СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2000 года по МПК B44C5/00 B44C1/00 B44C1/04 

Изобретение относится к способу изготовления изделий, в частности, декоративной фурнитуры, ювелирных изделий, часов, инструментов и пр.

Известен способ изготовления изделий, заключающийся в образовании заготовки и последующем нанесении на ее поверхность покрытия из электролита-суспензии, включающего ультрадисперсные алмазоподобные углеродные кластеры (см. Шебалин А. И., Губаревич В.Д., Беседин В.И., Привалко Ю.Н. О композиционном алмазно-хромовом покрытии. Взрыв, удар, защита., 1987, выпуск 17, с. 111-112 - аналог и прототип).

В известном способе изготовления изделий не учитывается, что наличие на поверхности частиц ультрадисперсных алмазоподобных углеродных кластеров (УДА) химических групп в основном кислотного характера обуславливает специфическое поведение частиц дисперсной фазы в электролитах с различным показателем pH. Так, в кислой среде (pH < 7), которой характеризуется большинство электролитов хромирования, никелирования и некоторые другие, частицы УДА обретают отрицательный заряд, что препятствует их работоспособности на поверхности катода, имеющего также отрицательный заряд. Как следствие, включение частиц в состав покрытия незначительно. Наоборот, в щелочных электролитах (pH > 7) природа поверхности частиц УДА способствует их работоспособности на катоде.

Однако в таком случае необходимо обеспечить поддержание состояния поверхности углеродных частиц (по аналогии с катионами) в H-форме. В то же время анализ промышленных партий продукта УДА, имеющийся на рынке, показывает, что в основном продукт находится в так называемой "солевой форме".

Техническим результатом данного способа является повышение эксплуатационных характеристик изделия при использовании меньшего количества дорогого продукта - УДА.

Достигается это тем, что перед нанесением покрытия осуществляют основную обработку водной суспензии ультрадисперсного алмазоподобного углеродного кластера в водном растворе серной или соляной кислоты с последующей отмывкой от кислот в дистиллированной воде и дополнительную обработку катионактивным веществом для восстановления объемной емкости и перезарядки поверхности частиц в электролите.

В качестве катионактивного вещества используют вещества с третичными или четвертичными аммониевыми основаниями.

В качестве электролита-суспензии используют электролиты на основе шестивалентного хрома, никеля, железа, золота и его сплавов с кобальтом, никелем, серебром и медью, и меди.

Сущность способа изготовления изделий поясняется следующими примерами.

Образовывали заготовки, например, в виде цилиндров из стали ШХ15 с твердостью HV = 8,5 + 0,2 ГПа. На них наносили покрытия толщиной не менее 50 мкм из различных электролитов, в том числе содержащих ультрадисперсные алмазоподобные углеродные кластеры (УДА).

Причем перед нанесением покрытия осуществляли основную обработку суспензии ультрадисперсного алмазоподобного углеродного кластера в водном растворе серной или соляной кислоты с последующей отмывкой от кислот в дистиллированной воде и дополнительную обработку катионактивным веществом для восстановления объемной емкости и перезарядки поверхности частиц в электролите, в качестве последнего вещества использовали вещества с третичными или четвертичными аммониевыми основаниями.

В качестве электролита использовали электролиты на основе шестивалентного хрома, никеля, железа, золота и меди.

Износостойкость покрытий определялась на установке, реализующей трение по закаленной стали без смазки по схеме "цилиндр с перекрещивающимися осями". Стойкость к изнашиванию определялась как величина, обратная объему изношенного материала при фиксированном времени испытаний (длине пути трения) и нагрузке на пару трения (для различного типа покрытий, см. Таблицу, абсолютная нагрузка на пару трения составляла: для хрома, железа - 15H, для никеля - 10H, для меди и золота - 5H). Скорость скольжения - 0,78 м/с, длина пути трения - 140 м, контртело - сталь Х12М с HRC_э = 60 ± 1, R_a = 0,25 - 0,32 мкм. Микротвердость покрытий определялась с помощью прибора ПМТ-3 при нагрузке 100 г и 50 г.

В результате чего установлено, что изделия, полученные описанным способом, имеют повышенную износостойкость, а следовательно, повышенное качество.

В другом примере, наносим защитно-декоративное покрытие сплавом золото-кобальт 985 пробы на корпуса мужских часов из латуни ЛС59-1 толщиной 5 мкм взамен штатного покрытия из электролита состава: золото в виде цианистого комплекса 6,5 г/л, кобальта в виде сернокислой соли 1 г/л, калия лимоннокислого трехзамещенного 2 х водного 60 г/л, трилона -A- 3 г/л блескообразующей добавки "Лимеда 3С-12" и УДА_{обработ.} = 10 г/л (в качестве штатного электролита использовали электролит того же состава, но с УДА_исход. - 10 г/л), температура электролита 40^oC, плотность тока 0,6 а/дм², рН 4,5.

Проведенные испытания износостойкости покрытий в установке барабанного типа с абразивом в виде цилиндрических гранул из резины со стеклом ⊘ 8 мм, длины 10 мм (осмотр образцов через каждые 10 мин). Дополнительная проверка обнажения основы (латуни) осуществляется с помощью 10% раствора хлорной меди (по покраснению основы). Визуальный осмотр в микроскоп МБС-2 при 12-кратном увеличении.

Испытания продолжали до обнажения основы на острых углах лапок корпусов часов.

Результаты испытаний показали увеличение износостойкости покрытия с обработанным кластером в 1,7 раз по сравнению с исходным кластером. Износостойкость покрытия с исходным кластером в 2 раза выше износостойкости покрытия золото-кобальт без УДА. При этом твердость покрытия увеличивается с 2,5 ГПа (УДА_исх.) до 3,2 ГПа (УДА_обраб.).

Таким образом, изобретение повышает эксплуатационные характеристики изделий.

Промышленная применимость
Изобретение может быть использовано при изготовлении декоративной фурнитуры, ювелирных изделий, часов, инструментов и др..

Способ изготовления изделий для повышения эксплуатационных характеристик изделия заключается в том, что перед нанесением покрытия осуществляют основную обработку водной суспензии ультрадисперсного алмазоподобного углеродного кластера в водном растворе серной или соляной кислоты с последующей отмывкой от кислот в дистиллированной воде. Техническим результатом данного способа является повышение эксплуатационных характеристик изделия при использовании меньшего количества дорогого продукта - УДА. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ изготовления изделий, заключающийся в образовании заготовки и последующем нанесении на ее поверхность покрытия из электролита-суспензии, включающего ультрадисперсные алмазоподобные углеродные кластеры, отличающийся тем, что перед нанесением покрытия осуществляют основную обработку водной суспензии ультрадисперсного алмазоподобного углеродного кластера в водном растворе серной или соляной кислоты с последующей отмывкой от кислот в дистиллированной воде и дополнительную обработку катионактивным веществом для восстановления объемной емкости и перезарядке поверхности частиц в электролите. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве катионактивного вещества используют вещества с третичными или четвертичными аммониевыми основаниями. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве электролита-суспензии используют электролиты на основе шестивалентного хрома, никеля, железа, золота и его сплавов с кобальтом, никелем, серебром и медью и меди.