosowane głównie w dekoracyjnej biżuterii rzemieślniczej, tworząc siarczki na jego powierzchni, które mogą tworzyć odcienie czerni, niebiesko-czarne, jasnoszare, ciemnoszare, szaro-zielone, starożytne srebro, żółto-brązowe, zielono-niebieskie i tak dalej.

(1) Kolor srebrny Kolor srebrny antyczny

Wybieralny schemat procesu barwienia antycznego srebra ze stopu srebra: 25 g/l siarczku potasu, 38 g/l chlorku amonu i 2 g/l siarczku baru reagują w temperaturze pokojowej do uzyskania pożądanego odcienia.

(2) Srebrny Kolor Czarny

Wybieralny stop srebra z czarnym schematem procesu: 15 g / l siarczku potasu, 40 g / l chlorku amonu i niewielka ilość wody amoniakalnej reagują w temperaturze 80 ℃, aż do osiągnięcia pożądanego odcienia.

(3) Srebrna kolorystyka niebiesko-czarna

Wybieralny stop srebra z niebiesko-czarnym schematem procesu: 2 g / l siarczku potasu, 6 g / l chlorku amonu, reakcja w temperaturze 60 ~ 80 ℃ do osiągnięcia pożądanego odcienia.

(4) Kolor srebrny, niebieski i żółty

Wybieralny stop srebra z niebiesko-żółtym schematem procesu: 1,5 g / l siarczku potasu, reakcja w temperaturze 80 ℃ do osiągnięcia pożądanego odcienia.

(5) Srebrny Kolor Zielony

Wybieralny stop srebra z niebiesko-zielonym schematem procesu: 300 g / l kwasu solnego i 100 g / l jodu reaguje w temperaturze pokojowej, aż do osiągnięcia pożądanego odcienia.

(6) Srebrne zabarwienie żółto-brązowe

Wybieralny schemat procesu żółto-brązowego stopu srebra: 5 g / l siarczku baru reaguje w temperaturze pokojowej, aż do osiągnięcia pożądanego odcienia.

3. Proces barwienia biżuterii z cynku i jego stopów

Warstwa konwersji powierzchni utworzona przez pasywację chromianową cynku i jego stopów ma również funkcje barwiące, generalnie skutkując różnymi kolorami, takimi jak tęcza, zieleń trawy, brązowo-żółty, zielony, zielony wojskowy i czarny.

(1) Cynk barwiący na czarno

Możliwość wyboru procesu czernienia cynku: Przez 10~15 minut, 40~50g/L siarczanu miedzi i 30~40g/L chlorku potasu reagują w temperaturze pokojowej.

(2) Cynk zmienia kolor na czerwony

Wybieralny schemat procesu czerwieni cynkowej: siarczan miedzi, kwas winowy i amoniak reagują w temperaturze pokojowej przez kilka minut.

(3) Cynk barwiący na czerwono

Wybrany schemat czerwonego barwnika cynkowego: 60 g / l siarczanu miedzi, 80 g / l węglanu sodu, 60 ml / l dwuwinianu potasu, reagować w temperaturze pokojowej przez 3 ~ 5 minut.

(4) Stop cynku w kolorze szarym

Wybieralny schemat procesu powlekania szarego stopu cynku: 20 ~ 25 g / l siarczanu miedzi, 50 ml / l amoniaku, 30 g / l chlorku amonu, reagować przez 3 ~ 5 minut w temperaturze 20 ~ 25 ℃.

(5) Zielony kolor stopu cynku

Wybieralny schemat procesu zielonego stopu cynku: 80 ~ 100 g / l dichromianu potasu, 25 ~ 30 g / l kwasu siarkowego, 150 g / l kwasu solnego, reagować przez 0,5 ~ 1 minuty w temperaturze 30 ~ 40 ℃.

(6) Kolor czarny ze stopu cynku

Możliwość wyboru procesu czernienia stopu cynku: 140 ~ 160 g / l siarczanu miedzi i 80 ~ 90 g / l chloranu potasu reagują przez 3 ~ 5 minut w temperaturze 20 ~ 25 ℃.

4. Proces utleniania biżuterii ze stali nierdzewnej

Anodowanie stali nierdzewnej odnosi się do tworzenia anodowanej warstwy koloru na powierzchni stali nierdzewnej. Wykorzystuje ona bezbarwną i przezroczystą warstwę tlenku do tworzenia koloru poprzez interferencję światła, co skutkuje trwałym odcieniem utworzonym przez tę warstwę.

Typowe metody barwienia stali nierdzewnej poprzez utlenianie obejmują metody barwienia chemicznego i utleniającego. Chemiczne metody barwienia obejmują metodę Inco i metodę Achesona. Metoda Inco polega na zanurzeniu stali w wysokotemperaturowym roztworze kwasu siarkowego w celu zabarwienia. Z kolei metoda Achesona obejmuje elektrolizę w roztworze o średniej temperaturze w celu utworzenia cienkiej warstwy tlenku na powierzchni stali nierdzewnej, z kolorem kontrolowanym przez zmianę grubości warstwy tlenku. Metoda barwienia utleniającego obejmuje ogrzewanie w atmosferze lub kontrolowanej atmosferze w celu utworzenia warstwy tlenku; metoda ta jest prosta, ale trudno jest kontrolować kolor, więc ogranicza się do małych ozdób ze stali nierdzewnej.

(1) Metoda Inco

W 1972 r. firma Inco opracowała technologię zarządzania kolorem i wzmacniania koloru folii dla metody utleniania roztworem kwaśnym, a jej etapy przetwarzania są następujące:

Obróbka wstępna → Mycie wodą→Obróbka rozwijająca kolor→Mycie wodą→Obróbka filmu twardego→Mycie wodą→Suszenie

Po obróbce wstępnej płyta ze stali nierdzewnej jest zanurzana w mieszanym roztworze kwasu chromowego i siarkowego o temperaturze 80 ~ 85 ℃. Obróbka ta może utworzyć na powierzchni stali nierdzewnej warstwę tlenku na bazie chromu, której grubość może wahać się od setek do tysięcy w zależności od czasu obróbki. Ze względu na interferencję światła, kolory mogą pojawiać się w kolejności koloru herbaty: niebieski, złoty, fioletowy, zielony itp. Wzrost warstwy tlenku, czyli zmiana koloru, może zmienić potencjał zanurzeniowy stali nierdzewnej, a opanowanie tej potencjalnej zmiany w zarządzaniu kolorem jest pierwszą cechą metody Inco (proces rozwoju koloru). Jednak na tym etapie powłoka barwna jest porowata i ma słabą odporność na zużycie. Dlatego należy kontynuować katodową elektrolizę w mieszanym wodnym roztworze kwasu chromowego i fosforowego, aby wzmocnić powłokę barwną. Zabieg ten może uszczelnić pory porowatej powłoki barwiącej, znacznie poprawiając odporność na zużycie i korozję. Jest to druga cecha procesu Inco (obróbka twardej powłoki).

Ze względu na pewne kwestie związane z procesem, kolor w tej technologii jest trudny do kontrolowania, a wymagania dotyczące zarządzania surowcami są surowe.

(2) Metoda Achesona

W 1985 roku firma Kawasaki Steel z powodzeniem opracowała metodę elektrolizy prądu przemiennego, znaną również jako metoda Achesona. Metoda ta polega na elektrolizie stali nierdzewnej w mieszanym roztworze kwasu chromowego i siarkowego poniżej 60 ℃, tworząc warstwę tlenku na powierzchni. Ze względu na powtarzającą się naprzemienną elektrolizę anodową przez określoną liczbę razy, zabarwienie i utwardzenie powłoki mogą wystąpić jednocześnie. Kontrolę koloru można osiągnąć poprzez kontrolowanie całkowitego ładunku elektrycznego. Stal nierdzewna barwiona metodą Achesona ma jasne kolory i może wyświetlać unikalne kolory, takie jak brązowy i żółty.

