2.5 Структурные превращения сплава Ag-Cu

Диаграмма состояния Ag-Cu относится к системам эвтектического типа с ограниченной растворимостью компонентов друг в друге. Для эвтектической температуры даны значения 778-779°С, а для эвтектической концентрации - значения 39,8; 39,9; 40,4; 40,9% (ат.) Cu. Температура эвтектического равновесия Ж (Ag) + (Сu) составляет 781°С. Эвтектика содержит 39,8% (ат.) Сu. Максимальная растворимость Сu в (Ag) равна 13,6 % (ат.), а максимальная растворимость Ag в (Сu) - 4,9% (ат.).

Сплав СрМ925 является старейшим ювелирным сплавом. Температуры ликвидуса и солидуса составляют 896 и 779°С соответственно. Сплав СрМ925 выше температуры 760°С представляет собой гомогенный твёрдый раствор меди в серебре. Однако обычная структура промышленных отливок состоит из первичного обогащенного серебром твёрдого раствора и небольшого количества эвтектики. При охлаждении отливки до комнатной температуры растворимость меди в серебре уменьшается, и выпадает вторичная фаза, представляющая собой обогащённый медью твёрдый раствор.

Таким образом, обычная литая структура сплава состоит из вторичного твёрдого раствора на основе серебра, выпадающего из него твёрдого раствора на основе меди и эвтектики α и β

Билет15

1.3 Аннотация изделия.

Данное изделие, подсвечник, выполнено в стиле японского фольклора. Главная особенность японского фольклора это пренебрежение внешними эффектами в пользу внутренних ощущений. Стиль отличается лаконичностью, минимализмом, простотой и продуманностью формы. Каждый элемент изделия должен служить общей цели - способствовать умиротворению, созерцанию и просветлению. Данное изделие отражает суть японской философии, обладает лаконичностью формы, характерным растительным узором (ветви сакуры), симметричностью, гармонией и чувством меры. Метод гальванопластики позволяет изготовить изделие сложной и обьёмной формы, при этом обладающих низкой массой. Он дает такие возможности дизайна при умеренных расходах, которые не в состоянии дать ни одна из технологий.

  2.1 Гальванопластика - электрохимический способ изготовления разнообразных изделий, в процессе которого выделяющийся при электролизе металл достигает значительных толщин при воспроизведении формы поверхности, на которую осаждается. Гальванопластика применяется для получения точных копий поверхностей сложного и точного рельефа, скульптуры, моделей, ювелирных изделий, а также для изготовления полых и сплошных изделий любой конфигурации и для металлизации различных непроводящих материалов. Последующее нанесение гальванических декоративных покрытий позволяет изменить цвет поверхности изделия, или как в данном случае формировать узор.

Выбор основных и вспомогательных материалов.

В гальванопластике обычно пользуются покрытиями Cu,Ni,Fe,Ag и значительно реже другими металлами. Для данного изделия выбираем для слоя затяжки медь, для основного слоя серебро, т.к. оно обладает отличными декоративными свойствами. Покрытия из серебра и золота не включают вредные примеси и не вызывают аллергических реакций у людей в процессе эксплуатации.

В качестве материала для моделей используем термопласт (в гранулах). Он легко осуществляют переход в текучее состояние, что позволяет отливать мастер модели. Пресс-форму необходимо изготовить из алюминия. В связи с тем, что годовой выпуск составляет 1000 штук, нецелесообразно покупать станок с ЧПУ, поэтому пресс-форму заказываем на другом предприятии.

Для данного изделия токопроводящий слой получен методом нанесения суспензии графита: графит рекомендуется наносить на разведенном клее БФ-2 или БФ-4. Для этого клей разжижают спиртом. Состав должен содержать 25% клея и 75% спирта. Соотношение клея и графита следующее: 1 весовая часть графита и 2—3 весовые части клея.

Сначала проводят затяжку первого тонкого слоя. Затем – наращивание основного слоя металла.

Затяжку производят при низких плотностях тока, что обеспечивает эластичность осаждаемого металла. Затяжку осуществляют в разбавленных сернокислых электролитах меднения.

Состав электролита затяжки:

Медь сернокислая 140 г/л,

Кислота серная, 15 г/л,

Спирт этиловый 30 мл/л,

T= 18-25

Время процесса, 30 мин

Выбор электролита основного серебрения

Компоненты и режимы	Цианистый	Синеродистороданистый	Пирофосфатный
AgNO3	30-65
KCN	40-85
KNO3	70-120
K2CO3	20-80
металлический Ag(в виде AgNO3)	25-30	25-30
KCNS		120-150
K2CO3		25-30
K4Fe(CN)6		50-80
Ag			6-7
K4P2O7			100
tэ	20-25	18-50	20
ik	2	1-1,5	0,6

Для основного серебрения выбираем синеродистороданистый электролит, т.к. основной слой осаждается при высокой плотности тока, интенсивном перемешивании, температуре, и в отличии от цианистого он не так вреден.

