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手表用真空镀玫瑰金色镀层性能研究

2019-07-15王巍刘海华宋鹏涛郭新刚龚翔

科技创新与应用 2019年12期
关键词:腐蚀手表

王巍 刘海华 宋鹏涛 郭新刚 龚翔

摘要:文章对真空镀玫瑰金色镀层——RG、4N和5N性能进行了对比研究。研究结果表明,5N玫瑰金镀层的颜色与底层雷玫瑰金TiCN镀层的颜色色差最小,经48h耐磨试验后,5N玫瑰金样品的色差最小,因此其佩戴耐久性能最好。

关键词:手表;真空镀;玫瑰金;耐磨;氧化;腐蚀

中图分类号:TH714 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)12-0043-03

1实验方法

1.1镀层颜色检测方法

分光测色法:在标准光源D65的灯光下,用肉眼观察样品镀层颜色,再采用分光测色计(仪)对(常规(RG)、4N和5N)玫瑰金色板进行颜色L*、a*、b*值的测定,以样品镀层颜色进行量化。

1.2镀层厚度检测方法

依据国际标准ISO-3497中规定的金属覆盖层厚度的x射线光谱分析测量法,采用Fischerscope X-ray XULMXYm镀层测厚仪对样品镀层进行无损测试。

1.3耐磨性能测试方法

依据国际标准ISO 23160:2011中规定的表壳体及其附件一金合金覆盖层的抗磨损试验方法翻,对镀层的耐磨性能进行测试,试验时间为48h。

1.4耐腐蚀性能测试方法——人工汗试验

依据国际标准ISO-3160-2中规定的表壳体及其附件一金合金覆盖层的耐腐蚀性能的测定方法——人工汗试验,对镀层的耐腐蚀性能进行人工汗测试试验,试验时间为48h。

2实验仪器及试剂

标准光源对色箱;CM-700d分光测色仪;FischerscopeX-ray XULM XYm镀层测厚仪;HK-D58精密高温烘箱;振动研磨机。

3试验步骤

3.1分光测色法

(1)检测条件:CM-700d型(日本柯尼卡美能达)分光测色仪;厂家提供的1cmx2cm PVD镀测色样片。

(2)试验步骤:采用CM-700d型分光测色仪(日本柯尼卡美能达)测出生产厂家提供的与试样在相同条件下制备的lcmx2cm的PVD(真空镀)测色(常规(RG)、4N和5N)样片涂镀层颜色的L*、a*、b*值,并与瑞士钟表行业(NIHS)标准要求的玫瑰金色标准色片的颜色的L*、a*、b*值比较。

3.2镀层厚度检测方法

采用Fischerseope X-ray XULM XYm镀层测厚仪对(常规(RG)、4N和5N)样品镀层进行无损测试,测试有效区域面积大于或等于1mm2

3.3耐磨性能测试方法

依据ISO 23 160:2011 Watch-cases and accessories-Tests of the resistance to wear,scratching and impacts,采用振動研磨试验法测定膜层耐磨性。研磨陶瓷颗粒的硬度为(1320±25)HV,密度为2.56g/cm3,化学组成为:A12O345%,SiO2 43%,C10%,其尺寸及形状如图1所示。

将试样放入预先装有2L研磨陶瓷颗粒、400mL水和12mL表面活性剂的UB-5L振动研磨机(东莞启隆)内,在50Hz下进行振动研磨试验;试验后,超声清洗10min,再用清水冲洗,放入HK-D58型精密高温烘箱(东莞华凯)中,(40±2)°C干燥0.5h后,观察镀层是否磨损、变色,有无明显划伤等现象。

3.4耐腐蚀性能测试方法——人工汗试验

依据ISO 3160-2:2003 Watch-cases and accessories-Cold alloy coverings-Part 2:Determination of fineness,thickness,corrosion resistance and adhesion,对试样进行48h人工汗腐蚀试验,试验结束后用清水将试样表面冲洗干净,观察试样的腐蚀情况。

人工汗液组成为:NaCl 20.00g/L,NH4CI17.50g/L,NH2CONH2 5.00g/L,CH3COOH 2.50g/L,CH3CH(OH)COOH15.00g/L,pH4.7。