Kolor powierzchni stali nierdzewnej zależy głównie od takich czynników, jak skład chemiczny warstwy powierzchniowej, jej mikrostruktura, gładkość powierzchni, grubość warstwy i kąt padania światła. Ogólnie rzecz biorąc, cienkie powłoki tlenkowe są niebieskie lub brązowe, powłoki o średniej grubości są złotożółte lub czerwone, grube powłoki są zielone, a najgrubsze są czarne. Ogólnie rzecz biorąc, proces barwienia stali nierdzewnej jest stosunkowo trudny, z wysokimi wymaganiami procesowymi, a jego jednorodność koloru nie jest łatwa do kontrolowania.

5. Anodowanie biżuterii ze stopu aluminium

Biżuteria ze stopu aluminium jest powszechnie barwiona metodą anodowania. Aluminium jest jednym z najłatwiejszych do barwienia metali. Dzięki obróbce anodowania na powierzchni aluminium tworzy się gruba i gęsta warstwa tlenku, co znacznie zmienia odporność stopu aluminium na korozję i poprawia twardość, odporność na zużycie i właściwości dekoracyjne. Metody barwienia warstw tlenku aluminium obejmują głównie barwienie elektrolityczne, barwienie chemiczne i barwienie elektrolityczne.

(1) Metoda barwienia elektrolitycznego

Barwienie elektrolityczne to proces anodowania i barwienia zakończony w tym samym roztworze, bezpośrednio tworzący kolorową warstwę tlenku na stopach aluminium. Dlatego metoda barwienia elektrolitycznego jest również znana jako jednoetapowa metoda barwienia elektrodowego. Barwienie elektrolityczne jest spowodowane selektywną absorpcją pewnych długości fal światła przez warstwę folii, podczas gdy pozostałe długości fal są odbijane. Selektywna absorpcja jest związana ze stopniem utlenienia pierwiastków stopowych w warstwie folii lub stanem składu elektrolitu w połączeniu z substancjami w warstwie tlenku.

(2) Metoda barwienia chemicznego

Anodowa powłoka tlenkowa biżuterii aluminiowej może być impregnowana i barwiona barwnikami nieorganicznymi lub organicznymi. Barwniki osadzają się w górnej części porów warstwy tlenku. Najbardziej odpowiednią warstwę tlenku do barwienia uzyskuje się poprzez anodowanie kwasem siarkowym.

(3) Metoda barwienia elektrolitycznego (dwuetapowa metoda barwienia elektrolitycznego)

Po anodowaniu aluminium lub stopów aluminium są one zanurzane w roztworze droższych soli metali, a barwienie uzyskuje się za pomocą prądu przemiennego do polaryzacji lub prądu stałego do polaryzacji katodowej. Pod działaniem pola elektrycznego jony metali są redukowane i osadzane na dnie porów w warstwie tlenku, co powoduje zabarwienie aluminium i jego stopów.

Sekcja V Proces fizycznego osadzania z fazy gazowej

Fizyczne osadzanie z fazy gazowej jest określane skrótem PVD. Fizyczne osadzanie z fazy gazowej jest metodą fizycznego wzrostu w reakcji z fazą gazową, a proces osadzania zachodzi w warunkach próżni lub niskociśnieniowego wyładowania gazowego. Źródłem osadzanego materiału jest materiał stały, który po "odparowaniu lub napyleniu" generuje nową warstwę osadzania materiału stałego na powierzchni części, która ma zupełnie inną wydajność niż podłoże.

Technologia fizycznego osadzania z fazy gazowej jest coraz częściej stosowana w biżuterii, z dekoracyjnymi powłokami powierzchniowymi dla rzemiosła. Kolory powłok są zróżnicowane, w tym głębokie złoto, jasne złoto, kawa, antyczny brąz, szary, czarny, szaro-czarny i wielokolorowy, co może znacznie poprawić wygląd biżuterii rzemieślniczej i poprawić właściwości, takie jak odporność na zużycie i odporność na korozję.

1. Klasyfikacja procesów fizycznego osadzania z fazy gazowej

Procesy fizycznego osadzania z fazy gazowej dzielą się na kilka typów, w tym powlekanie przez odparowanie próżniowe, powlekanie jonowe i powlekanie przez rozpylanie magnetronowe, przy czym dwa ostatnie należą do kategorii plazmowego osadzania z fazy gazowej. Osadzanie warstwy folii odbywa się w warunkach niskociśnieniowego wyładowania plazmowego, gdzie cząsteczki warstwy folii uzyskują wyższą energię w polu elektrycznym, co skutkuje znaczną poprawą organizacji, struktury i przyczepności warstwy folii w porównaniu do powlekania próżniowego. Wraz z rozwojem zaawansowanych technologii, różne nowe technologie powlekania jonowego i rozpylania magnetronowego stopniowo dojrzewały i są stale promowane i stosowane w różnych dziedzinach.

(1) Powłoka odparowywana próżniowo

Powlekanie przez odparowanie próżniowe (odparowanie) polega na odparowaniu i odparowaniu materiału powłokowego poprzez ogrzewanie w wysokiej temperaturze w warunkach próżni i osadzenie go na powierzchni podłoża w celu utworzenia stałej cienkiej warstwy. Technologia naparowywania jest jedną z wcześniej opracowanych technologii powlekania próżniowego. W porównaniu do rozpylania jonowego i powlekania jonowego, metoda odparowywania jest stosunkowo prosta, ale w odpowiednich warunkach procesowych może wytwarzać bardzo czyste, cienkie powłoki o określonych strukturach i właściwościach. Dlatego też technologia odparowywania nadal odgrywa ważną rolę w optyce, urządzeniach półprzewodnikowych i metalizacji tworzyw sztucznych.

Powłoka próżniowa ma następujące właściwości techniczne:

Proces powlekania przez odparowanie próżniowe obejmuje odparowanie materiału powłoki, transport atomów pary oraz zarodkowanie i wzrost atomów pary na powierzchni podłoża, który składa się z odparowania, transportu i osadzania.
Próżnia osadzania powłoki odparowywania próżniowego jest wysoka, zwykle na poziomie 10^-3~10^-5Pa. Cząsteczki warstwy folii prawie nie zderzają się z cząsteczkami gazu lub innymi atomami oparów metalu, docierając bezpośrednio do przedmiotu obrabianego.
Energia cząstek warstwy folii docierających do przedmiotu obrabianego jest energią cieplną przenoszoną podczas parowania. Ponieważ przedmiot obrabiany nie jest odchylony w próżniowej powłoce odparowującej, atomy metalu polegają wyłącznie na cieple parowania podczas parowania, które wynosi około 0,1 ~ 0,2eV. W związku z tym energia cząstek warstwy folii jest niska, siła wiązania między warstwą folii a podłożem jest niewielka, a tworzenie powłok złożonych nie jest łatwe.
Warstwa powłoki odparowywanej próżniowo jest formowana w warunkach wysokiej próżni, a cząstki warstwy w oparach są w stanie atomowym, tworząc małe rdzenie na powierzchni przedmiotu obrabianego, tworząc gęstą strukturę.
Warstwa powłoki próżniowej jest uzyskiwana w warunkach wysokiej próżni. Ogólnie rzecz biorąc, powłoka może być nakładana tylko po stronie przedmiotu obrabianego skierowanej w stronę źródła parowania. Z kolei boczna i tylna część przedmiotu obrabianego prawie nie otrzymuje powłoki, co skutkuje niską jakością powłoki.

(2) Powłoka do napylania magnetronowego

W określonych warunkach próżniowych, bombardowanie powierzchni materiału naładowanymi cząstkami o energii kinetycznej dziesiątek elektronowoltów lub wyższej pozwala atomom bombardowanego materiału uzyskać wystarczającą energię, aby wydostać się z wiązań pierwotnej sieci materiału i wejść w fazę gazową. Technologia ta nazywana jest technologią napylania. Rozpylone elementy fazy gazowej są wykorzystywane do osadzania w celu utworzenia warstwy, a ten proces osadzania jest określany jako powlekanie rozpryskowe, jak pokazano na rysunku 11-9. Podczas osadzania twardych powłok, obrabiany przedmiot musi być podłączony do ujemnego zasilania polaryzacyjnego zwanego rozpylaniem magnetronowym lub rozpylaniem polaryzacyjnym.

