Способ декоративного электрохимического фактурирования поверхности серебра

Изобретение относится к области электрохимических методов декоративной обработки поверхностей и может быть использовано для придания декоративной фактуры поверхности серебра. Способ включает обработку в водном растворе тиосульфата натрия с содержанием Na₂S₂O₃×5H₂O - 790 г/л при температуре 20±2°С при использовании импульсных униполярных и биполярных токов прямоугольной формы следующих амплитудно-временных параметров: t_имп=100-500 мкс, t_{отр.имп}=100-500 мкс, t_з=100-500 мкс, t_паузы=100-500 мкс, амплитудная плотность тока в импульсе положительной полярности i_имп=0,25-0,8 А/см², амплитудная плотность тока в импульсе обратной полярности i_{отр.имп}=0-0,6 А/см², и продолжительности обработки 2-4 минуты, причем ток является униполярным при I_{отр.имп}=0. Технический результат: формирование мелких, средних и крупных фактур на сложнопрофилированных поверхностях, в том числе тонкостенных и тонколистовых изделий. 7 ил., 1 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к области электрохимических методов декоративной обработки поверхностей, а именно к способам электрохимического травления поверхности с целью придания декоративной фактуры.

Известен способ декоративной отделки поверхности серебра 925 пробы [МакГрас Джинкс. Декоративная отделка ювелирных изделий. - М.: Арт-Родник, 2007, - с.42-47], при котором фактура на поверхности создается путем химического травления незащищенных специально наносимой маской участков поверхности в 25-30%-ном водном растворе азотной кислоты (аналог).

Предлагаемый способ реализуется при использовании агрессивной среды (25-30%-ного водного раствора азотной кислоты). Рисунок фактуры при этом достаточно крупный и регулярный, так как формируется за счет отверстий в специально наносимом защитном слое, что существенно ограничивает область применения способа и не позволяет формировать фактуры на сложнопрофилированных поверхностях тонких деталей.

Известен способ электрохимического фактурирования поверхности серебра 925 пробы с лигатурой меди [Галанин С.И., Галамий Ю.В. Исследование процесса электрохимического фактурирования поверхности сплавов серебра 925 пробы // ЭНИ Дизайн. Теория и практика, вып.5. М.: МГУПИ, 2010. - С.1-15. Режим доступа: http://www.enidtp.rn], при котором обработка проводится в 10%-ном водном растворе азотной кислоты HNO₃. Среднефактурная поверхность формируется при температуре электролита t=70°С, анодной плотности тока i=2,5 А/см², продолжительности обработки τ=0,5 мин. Крупнофактурная поверхность серебра формируется при температуре электролита t=75°С, анодной плотности тока i=2,5 А/см², продолжительности обработки τ=1 мин. Формируемая фактура видна невооруженным глазом и пригодна для декорирования поверхности (прототип).

Известный способ реализуется в агрессивном электролите (10%-ном водном растворе азотной кислоты HNO₃) при высокой температуре электролита (70-75°С), что приводит к существенному воздействию на окружающую среду и опасно для обслуживающего персонала. Кроме того, не ясны размеры неровностей фактуры, что затрудняет практическую реализацию способа.

Техническая задача изобретения - формирование мелких, средних и крупных фактур на сложнопрофилированных поверхностях, в том числе тонкостенных и тонколистовых изделий, изготовленных из сплава серебра 925 пробы с медью.

Поставленная техническая задача достигается тем, что электрохимическое фактурирование производится в водном растворе тиосульфата натрия с содержанием Na₂R₂O₃×5H₂O - 790 г/л при температуре 20±2°С при использовании импульсных униполярных и биполярных токов прямоугольной формы следующих амплитудно-временных параметров (рис.1) (ток является униполярным, когда ток в обратном импульсе равен нулю I_{отр.имп}=0): t_имп=100-500 мкс; t_{отр.имп}=100-500 мкс; t_з=100-500 мкс; t_паузы=100-500 мкс; амплитудная плотность тока в импульсе положительной полярности i_имп=0,25-0,8 А/см², амплитудная плотность тока в импульсе обратной полярности i_{отр.имп}=0-0,6 А/см² и продолжительности обработки 2-4 минуты.

Рис.1. Вид биполярного импульсного выходного тока:

t_имп - длительность импульса тока положительной полярности (ИТПП);

t_{отр.имп} - длительность импульса тока обратной полярности (ИТОП);

t_з - задержка между окончанием ИТПП и началом ИТОП;

t_паузы - пауза между окончанием ИТОП и началом последующего ИТПП;

I_имп - амплитуда ИТПП;

I_{отр.имп} - амплитуда ИТОП;

I_имп - амплитудная плотность тока в импульсе положительной полярности;

i_{отр.имп} - амплитудная плотность тока в импульсе обратной полярности.

Суть способа можно пояснить следующим образом.

Электрохимическое фактурирование поверхности металлов и сплавов эффективно осуществляется в области транспассивного растворения, когда процессы пассивации поверхности и разрушения пассивной пленки конкурируют между собой с превалированием второго процесса и началом активации поверхности металла. В этом случае, в достаточно узком диапазоне потенциалов и плотностей токов, возможно создание условий неравномерности скоростей растворения различных участков анодной поверхности и формирование нерегулярной структуры и микрошероховатости поверхности с явно выраженным визуальным декоративным эффектом. Причем формирование ярко выраженных декоративных структур возможно на сложнопрофилированных поверхностях без приложения к ним каких-либо механических усилий и без использования инструмента. Это позволяет обрабатывать с высокой скоростью поверхности тонкостенных и тонколистовых ювелирных изделий любых площадей и сложной формы.

ПРИМЕРЫ КОНКРЕТНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

В таблице 1 приведены примеры формирования различных фактур на поверхности серебра 925 пробы (92,5% - серебро, 7,5% - медь) при различных амлитудно-временных параметрах импульсов тока.

Электролит - водный раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃×5H₂O - 790 г/л при температуре 20±2°С.

Способ декоративного электрохимического фактурирования поверхности серебра 925 пробы с лигатурой медью, отличающийся тем, что обработку ведут в водном растворе тиосульфата натрия Na₂S₂O₃×5H₂O - 790 г/л при температуре 20±2°С при использовании импульсных униполярных и биполярных токов прямоугольной формы следующих амплитудно-временных параметров: t_имп=100-500 мкс, t_{отр.имп}=100-500 мкс, t_з=100-500 мкс, t_паузы=100-500 мкс, амплитудная плотность тока в импульсе прямой полярности i_имп=0,25-0,8 А/см², амплитудная плотность тока в импульсе обратной полярности i_{отр.имп}=0-0,6 А/см² и продолжительность обработки 2-4 минуты, причем ток является униполярным при i_{отр.имп}=0.