Вспомогательными материалами также являются электролиты для нанесения декоративного покрытия (золочения). В качестве покрытия выбираем электролит золочения с оптимальными характеристиками. Покрытие получаются блестящим непосредственно в ванне, что значительно ускоряет завершение отделочных операций при выпуске ювелирных изделий, уменьшая долю ручного труда в производстве.

№	Технологическая операция	Оборудование, инструменты	Примечания
1	Подготовить эскиз, чертежи данного изделия	Бумага, карандаш, чертежные принадлежности.	Спец. Литература
2	Изготовление моделей изделия	термопластавтомат TYD-35T-S, алюминиевая прессформа, термопласт гранулы.	Алюминиевую прессформу изготавливаем на станке с ЧПУ у сторонней организации
3	Доработка изделия (при необходимости)	Скальпель, растворитель	Обрезка облоя, удаление пузырей, корректировка незначительных искажений формы
4	ОТК	Лампа (мощность 300 люкс), лупа х6	Осмотр пластиковых моделей на наличие дефектов (недоливы, облой, пузыри)
5	Монтаж на подвесочное приспособление	Стол, резиновые перчатки	Монтирование на подвес (с целью избежания последующего контакта с обезжиренным изделием и нарушением сплошности токопроводящего слоя)
6	Обезжиривание модели изделия.	Резиновые перчатки, емкость со спиртом для обезжиривания	Спиртовой раствор
7	Промывка	Проточная вода, ванна	T=18-20 C
8	Сушка	Сушильный шкаф	Т=30 C в течении 5мин.
9	Нанесение токопроводящего слоя	Ёмкость с суспензией графита, колонковые кисточки №6-14, резиновые перчатки	Смесь графита с клеем БФ2, клей разжижаем спиртом (25% клей и 75% спирт). Соотношение клея и графита 2:1 по весу.
10	Сушка	Сушильный шкаф	Т=30 C в течении 5мин.
11	Визуальный контроль качества	Графит должен быть равномерно нанесен по всей поверхности модели. Проверить с помощью тестера.
12	Загрузка в ванну	Ванна гальваническая, стационарная (полипропилен), изделия на подвесочном устройстве
13	Затяжка предварительным слоем	Ванна гальваническая, стационарная (полипропилен), электролит	Медь сернокислая 140 г/л, Кислота серная, 15 г/л, Спирт этиловый 30 мл/л, T= 18-25^оС ik = 0,1 A/дм^2 Время процесса, 30 мин
14	Промывка	Проточная вода, ванна	T=18-20 C
15	сушка	Сушильный шкаф	Т=40с в течение 5мин
16	Визуальный контроль качества	Сплошность покрытия модели изделия металлом.
17	Наращивание основного слоя	Ванна гальваническая, стационарная (полипропилен), электролит	AgNO3(в пересч. на Ме) 30 г/л, K4Fe(CN)6 80 г/л, K2СО3 30 г/л, KCNS 150 г/л tэ=18-30^оС ik =1,5 A/дм^2
18	Промывка	Проточная вода, ванна	T=18-20 C
19	Сушка	Сушильный шкаф	Т=60 C в течение 5 мин
20	Визуальный контроль качества	Покрытие должно быть ровным и четко повторять рельеф модели, на которую производится осаждение металла.
21	Обезжиривание	ванна	Раствор МС8
22	Промывка	Ванна для промывки	Проточная вода
23	Сушка	Сушильный шкаф	40-50°C 5 мин
24	ЭХП	Ванна стационарная (полипропилен)	Сульфиаминовая кислота 60-170г\л Винильная кислота 85 г\л H2SO4 5-15г\л i=0,5-3A/дм^2. t=75^oC
25	Струйная промывка	Ванна, проточная вода	T=18-20 C
26	сушка	Сушильный шкаф	Т=60 C в течение 5 мин
27	Визуальный контроль качества	Контролируем качество гальванического покрытия по их внешнему виду, толщине, сплошности.
28	Нанесение защитной пленки	Кисточка, тампон, перчатки	лак Heimerle Meule (Red)
29	Декопирование	Ванна	10% р-р H2SO4
30	промывка	ванна	вода
31	Сушка	Сушильный шкаф	T=60-80С 5мин.
32	золочение	Ванна гальваническая, стационарная (полипропилен)	Калий дицианаурат 5-25 Комплексное соединение кобальта и никеля 20- 30 t= 15-35^oC время 30 минут
33	промывка	3 Ванны улавливания	Дистиллированная вода
34	Сушка	Сушильный шкаф	T=60-80С 5мин.
35	Снятие защитного покрытия		Ацетон
36	Промывка	Ванна для промывки	Проточная вода
37	Сушка	Сушильный шкаф	T=60-80С 5мин.
38	демонтаж	стол
39	ОТК	Лампа (мощность 300 люкс), лупа х6	Контролируем качество золотых покрытий по их внешнему виду, толщине, сплошности.
40	Упаковка Взвешивание. заполнение бирки, крепление бирок к изделию.	Весы HR-200, ручка, пломбы, нитки, пломбиратор, полиэтиленовые пакеты

2.4Требования, предъявляемые к электролитам: Основными требованиями к электролитам в гальванопластике являются заданные физико-химические и механические свойства осадков, высокая скорость осаждения металла, равномерное распределение металла по поверхности катода, стабильность электролита. Практически трудно найти электролит, который отвечал бы всем указанным требованиям, поэтому выбор электролита осуществляют с учетом лишь основных особенностей процесса.