Powlekanie napylaniem jonowym jest obecnie najczęściej stosowaną technologią powlekania w technologii PVD, z następującymi zaletami:

Jakość napylonej powłoki jest dobra, a przyczepność do podłoża bardzo silna.
Zakres zastosowania powłoki rozpryskowej jest szeroki i odpowiedni dla różnych materiałów, a materiały o wysokiej temperaturze topnienia mogą być również łatwo rozpylane.
Rozkład grubości warstwy powlekanej metodą napylania jonowego jest stosunkowo równomierny.
Proces powlekania metodą napylania jonowego charakteryzuje się dobrą powtarzalnością, jest łatwy do osiągnięcia w automatyzacji kontroli procesu i może być produkowany w sposób ciągły na dużą skalę.

(3) Powlekanie jonowe

Powlekanie jonowe to proces odbywający się w warunkach próżni, wykorzystujący wyładowanie gazowe do częściowej jonizacji gazu lub odparowanych materiałów. Podczas gdy jony gazu lub jony odparowanych materiałów bombardują powierzchnię, odparowany materiał lub jego produkty reakcji osadzają się na podłożu.

W poniższych aspektach, powlekanie jonowe łączy szybkie tempo osadzania powlekania przez odparowanie z właściwościami czyszczenia powierzchni bombardowania jonowego w powlekaniu przez rozpylanie jonowe.

Warstwa folii ma dobrą przyczepność do podłoża i gęstą strukturę.
Może to poprawić zdolność folii do pokrywania powierzchni o złożonych kształtach, znaną również jako zdolność dyfrakcji podczas procesu osadzania folii.
Kontrolowane parametry organizacji warstwy filmu są liczne, ogólna energia cząstek warstwy filmu jest wysoka i łatwo jest przeprowadzić reaktywne osadzanie, co pozwala na uzyskanie złożonych powłok w niższych temperaturach.

2. Zastosowanie technologii powlekania PVD w przemyśle jubilerskim

Większość warstw związków metali przygotowanych w technologii powlekania PVD charakteryzuje się wysoką twardością i żywymi kolorami. Wśród nich azotki metali przejściowych są coraz bardziej cenione ze względu na ich wyższą twardość oraz doskonałą odporność na zużycie i korozję, dzięki czemu są szeroko stosowane jako powłoki dekoracyjne. Dostosowując materiały eksperymentalne i procesy powlekania próbek, można uzyskać różne kolory oprócz jasnoczerwonego, takie jak złoty TiN, folie ZrN, czarne folie TiC, srebrne folie CrCN, czerwone folie BeC, klejnot niebieski Ti₂O i folie ZrN w kolorze mosiądzu. Złoto-żółte folie TiN i ZrN są szeroko stosowane w branży dekoracyjnej ze względu na ich doskonałe właściwości fizyczne, chemiczne i mechaniczne.

2.1 Powłoka dekoracyjna z azotku cyrkonu

(1) Obróbka wstępna do powlekania

Proces powlekania próżniowego wymaga wysokiego poziomu czystości powierzchni próbki i komory pieca próżniowego, co jest niezbędne do uzyskania wysokiej jakości warstw powłoki. Dlatego też próbki muszą zostać oczyszczone, a piec próżniowy musi zostać oczyszczony przed powlekaniem.

Czyszczenie powierzchni próbki jest kluczem do tworzenia się filmu. Powierzchnia próbki musi być czysta i wolna od plam rdzy i oleju, dlatego próbka powinna być dokładnie oczyszczona przed wprowadzeniem do pieca w celu usunięcia oleju, brudu, rdzy i wilgoci. Oczyszczona próbka nie powinna być dotykana ręcznie, aby zapobiec wtórnemu zanieczyszczeniu.

Przebieg procesu obróbki wstępnej dla powlekania detali jest następujący:

Czyszczenie ultradźwiękowe (środek do czyszczenia metalu 1%), temperatura: 50℃, czas: 3 minuty.
Czyszczenie ultradźwiękowe (środek do czyszczenia metalu 5%), temperatura: 50℃, czas: 2 minuty.
Czyszczenie gorącą wodą, temperatura: 50℃, czas: 30 sekund.
Płukać zimną wodą o temperaturze pokojowej przez 30 sekund.
Płukać wodą dejonizowaną w temperaturze pokojowej przez 20 sekund.
Odwodnienie alkoholowe.
Suszenie lub suszenie powietrzem.
Czyszczenie pieca próżniowego. Suchą szmatką wytrzeć zabrudzenia, nasadki i osady wewnątrz pieca próżniowego, a do usunięcia nasadek z narożników użyć skrobaka.

(2) Przebieg procesu powlekania

① Ewakuacja wstępna. Po umieszczeniu próbki w komorze próżniowej należy zamknąć drzwiczki pieca, włączyć pompę mechaniczną w celu zgrubnego pompowania, a gdy próżnia osiągnie 0,1 Pa, włączyć pompę dyfuzyjną oleju w celu dokładnego pompowania. Proces próżniowy kończy się, gdy próżnia w komorze osiągnie 6,5×10^-3Pa.

② Czyszczenie wyładowań jarzeniowych. Funkcja czyszczenia wyładowaniami jarzeniowymi obejmuje wiele elektronów poruszających się w kierunku anody podczas procesu czyszczenia. Szybki ruch elektronów jonizuje argon w komorze próżniowej, tworząc zjawisko jarzenia i generując delikatniejszy ruch jonów argonu. Poruszające się jony argonu, pod wpływem odchylonego pola elektrycznego, bombardują powierzchnię przedmiotu obrabianego, zderzając się i usuwając zaadsorbowane gazy i atomy zanieczyszczeń z powierzchni, odsłaniając czystą powierzchnię materiału przedmiotu obrabianego. Jednocześnie zwiększa to mikrochropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego, co jest korzystne dla zwiększenia siły wiązania między warstwą folii a przedmiotem obrabianym. Po wprowadzeniu określonego przepływu gazu argonowego w celu podniesienia ciśnienia do 4×100Pa w piecu, włączane jest zasilanie polaryzacyjne przyłożone do przedmiotu obrabianego (napięcie i cykl pracy impulsu są regulowane). W tym przypadku wartość polaryzacji jest dodatnia, a jony argonu są używane do czyszczenia ściany pieca, powierzchni docelowej, przedmiotu obrabianego i stołu obrotowego. Czas czyszczenia jest określany na podstawie materiału i czystości przedmiotu obrabianego.

③ Główne bombardowanie. Rolą głównego bombardowania jest zastosowanie ujemnego odchylenia do przedmiotu obrabianego, co przyspiesza dużą liczbę jonów materiału docelowego, które są rozpylane. Dodatnio naładowane jony materiału docelowego poruszają się w kierunku przedmiotu obrabianego pod wpływem ujemnego odchylenia, tworząc szybkie skupiska jonów o znacznej energii. Te skupiska jonów wykonują pewien stopień czyszczenia, aktywacji i implantacji na obrabianym przedmiocie. Efekt głównego bombardowania: duża liczba jonów metalu jest wszczepiana w powierzchnię przedmiotu obrabianego, a wszczepione jony powodują restrukturyzację sieci z podłożem. Niektóre jony metali o nieco niższych poziomach energii wytwarzają warstwę dyfuzyjną z powodu mniejszych sił implantacji. Jony poruszające się w kierunku przedmiotu obrabianego mogą się z nim zderzać, a niektóre będą rozpryskiwać i wyrzucać z powodu niższych poziomów energii lub różnych kątów padania. Jony te będą następnie zderzać się z kolejnymi poruszającymi się jonami, tworząc jony o drugorzędnym poziomie energii, które ostatecznie osadzają się na powierzchni przedmiotu obrabianego.