具体步骤为:在500mL烧杯内盛入深度大约为10mm(约100ml)的人工汗液,将试样悬挂在距液面和器壁约30mm的玻璃钩上,用保鲜膜将烧杯口密封起来;将装有人工汗液及试样的烧杯放入(40±2)°C的精密高温烘箱中恒温放置48h后,取出试样,观察试样的腐蚀情况及膜层颜色变化情况。

4结果与讨论

4.1镀层颜色

在标准光源D65的灯光下,用肉眼观察常规(RG)、4N和5N玫瑰金表壳体镀层颜色,并与金曜来提供的标准(常规(RG)、4N和5N)玫瑰金色板进行对照比色,比对结果表明常规(RC)、4N和5N玫瑰金表壳体镀层颜色分别与金曜来提供的标准常规(RG)、4N和5N玫瑰金色板颜色一致。

常规(RG)、4N和5N玫瑰金镀层颜色的L*、a*、b*值与TiCN镀层颜色的L*、a*、b*值的差值如表2所示,5N玫瑰金镀层颜色的a*值与TiCN镀层颜色的a*值的差值最小,即红色色差最小;4N玫瑰金镀层颜色的b*值与TiCN镀层颜色的b*值的差值最小,即黄色色差最小;在视觉上,5N玫瑰金镀层颜色与TiCN镀层颜色的色差最小。

4.2镀层厚度

采用Fischerscope X-ray XULM XYm镀层测厚仪对样品镀层进行无损测试结果见表3,三件样品的玫瑰金镀层的厚度均约为0.12um,中间的TiCN镀层的厚度均约为0.76um,且镀层均一性较好,与手表行业A级标准要求一致。

4.3耐磨性能

样品分别经2h耐磨试验后,常规(RG)玫瑰金镀层颜色基本已失去原有的粉红色且亮度变暗,4N和5N玫瑰金镀层颜色变浅,亮度变暗;样品分别经4h耐磨试验后,常规(RG)玫瑰金镀层颜色已失去原有的粉红色且亮度变暗,色泽偏白,4N玫瑰金镀层颜色进一步变浅,5N玫瑰金镀层颜色无进一步变浅;样品分别经6h耐磨试验后,常规(RG)玫瑰金镀层颜色已失去原有的粉红色且亮度变暗,与底层TiCN层颜色接近,4N玫瑰金镀层颜色进一步变浅变暗,5N玫瑰金镀层颜色无进一步变浅,但色泽进一步变暗;样品分别经8h耐磨试验后,常规(RG)玫瑰金镀层颜色已失去原有的粉红色且亮度变暗,与底层TiCN层颜色基本一致,4N玫瑰金镀层颜色进一步变浅,与试验前有一定的色差,5N玫瑰金镀层颜色变暗,但与耐磨实验前的色差较小;样品分别经24h和48h耐磨试验后,样品镀层颜色均与底层TiCN层颜色一致,玫瑰金镀层的厚度均保持在0.02~0.03um。如表4所示,常规(RG)、4N和5N玫瑰金镀层的耐磨性能基本一致,均不耐磨,但因5N玫瑰金镀层的颜色与底层TiCN镀层的颜色色差较小,经48h耐磨试验后,5N玫瑰金样品的色差最小。

4.4耐腐蚀性能

样品分别经48h人工汗试验后,样品表面均无锈蚀、盐析等不良现象,耐人工汗腐蚀性能均合格。

5结论

常规(RG)、4N和5N玫瑰金镀层性能对比研究结果为:

(1)镀层颜色:常规(RG)玫瑰金镀层颜色为粉红色,与底层TiCN镀层颜色色差明显;4N玫瑰金镀层颜色为黄红色,较2N18金色偏红,与底层TiCN镀层颜色有一定的色差;5N玫瑰金镀层颜色为粉红偏黄色,与底层TiCN镀层颜色色差最小;

(2)镀层厚度:玫瑰金镀层厚度均约为0.12um,底层TiCN镀层的厚度均约为0.76um,均符合手表行业A级标准;

(3)耐磨性能:耐磨性能基本一致,均不耐磨,但因5N玫瑰金镀层的颜色与底层TiCN镀层的颜色色差较小,经48h耐磨试验后,5N玫瑰金样品的色差最小;

(4)耐蚀性能:48h人工汗合格。

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