Состав электролита (г/л): серебро азотнокислое (в пересчете на металл) 25-30, железистосинеродистый калий (желтая кровяная соль-K4Fe(CN)6) 50-80, поташ (К₂СО₃) 25-30, роданистый калий (KCNS) 120-150. Для больших производственных объемов (ванна серебрения 150-350 л) электролит можно приготовить в пищеварочном котле из нержавейки с нижним выпуском готового продукта или в эмалированной мешалке с нагревом. Котел (мешалка) устанавливается в комнате с желто-оранжевым освещением. В котел наливается примерно 2/3 от рассчитанного объема деионизованной воды. Последовательно загружаются рассчетные количества азотнокислого серебра, железистосинеродистого калия и поташа (каждый компонент загружается только после полного растворения предыдущего компонента). Затем добавляют оставшейся объем воды, раствор доводят до кипения и кипятят не менее 5-6 часов. Затем дают раствору остыть до комнатной температуры и фильтруют его в промежуточную ванну, изготовленную из полипропилена. Фильтр предствляет собой деревянную (не из смолистых пород дерева) раму с натянутой чистой фильтрующей тканью (сложенный вдвое батист). Рама устанавливается сверху на ванну. По окончанию фильтрации осадок гидроксида железа обязательно проверяется на присутствие серебра пробой с 10%-м раствором хлорида калия. Если реакция на ион серебра положительная, осадок нужно дополнительно промыть небольшим количеством деионизованной воды комнатной температуры. Далее в фильтрат вводят раствор роданида калия. Соотношение площадей анод: катод = 2:1 или 1:1. Соотношение площадей и концентрация роданида калия влияют на пассивацию анодов. В качестве анодов применяют серебро или графит (в чехлах). Рабочий режим: температура 18-50 ^оС (обычно 35-45 ^оС), плотность тока от 1 до 1,5 А/дм². Покрытие матовое. Загрузка деталей только под током. Электролит обладает невысокой рассеивающей способностью - меньше 30% и очень чувствителен к посторонним примесям, особенно к нитрат-иону. Осажденное серебряное покрытие полируем электро-химическим методом.

2.5.Цветные декоративные покрытия золотом.

Комбинация возможных золотых гальванических покрытий и получение возможных сплавов золота за счет легирования его другими металлами значительно расширяет возможности применения декоративной отделки. Золотые покрытия, осажденные из электролитов золочения без добавок, окрашены в различные оттенки желтого цвета: от золотисто-желтого, до темно-желтого. Получение однотонного покрытия из электролита одного итого же состава довольно сложно и требует строгой фиксации технологических параметров: состава электролита, температуры, плотности тока, выхода по току, время осаждения и др. При введении легирующих металлов цветовая гамма покрытий значительно расширяется. Для нанесения сплавов применяют те же электролиты, что и для осаждения золота.

Красные тона золотых покрытий получают введением в электролит добавки медной цианистой соли в кол-ве 0,1-0,5 г/л в пересчете на металл в зависимости от необходимого оттенка. По другому способу вводят уксусно-кислую соль меди 0,5 г/л также возможно использование растворимых анодов из меди или сплава Au-Cu.

Зеленые тона покрытий получают введением в цианистый электролит примесей для желто-оранжевого золочения цианистой соли Ag. Зеленую позолоту также получают заменой на продолжительное время золотого растворимого анода серебряным. Наибольшие интенсивные тона зеленой позолоты получают в электролитах с солями мышьяка или углекислого Pb. Tемный и интенсивный цвет - при введение окиси кадмия 0,5 г/л, T=60 градусов, iк=0,1-0,4 А/дм². Для получения цвета старого или черного золота в электролит для оранжево желтого золочения вводят 0,2-0,3 г/л углекислого никеля, золочение ведут с угольным анодом. Для получения розового золота исп электролит следу. состава(г/л): Цианистое золото в пересчете на металл-4,цианистая медь-0,5, NaCN-8, железосинеродистый калий-90, углекислый калий15, iк=0,3-0,5 А/дм², Т=60-80 градусов. Для получения белого золота в электролит вводят 4-5 г/л Ni(CN) ₂ или двойной цианид Ag, Sn, Cn. Получение оттенков золота возможно заменой на последней стадии гальванозолочения растворимых анодов. Пр. для получения красного золота, вместо золотых анодов в электролит помещают медные.

Билет16