Po czyszczeniu komora próżniowa jest nadal opróżniana, aby osiągnąć 6,5×10^-3Pa. Następnie wprowadzane jest określone natężenie przepływu argonu, aby osiągnąć całkowite ciśnienie 0,3 Pa w piecu; wartości polaryzacji impulsu i cyklu pracy są regulowane (określone wartości zależą od wymagań warstwy folii); moc (napięcie, prąd) zasilacza pośredniej częstotliwości celu katodowego jest ustawiana na określoną wartość; próbka jest poddawana głównemu bombardowaniu, przy czym czas bombardowania zależy od wymagań procesu.

④ Dodawanie azotu do barwienia osadzania. Pod koniec głównego procesu bombardowania zostanie wprowadzony odpowiedni przepływ gazu reakcyjnego N2 (w tym czasie stopień próżni nieznacznie się zmniejszy). Ręcznie wyreguluj potencjometr przepływomierza azotu, aby kontrolować przepływ azotu w oparciu o ciśnienie parcjalne azotu (procent) wyświetlane przez spektrometr masowy. W tym czasie można dostosować odchylenie impulsu, cykl pracy i wartości mocy (napięcie, prąd) zasilacza pośredniej częstotliwości celu katodowego zgodnie z wymaganiami procesu; próbka jest poddawana barwieniu osadzania, a czas osadzania jest określany na podstawie wymagań procesu. W ten sposób jony metalu będą poruszać się w kierunku przedmiotu obrabianego pod odpowiednim odchyleniem, a podczas ruchu będą zderzać się z gazem reakcyjnym, tworząc metaliczną warstwę złożoną. W tym samym czasie prędkość ruchu również się zmniejszy i osadzi się na powierzchni przedmiotu obrabianego.

Pasywacja. Rola pasywacji polega na tym, że świeżo pokryta warstwa folii jest stosunkowo aktywną strukturą o określonej temperaturze. Jeśli natychmiast wejdzie w kontakt z atmosferą, ponownie zareaguje, powodując zmianę koloru. Dlatego po zakończeniu powlekania należy go schłodzić i wprowadzić odpowiednią ilość argonu, który chroni warstwę powierzchniową przedmiotu obrabianego gazem obojętnym, umożliwiając bardziej stabilną warstwę folii wraz ze spadkiem temperatury; z drugiej strony pozwala powierzchni docelowej wchłonąć dużą ilość argonu i nasycić się, utrzymując w ten sposób świeżą powierzchnię docelową i zapobiegając wchłanianiu przez powierzchnię docelową innych gazów po wypełnieniu atmosferą, chroniąc w ten sposób powierzchnię docelową napylania przed zanieczyszczeniem. Maksymalny przepływ argonu podczas procesu napełniania wynosi około 2 minut.

⑥ Nadmuchiwane chłodzenie. Gdy temperatura komory próżniowej spada do 120 ℃, wprowadza powietrze do ciśnienia atmosferycznego.

⑦ Otwarcie pieca i wyjęcie próbki. Otwórz drzwiczki pieca, załóż czyste rękawice, aby wyjąć próbkę i zapieczętuj próbkę do pomiaru koloru, pomiaru grubości powłoki i półilościowej analizy Auger.

(3) Kontrola koloru folii z azotku cyrkonu

Jako dekoracyjna folia złotopodobna ZrN, kolor warstwy folii jest szczególnie istotny. Ze względu na liczne parametry procesu technologii reaktywnego napylania magnetronowego średniej częstotliwości, na kolor folii wpływa wiele czynników. W przypadku niektórych innych parametrów procesu, ciśnienie parcjalne azotu i moc rozpylania mają kluczowe znaczenie dla koloru folii. Wraz ze wzrostem ciśnienia parcjalnego azotu, kolor warstwy ZrN zmienia się ze srebrno-białego→jasnożółtego→złoto-żółtego→czerwonawo-złoto→głębokiej czerwieni. Wraz ze wzrostem mocy napylania, kolor warstwy ZrN zmienia się z głębokiego żółtego→złoto-żółtego → jasnożółtego. Porównując kolory warstw ZrN z kolorami złota i stopów złota, pożądany żółty kolor złota można uzyskać poprzez regulację ciśnienia parcjalnego azotu podczas osadzania.

2.2 Powłoka dekoracyjna z azotku tytanu

(1) Technologia rozpylania magnetronowego w procesie osadzania azotku tytanu

① Zamontować obrabiany przedmiot. Po zamontowaniu przedmiotu obrabianego na uchwycie przedmiotu obrabianego zamknij komorę powlekania.

② Ekstrakcja próżniowa. Uruchom pompę próżniową, a gdy stopień podciśnienia osiągnie 6 Pa, otwórz wysoką sprężynę dyfuzyjną i usuń podciśnienie, aby osiągnąć 6×10^-3Pa.

③ Ogrzewanie piekarnika. Włącz zasilanie ogrzewania do pieczenia, aby podgrzać obrabiany przedmiot do określonej temperatury.

④ Oczyszczanie przez bombardowanie. Wprowadzenie gazu roboczego do komory powlekania, utrzymanie próżni na poziomie 1 ~ 3Pa, napięcie bombardowania 1000 ~ 3000 V, przedmiot obrabiany generuje wyładowanie jarzeniowe, jony argonu bombardują i oczyszczają przedmiot obrabiany, bombardowanie przez 10 ~ 20 minut.

⑤ Osadzanie azotku tytanu. Najpierw należy nałożyć warstwę bazową, zmniejszyć polaryzację przedmiotu obrabianego do około 500 V, wprowadzić argon i ustawić próżnię na 0,3 ~ 0,5 Pa. Włącz zasilanie tarczy do napylania magnetronowego. Na powierzchni tarczy pojawia się wyładowanie jarzeniowe, a strumień jonów argonu o dużej gęstości wyrzuca atomy tytanu z powierzchni tarczy. Następnie nakładana jest powłoka z azotku tytanu, wymagająca wprowadzenia azotu, przy próżni utrzymywanej w zakresie 0,5 ~ 0,7Pa. Ze względu na zrównoważoną szybkość jonizacji metalu w rozpylaniu magnetronowym wynoszącą tylko 5% ~ 10%, reaktywność metalu jest stosunkowo niska, co skutkuje wąskim zakresem procesu (zawartość azotu) w celu uzyskania powłoki z azotowanych związków igłopodobnych. W porównaniu do wyładowania jarzeniowego, aby uzyskać wysokiej jakości powłoki z azotku tytanu, konieczne jest ścisłe kontrolowanie ilości napylanego tytanu i stosunku argonu do azotu. W przeciwnym razie szybkość osadzania będzie bardzo niska, a kolor będzie trudny do kontrolowania.

⑥ Usunąć obrabiany przedmiot. Gdy grubość powłoki osiągnie określone wymagania, należy nadmuchać komorę powlekania, otworzyć komorę powlekania i usunąć obrabiany przedmiot.

(2) Wpływ parametrów procesu na właściwości warstw azotku tytanu

① Wpływ temperatury osadzania na właściwości cienkich warstw azotkowych. Temperatura osadzania wpływa na twardość i strukturę powłok TiN; twardość i przyczepność warstwy TiN osadzonej w pobliżu 500 ℃ są najwyższe. Nadmierne i wysokie temperatury są szkodliwe dla twardości powierzchni powłoki TiN. Jeśli temperatura osadzania jest zbyt niska, odzwierciedla to krótki czas rozpylania wstępnego lub niską energię rozpylania, wpływając na gęstość warstwy, prowadząc do niewystarczającego zarodkowania warstwy TiN i zgrubienia struktury, co skutkuje spadkiem twardości. I odwrotnie, jeśli temperatura osadzania jest zbyt wysoka, może to spowodować przegrzanie powierzchni próbki. Załóżmy, że temperatura osadzania przekracza temperaturę odpuszczania materiału podłoża. W takim przypadku zmniejszy to twardość podłoża, uniemożliwiając dobre połączenie z folią i powodując spadek twardości folii. Dlatego zwiększenie temperatury osadzania jest korzystne dla poprawy twardości warstwy TiN, pod warunkiem, że powierzchnia próbki nie ulegnie przegrzaniu.

② Wpływ napięcia osadzania na właściwości warstw azotku tytanu. Wraz ze wzrostem napięcia osadzania, morfologia pęknięć przygotowanych warstw TiN staje się drobniejsza, a mikrotwardość i szybkość osadzania warstw wzrasta. Zwiększenie napięcia wyładowania w tych samych warunkach osadzania oznacza również zwiększenie intensywności plazmy, co sprzyja reakcjom chemicznym w kierunku korzystnym dla tworzenia produktu. Dlatego zwiększenie napięcia osadzania może zwiększyć szybkość osadzania warstw TiN.

③ Wpływ przedmiotu obrabianego na wydajność folii z azotku tytanu. Jakość działania folii na obrabianym przedmiocie jest związana nie tylko z właściwościami samej folii, ale także z właściwościami materiału obrabianego przedmiotu, w szczególności z twardością materiału obrabianego przedmiotu. Twarde folie wykazują doskonałą odporność na zużycie tylko na stosunkowo twardych materiałach podłoża. Jeśli twardość materiału podłoża jest różna, siła wiązania między folią TiN a podłożem również będzie się różnić. Im większa twardość podłoża, tym lepsze wiązanie między folią TiN a podłożem. W praktycznych zastosowaniach należy dążyć do utrzymania wysokiej twardości materiału podłoża w określonych warunkach temperatury osadzania, aby poprawić jakość folii. Im mniejsza chropowatość powierzchni podłoża, tym większa siła wiązania między warstwą azotku tytanu a podłożem, przy czym polerowanie jest najlepsze dla chropowatości powierzchni podłoża.

Sekcja VI Rzemiosło emalierskie

Emalia to piękna i kolorowa sztuka rzemieślnicza wytwarzana poprzez nakładanie różnych kolorowych szkliw na metalową podstawę (przy użyciu materiałów takich jak złoto, srebro, miedź, tytan itp.) i wypalanie jej w wysokich temperaturach. Kolory emalii są żywe, mają połysk i teksturę przypominającą klejnot, są odporne na korozję, zużycie i wysokie temperatury, są wodoodporne i odporne na wilgoć, są twarde i solidne oraz nie starzeją się ani nie niszczą. Emalia ma długą historię stosowania w biżuterii rzemieślniczej; w starożytności była używana do projektowania różnych elementów dekoracyjnych do pudełek z biżuterią, a w XV wieku zegarmistrzowie włączyli ją do zegarmistrzostwa, dodając jasne kolory do zegarków. Skrupulatne metody wypalania emalii są intrygujące, a jej bogata ekspresja kolorystyczna pchnęła ją na czoło trendów w modzie. Biżuteria emaliowana wygrywa kolorem i często przyciąga uwagę projektantów biżuterii, zwłaszcza gdy emalia jest używana do dekoracji powierzchni biżuterii metalowej, znacznie zwiększając artystyczną ekspresję elementów.

Emalia jest powszechnie znana jako "Shaoqing" w południowych Chinach, "Shaolan" w północnych Chinach i "shippō-yaki" w Japonii.

Metody przetwarzania emalii jubilerskiej dzielą się na trzy rodzaje: emalia malowana, emalia champlevé i emalia cloisonné.

(1) Malowana emalia

Rzemiosło malowania emalią wywodzi się z Europy Zachodniej i Francji i zostało przywiezione do Guangdong przez europejskich kupców i misjonarzy w okresie Kangxi dynastii Qing. Sztuka malowanej emalii została po raz pierwszy wyprodukowana w Guangdong, gdzie jest powszechnie określana jako "Shaoqing", "emalia Guang" lub "zagraniczna emalia". Cesarz i ministrowie szybko docenili i docenili to wyjątkowo wykwintne rzemiosło po jego przybyciu do Chin. Podczas panowania dynastii Qing, cesarze Kangxi, Yongzheng i Qianlong założyli warsztaty emalierskie zarówno w Pałacu Cesarskim w Pekinie, jak i w Guangdong, i często wybierali wybitnych malarzy emalii z Guangdong do pracy w stolicy, produkując duże ilości naczyń emaliowanych i biżuterii emaliowanej do użytku królewskiego.

Malowana emalia jest najtrudniejszą z trzech głównych technik emalierskich. Największą zaletą malowania bezpośrednio na metalu jest to, że wzory i linie mogą być bogatsze, co pozwala na bardziej szczegółowe i złożone projekty, które są nieskrępowane. Jednak pominięcie etapu używania metalowego drutu do konturowania znacznie zwiększy trudność wypalania emalii. Po pierwsze, istnieje kwestia mieszania kolorów między różnymi kolorami; bez metalowego drutu do oddzielania różnych kolorów, jeśli materiały emalii nie zostaną odpowiednio wymieszane, może to prowadzić do chaotycznej sytuacji krwawienia kolorów.

Wykonanie malowanej emalii polega na nałożeniu kilku warstw białego szkliwa lub bieli porcelanowej na metalową podstawę. Biel porcelanowa to biała substancja stała, którą należy zmielić na proszek i wymieszać z odpowiednią ilością wody. Za pomocą małego pędzelka można równomiernie nanieść ją na metalową podstawę. Temperatura wypalania porcelany wynosi zazwyczaj 720 ~ 820 ℃. Po spiekaniu uzyskuje się białą płytkę bazową, na której malowane są różne kolory emalii, misternie przedstawiające wzory, jak w malarstwie olejnym. Największym problemem jest mieszanie kolorów; jeśli kolory zostaną zmieszane zbyt mocno, wzory staną się rozmyte po spiekaniu, rujnując dzieło sztuki. Dlatego też po przedstawieniu fragmentu należy go najpierw spiekać. Następną sekcję można pomalować, po czym następuje kolejne spiekanie, które należy powtarzać aż do ukończenia pracy. Czasami wymaga to dziesiątek powtórzeń spiekania, a jeśli zostanie uszkodzony w którymkolwiek momencie, całe dzieło zostanie zrujnowane, co czyni rzemiosło malowanej emalii bardzo cennym.

(2) Emalia Cloisonné

Technika emalii cloisonné jest stosunkowo złożona, ale jest najbardziej znanym i dumnym rzemiosłem emalierskim dla Chińczyków, a słynny "Jingtai Blue" jest rodzajem emalii cloisonné. Jej cechą charakterystyczną jest to, że metalowe druty są najpierw używane na metalowej podstawie, aby obrysować wzór, przymocowane naturalnym klejem, a następnie przyspawane do metalowej podstawy. Różne kolory szkliwa są następnie wypełniane w zarysowanych konturach wykonanych z drobno zmielonych minerałów i tlenków metali. Metalowe elementy są umieszczane w specjalnym piecu w temperaturze 800 ℃ w celu wypalenia, powodując zmianę koloru szkliwa z powodu wysokiej temperatury. Ponieważ różne tlenki metali wymagają różnych temperatur do zmiany koloru, elementy emaliowane mogą być poddawane wielokrotnemu wypalaniu. Na koniec metalowe druty są wygładzane, a bezbarwny przezroczysty środek ochronny jest nakładany w celu ochrony.

(3) Emalia Champlevé

Technika ta jest podobna do emalii cloisonné. Wzory na powierzchni metalowych ozdób są tworzone przy użyciu technik takich jak grawerowanie, tłoczenie lub trawienie. Najpierw wzory są rzeźbione na metalowej podstawie, pozostawiając rowki w rzeźbionych konturach. Aby stworzyć żywe wzory z liniami o różnej grubości, malarz emalii miele farbę emaliową na proszek, miesza ją z niewielką ilością wody, a następnie wypełnia rowki emalią, nakładając pędzlem cienką warstwę malowanych wzorów. Po zakończeniu pozostawia się do wyschnięcia na powietrzu, a następnie umieszcza w piecu wysokotemperaturowym powyżej w celu wypalenia, przy czym każda warstwa farby musi być wypalana przez 40 ~ 60 sekund w piecu wysokotemperaturowym 800 ℃. Po wielu powtórzeniach wypełniania emalią, wypalania i polerowania, ostatecznie powstaje gładka i błyszcząca praca.

Sekcja VII Proces odlewania żywicy

Proces odlewania żywicy jest szeroko stosowany w popularnej biżuterii. W zależności od rodzaju żywicy, dzieli się ją na dwie główne kategorie: żywicę miękką i żywicę twardą. Miękka żywica ma niższą twardość i nie nadaje się do szlifowania i polerowania, ale może być stosowana do powlekania powierzchni biżuterii rzemieślniczej; twarda żywica ma wysoką twardość i może być przetwarzana przez szlifowanie i polerowanie w celu uzyskania gładkiego i błyszczącego efektu.

Zasadniczo stosuje się klej krystaliczny z żywicy epoksydowej, który składa się z żywicy epoksydowej o wysokiej czystości, środków utwardzających i innych substancji. Utwardzony produkt charakteryzuje się wodoodpornością, odpornością chemiczną i krystaliczną przejrzystością. Oprócz zapewnienia dobrej ochrony powierzchni ozdób rzemieślniczych, ten kryształowy klej może również zwiększyć połysk i jasność powierzchni. Dodanie różnych pigmentów do kleju może tworzyć bogatą serię kolorów, dodatkowo wzmacniając efekt dekoracyjny powierzchni, dzięki czemu nadaje się do dekoracji powierzchni i ochrony rzemiosła wykonanego z materiałów takich jak metal, ceramika, szkło i akryl.

Żywica epoksydowa ma efekt powierzchniowy podobny do emalii i jest często stosowana jako produkt imitujący emalię, czasami określany jako "miękka emalia". Istnieją jednak znaczące różnice między nimi. Emalia jest wytwarzana z pigmentów emalii wypalanych w wysokich temperaturach; jest bardzo twarda i stabilna, ma dobrą trwałość i nie starzeje się ani nie pogarsza, ale jest podatna na utlenianie i zmiękczanie metalu, co czyni ją nieodpowiednią do stosowania do ozdób inkrustowanych kamieniami szlachetnymi; żywica należy do kategorii związków organicznych wykonanych z tworzywa sztucznego. Produkty z tego typu żywicy z tworzywa sztucznego nie muszą być spiekane w piecu wysokotemperaturowym, aby uzyskać kolor. Wystarczy nałożyć płynną żywicę barwiącą na metal i pozostawić go do naturalnego wyschnięcia na powietrzu lub wysuszyć w pudełku do pieczenia, dzięki czemu produkcja jest prosta i nieszkodliwa dla metalu, odpowiednia do końcowej obróbki inkrustowanej biżuterii z kamieniami szlachetnymi. Jednak ze względu na właściwości materiałowe żywicy, nie jest ona trwała, nie jest odporna na ciepło i jest podatna na korozję i zużycie. Po pewnym czasie może wykazywać starzenie, blaknięcie i utratę połysku. Jest niższej klasy i nie zachowuje wartości. Podstawowy proces produkcji żywicy jest następujący.

Najpierw należy przygotować niezbędne narzędzia i sprzęt, takie jak wagi, narzędzia do regulacji kleju, nośniki przedmiotów obrabianych, sprzęt do suszenia i przedmioty obrabiane do operacji kapania kleju.
Umieść lub wyreguluj wagę (wagę elektroniczną), piec, nośnik przedmiotu obrabianego i poziom stołu roboczego.
Odważyć klej A za pomocą suchego i czystego płaskiego pojemnika z szerokimi ustami, jednocześnie proporcjonalnie ważąc klej B (zazwyczaj w stosunku wagowym 3:1).
Użyj okrągłego szklanego pręta (lub okrągłego drewnianego patyczka), aby mieszać mieszaninę AB w lewo, w prawo lub w kierunku zgodnym lub przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. W tym samym czasie pojemnik (naczynie) najlepiej przechylić pod kątem 45° i stale obracać, mieszając przez około 1~2 minuty.
Wlej wymieszany klej AB do miękkiej plastikowej butelki ze spiczastą dyszą do kapania i upuść klej na żądaną pozycję akcesorium.
Gdy powierzchnia kropli żywicy jest nieco większa lub ilość żywicy jest stosunkowo większa, aby przyspieszyć eliminację pęcherzyków w kleju, można użyć palnika gazowego zasilanego skroplonym gazem w celu ułatwienia odpieniania. Podczas odpieniania płomień palnika powinien być dostosowany do stanu całkowitego spalania, a płomień powinien być idealnie utrzymywany w odległości około 25 cm od powierzchni przedmiotu obrabianego. Prędkość ruchu palnika nie powinna być zbyt duża ani zbyt mała; należy utrzymywać umiarkowaną prędkość.
Po usunięciu pęcherzyków, obrabiany przedmiot można umieścić poziomo w piekarniku w celu podgrzania i utwardzenia. Temperaturę należy najpierw ustawić na 40 ℃ około 30 minut, a następnie podnieść do 60 ~ 70 ℃, aż klej zostanie całkowicie utwardzony.

Sekcja VIII Technologia wytrawiania

Trawienie to proces usuwania niechcianego metalu na określoną głębokość przy użyciu metod chemicznych. Jego zasada jest podobna do produkcji płytek drukowanych, gdzie metalowe części, które mają zostać zachowane, są pokryte kwasoodporną powłoką, a następnie kwaśny roztwór jest używany do wytrawiania niechcianych metalowych części; przetwarzanie negatywnych wzorów jest dokładnie odwrotne do przetwarzania pozytywnych wzorów.

Proces trawienia jest odpowiedni do przetwarzania i produkcji antycznego rzemiosła i biżuterii o specjalnych wymaganiach dotyczących stylu powierzchni. W ostatnich latach wielkość eksportu metalowych obrazów, rzemiosła i pustych elementów artystycznych przetwarzanych metodami trawienia w naszym kraju znacznie wzrosła, stając się nową gałęzią biżuterii rzemieślniczej.

Procesy trawienia można podzielić na trawienie chemiczne, trawienie elektrolityczne, trawienie laserowe i trawienie ultradźwiękowe.

1. Proces trawienia chemicznego

Pokryj obszary, które nie muszą być wytrawione, powłoką odporną na korozję, a następnie zanurz obrabiany przedmiot w specjalnym roztworze do wytrawiania. Wzór roztworu przedstawiono w tabeli 11-2. Upewnij się, że wytrawiane obszary są w pełnym kontakcie z roztworem, a w razie potrzeby można zastosować ogrzewanie i mieszanie. Kontroluj czas trawienia w oparciu o wymaganą głębokość trawienia i szybkość trawienia uzyskaną z eksperymentów, aby osiągnąć pożądany wynik trawienia.

Tabela 11-2 Wzory roztworów do częściowego wytrawiania metali

Składniki i warunki procesu	Wytrawianie stali nierdzewnej	Wytrawianie stopu miedzi	Wytrawianie aluminium
Chlorek żelaza	600 ~ 800	600 ~ 650	450 ~ 550
Kwas chlorowodorowy/(g・L ^-1)	80 ~ 120
Kwas fosforowy/(g・L ^-1)	20 ~ 30
Siarczan miedzi/(g・L ^-1)			200 ~ 300
Kwas siarkowy/(g・L ^-1)		90 ~ 100	10 ~ 20
Kwas azotowy/(g・L ^-1)		8 ~ 12
Akcelerator trawienia/(g・L ^-1)	80 ~ 100
Temperatura/℃	10 ~ 45	15 ~ 50	20 ~ 40
Czas/min	15 ~ 20	10 ~ 15	10 ~ 20

Trawienie chemiczne dzieli się na trawienie zanurzeniowe i natryskowe. Metoda zanurzeniowa jest stosowana głównie do obróbki małych elementów, umożliwiając jednoczesną obróbkę wielu elementów. Metoda natryskowa polega na ciągłym natryskiwaniu roztworu chemicznego trawiącego na wytrawione obszary powierzchni metalu. Metoda ta jest odpowiednia do wykonywania dużych elementów, umożliwiając roztworowi pełny kontakt z metalem w celu wywołania korozji i rozpuszczenia metalu, który ma zostać wytrawiony.

2. Trawienie elektrolityczne

Części metalowe, które mają być trawione elektrochemicznie, są w pełnym kontakcie z roztworem, przy czym obrabiany przedmiot służy jako anoda, a inna odporna na korozję metalowa płytka jako katoda, a następnie przykładany jest prąd. Metal w wytrawionych obszarach rozpuszcza się pod wpływem połączonego działania roztworu elektrolitu i prądu anodowego, znanego również jako elektrochemiczne rozpuszczanie korozji, w wyniku czego powstaje pożądany tekst lub wzorzyste wytrawione wgłębienia. Czas trwania korozji może określać głębokość wytrawiania. Ponieważ trawienie elektrochemiczne jest spowodowane działaniem chemicznym roztworu i rozpuszczającym działaniem prądu, prędkość trawienia jest duża, co pozwala na łatwe uzyskanie głębszych wżerów, a wydajność produkcji jest wysoka, dzięki czemu nadaje się do produkcji elementów, które wymagają głębokiego trawienia.

Sekcja IX Nano ~ Technologia powlekania natryskowego

Technologia nano lustrzanego powlekania natryskowego wykorzystuje procesy natryskiwania w celu uzyskania efektów galwanicznych (złoto, srebro, miedź, chrom, nikiel, kolorowe powłoki galwaniczne itp.) Jest to nowa, wyłaniająca się technologia po galwanizacji i powlekaniu próżniowym, wymagająca jedynie pistoletu natryskowego do bezpośredniej aplikacji. Proces jest prosty i przyjazny dla środowiska, bez emisji trzech odpadów, niskich kosztów i bez potrzeby stosowania warstwy przewodzącej. Technologia ta ma szerokie zastosowanie do materiałów takich jak metal, szkło, żywica, plastik, ceramika i gips. Kolory przetwarzania można dostosować, możliwe jest też natryskiwanie miejscowe. Korzystając ze specjalnego sprzętu i zaawansowanych materiałów, możemy wykonać ponad 100 rodzajów efektów lustrzanych o wysokiej ~ jasności na różnych produktach z tworzyw sztucznych, żywicy, metalu i szkle, ceramice, drewnie, materiałach kompozytowych i innych materiałach, takich jak złoto, czerwone złoto, 24-karatowe złoto, platyna, srebro, świąteczna czerwień, delikatna zieleń, klejnot niebieski, brąz, czerwony brąz, czarny, brązowy i tak dalej.

1. Zasada nano ~ natryskiwania i powlekania

Nano ~ powlekanie natryskowe to proces osadzania metalu poprzez reakcję redoks, która zachodzi, gdy odpowiedni roztwór jest rozpylany na powierzchnię powlekanej części, która została aktywowana. Dwie dysze rozpylające na urządzeniu rozpylającym rozpylają jednocześnie; jedna rozpyla roztwór soli metalu zawierający jony metalu, którym może być Ag^+-, Cr^3+-, Ni^2+-i Cu^2+-podczas gdy drugi rozpyla roztwór środka redukującego, który redukuje jony metalu. Oba roztwory w odległości 15 ~ 25 cm od natryskiwanej części, przyczepiają się do powierzchni powlekanej części w stanie mieszanym i osadzają kryształy metalu o wielkości ziarna kryształu w nanoskali, co ma silny efekt odblaskowy na światło, tworząc jasną powierzchnię lustra w nanoskali.

2. Charakterystyka powlekania natryskowego Nano ~

(1) Ekologiczny i przyjazny dla środowiska. Brak emisji trzech odpadów, nietoksyczny i nieszkodliwy, brak szkodliwych metali ciężkich.

(2) Niskie nakłady inwestycyjne i niskie koszty. W porównaniu z galwanizacją, inwestycja w sprzęt jest niewielka i nie ma potrzeby wyposażania systemu oczyszczania ścieków.

(3) Obsługa jest zarówno bezpieczna, jak i prosta, z wysoką wydajnością. Nie będzie żadnych szkód, jeśli operator przypadkowo spryska nim swoje ręce lub inne części ciała. Nie ma potrzeby obróbki galwanicznej wody i skomplikowanej wstępnej obróbki warstwy przewodzącej.

(4) Może być ustawiony do natryskiwania i może natryskiwać różne kolory na ten sam produkt. Różne kolory do wyboru.

(5) Przetworzone części nie są ograniczone rozmiarem i kształtem, nie są ograniczone różnymi materiałami, mogą być poddane recyklingowi i oszczędzają zasoby.

(6) Zakres zastosowania różnorodności kolorów jest szeroki. Natryskiwane produkty mogą być powlekane złotem, srebrem, chromem, niklem lub piaskiem ~ kolorowe efekty lustrzane. Mogą być również powlekane różnymi innymi kolorami, takimi jak złoty żółty, kolor mosiądzu, antyczny złoty żółty, kolor miedzi armatniej (czerwony, żółty, fioletowy, zielony, niebieski) i inne efekty o wysokim połysku. Może być natryskiwany na różne materiały, takie jak metal, żywica, plastik, szkło, ceramika, akryl i drewno, i może być szeroko stosowany w różnych branżach dekoracji powierzchni, takich jak rzemiosło i biżuteria.

(7) Produkty wykonane metodą natrysku nano ~ mają doskonałą przyczepność, odporność na uderzenia, odporność na korozję, odporność na warunki atmosferyczne, odporność na zużycie, odporność na zarysowania i dobre właściwości zapobiegania rdzy.

Copywrite @ Sobling.Jewelry - Producent biżuterii na zamówienie, fabryka biżuterii OEM i ODM

Heman

Ekspert ds. produktów jubilerskich --- 12 lat bogatego doświadczenia

Cześć Drogi,

Jestem Heman, tata i bohater dwójki wspaniałych dzieci. Cieszę się, że mogę podzielić się moim doświadczeniem jako ekspert w dziedzinie produktów jubilerskich. Od 2010 roku obsługiwałem 29 klientów z całego świata, takich jak Hiphopbling i Silverplanet, pomagając im i wspierając ich w kreatywnym projektowaniu biżuterii, rozwoju produktów jubilerskich i produkcji.

Jeśli masz jakiekolwiek pytania dotyczące produktu jubilerskiego, zadzwoń lub napisz do mnie, a omówimy odpowiednie rozwiązanie dla Ciebie, a otrzymasz bezpłatne próbki biżuterii, aby sprawdzić kunszt i szczegóły jakości biżuterii.

Rozwijajmy się razem!

Dodaj komentarz Anuluj pisanie odpowiedzi

Kategorie postów

Potrzebujesz wsparcia w produkcji biżuterii?

Wyślij zapytanie do Sobling

Cześć Drogi,

Rozwijajmy się razem!

Podążaj za mną

Dlaczego warto wybrać Sobling?

CERTYFIKATY

Sobling przestrzega standardów jakości

Najnowsze posty

Dlaczego biżuteria z żywicy, plastiku i akrylu jest tak popularna? Materiały, proces produkcji i pielęgnacja

Heman - Ekspert ds. produktów jubilerskich 3 marca, 2025 r.

Dowiedz się, jak zrobić fajną biżuterię z żywicy, plastiku i akrylu! Materiały te są tanie, ale wyglądają bardzo ładnie. Żywica świetnie nadaje się do kolorowych rękodzieł, plastik jest wytrzymały i łatwy do kształtowania, a akryl jest przezroczysty jak szkło. Omawiamy, jak wykonać i pielęgnować te modne elementy. Idealny dla sklepów jubilerskich, projektantów i każdego, kto kocha unikalne akcesoria!

Czytaj więcej "

Rysunek 3-33 Topienie indukcyjne wysokiej częstotliwości

Jak wykonać odlewanie inwestycyjne biżuterii?

Heman - Ekspert ds. produktów jubilerskich 21 września 2024

Poznaj proces odlewania inwestycyjnego biżuterii w celu tworzenia wysokiej jakości elementów. Kluczowe etapy obejmują prasowanie gumowych form, wtryskiwanie wosku i odlewanie metali, takich jak złoto i srebro. Niezbędne dla jubilerów, studiów i projektantów, aby udoskonalić swoje rzemiosło i produkować wyjątkową biżuterię na zamówienie.

Czytaj więcej "

Jaki jest sekret ręcznie robionych pięknych naszyjników i akcesoriów na głowę?

Heman - Ekspert ds. produktów jubilerskich 3 kwietnia, 2025 r.

Ten przewodnik jest idealny dla sklepów jubilerskich, projektantów i marek. Obejmuje on sposób projektowania i tworzenia naszyjników i kolczyków przy użyciu różnych materiałów, takich jak koraliki, perły i kryształy. Poznaj wskazówki dotyczące dopasowywania, etapów produkcji i tworzenia unikalnych stylów. Doskonały dla sprzedawców detalicznych, sprzedawców e-commerce i celebrytów poszukujących niestandardowej biżuterii.

Czytaj więcej "

Okrągły pierścionek zaręczynowy 1ct 6.5mm DEF Moissanite halo

Obudowy: Gotowe obrazy i filmy z renderowania od Sobling.jewelry

Heman - Ekspert ds. produktów jubilerskich 25 kwietnia 2023

Wprowadzenie:
Jest to udany przypadek renderowania biżuterii i filmów, które Sobling ukończył dla klienta.

Czytaj więcej "

Jakie są przygotowania do osadzania biżuterii? - Materiały, narzędzia, wyposażenie i projekty biżuterii

Heman - Ekspert ds. produktów jubilerskich 11 grudnia 2024 r.

Zapoznaj się z podstawowymi zasadami przygotowywania kamieni szlachetnych. Dowiedz się więcej o metalach, klejnotach i narzędziach. Idealny dla jubilerów, studiów i projektantów. Przygotuj się do tworzenia oszałamiającej, wartościowej biżuterii, którą pokochają klienci.

Czytaj więcej "

Przewodnik po kości słoniowej i inne 7 rodzajów tajemnic organicznych kamieni szlachetnych: historia, pielęgnacja i przewodnik po identyfikacji

Heman - Ekspert ds. produktów jubilerskich 15 października 2024 r.

Odkryj świat organicznych klejnotów, takich jak kość słoniowa, hełm dzioborożca, róg nosorożca, skorupa żółwia, ammolit, jet i skamieniałe drewno. Poznaj ich unikalne właściwości, sposoby pielęgnacji i identyfikacji w celu etycznego wykorzystania w biżuterii i przedmiotach kolekcjonerskich.

Czytaj więcej "

Krok 04 Narysuj kształty podświetlenia na koralikach za pomocą pióra technicznego. Dostosuj zlokalizowane szczegóły.

Jak opanować projektowanie biżuterii: Naszyjniki, nakrycia głowy i zestawy tematyczne?

Heman - Ekspert ds. produktów jubilerskich 21 kwietnia, 2025 r.

Dowiedz się, jak projektować naszyjniki, nakrycia głowy i tematyczne zestawy biżuterii. Uzyskaj wskazówki dotyczące cięcia i dopasowywania materiałów, takich jak jadeit, szafiry i diamenty. Wykonaj proste kroki, aby narysować i pokolorować swoje projekty. Idealny dla sklepów jubilerskich, studiów, projektantów i sprzedawców internetowych.

Czytaj więcej "

Jak zaprojektować i wykonać niesamowite zestawy biżuterii: Przewodnik krok po kroku?

Heman - Ekspert ds. produktów jubilerskich 7 kwietnia, 2025 r.

Ten przewodnik uczy, jak tworzyć biżuterię seryjną. Obejmuje on podstawy projektowania, takie jak kształty, kolory i materiały. Nauczysz się tworzyć kolczyki, naszyjniki i bransoletki przy użyciu koralików, pereł i skórzanych sznurków. Doskonały dla sklepów jubilerskich, projektantów i sprzedawców internetowych.

Czytaj więcej "

Fabryka biżuterii, personalizacja biżuterii, fabryka biżuterii Moissanite, biżuteria z mosiądzu miedzianego, biżuteria półszlachetna, biżuteria z klejnotów syntetycznych, biżuteria z pereł słodkowodnych, biżuteria CZ ze srebra szterlingowego, personalizacja klejnotów półszlachetnych, biżuteria z klejnotów syntetycznych

produkty wyróżnione

kategoria produktów

kategoria materiałów

Jak ulepszyć swoją biżuterię za pomocą technik obróbki powierzchni?

Jak ulepszyć swoją biżuterię za pomocą technik obróbki powierzchni?

Opanuj obróbkę powierzchni biżuterii: Od polerowania do nano-natryskiwania

Spis treści

Sekcja I Technologia polerowania

1. Polerowanie mechaniczne

2. Polerowanie chemiczne

3. Polerowanie elektrochemiczne

Sekcja II Proces galwanizacji

1. Podstawowa wiedza na temat galwanizacji biżuterii

2. Miedź galwaniczna i stopy miedzi

2.1 Powlekanie miedzi siarczanem

2.2 Pirofosforanowanie miedzi

2.3 Galwanizacja imitacją złota

3. Nikiel galwanizowany

3.1 Jasny nikiel

3.2 Galwanizowany czarny nikiel i satynowany brąz

3.3 Galwanizowany perłowy nikiel

4. Srebro galwaniczne i stopy srebra

4.1 Srebrzenie cyjankowe

4.2 Odbarwienie powłoki srebrnej

4.3 Proces obróbki warstwy pokrytej srebrem zapobiegającej odbarwieniom

5. Złoto galwaniczne i stopy złota

5.1 Pozłacanie cyjankowe

5.2 Pozłacanie bez użycia cyjanku

6. Galwanizacja rodowa

Sekcja III Proces galwanizacji chemicznej

1. Charakterystyka powlekania chemicznego

2. Zasada galwanizacji chemicznej

3. Złocenie chemiczne

4. Niklowanie chemiczne

5. Chemiczne miedziowanie

6. Przykład galwanizacji chemicznej: Galwanizacja żył liściowych

Sekcja IV Chemiczny i elektrochemiczny proces konwersji folii dla popularnej biżuterii

1. Chemiczny proces barwienia miedzi i ozdób ze stopów miedzi

2. Proces barwienia biżuterii ze srebra i jego stopów

3. Proces barwienia biżuterii z cynku i jego stopów

4. Proces utleniania biżuterii ze stali nierdzewnej

5. Anodowanie biżuterii ze stopu aluminium

Sekcja V Proces fizycznego osadzania z fazy gazowej

1. Klasyfikacja procesów fizycznego osadzania z fazy gazowej

2. Zastosowanie technologii powlekania PVD w przemyśle jubilerskim

2.1 Powłoka dekoracyjna z azotku cyrkonu

2.2 Powłoka dekoracyjna z azotku tytanu

Sekcja VI Rzemiosło emalierskie

Sekcja VII Proces odlewania żywicy

Sekcja VIII Technologia wytrawiania

1. Proces trawienia chemicznego

2. Trawienie elektrolityczne

Sekcja IX Nano ~ Technologia powlekania natryskowego

1. Zasada nano ~ natryskiwania i powlekania

2. Charakterystyka powlekania natryskowego Nano ~

Heman

Dodaj komentarz Anuluj pisanie odpowiedzi

Kategorie postów

Potrzebujesz wsparcia w produkcji biżuterii?

Podążaj za mną

Dlaczego warto wybrać Sobling?

Sobling przestrzega standardów jakości

Najnowsze posty

Menu

Obsługa klienta

GET Najnowszy katalog produktów

10% Off !!!

Dołącz do naszego newslettera

Kompletny przewodnik po pozyskiwaniu klientów biznesowych