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各种纪念章、奖章的装饰工艺

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-04  浏览次数:993

(一)概述

   纪念章、奖章的制作过去都是采用金或银等贵金属材料,这是由于贵金属是稀有、贵重的,可显示出它的高贵,但随着科学技术的进步及人民生活水平的不断提高,以及各类社会、文化、体育活动的急速增加,纪念章、奖章制作及利用的范围扩大了,单靠用金、银等贵金属制品已不能满足社会的需求。因此,在许多情况下,这些物品大多采用铝质或钢质基材,然后进行镀金、镀银,或者简单进行表面着色处理。由于科学技术水平的日益提高,这些制品的质量及外观也得到不断提高,有些几乎可以达到以假乱真的程度,深受人们的喜爱,而且制作工艺简单、操作容易,成本低,得到广泛的应用。特别是在20世纪六七十年代更是得到大规模的发展与制作。

(二)铝质纪念章、奖章的装饰工艺

1.工艺流程

   薄铝板→冲模成型→化学除油→清洗→电解抛光→清洗→化学氧化(或电解氧化)→清洗→化学着色→清洗→干燥→配色→千燥→成本。

  2。具体操作步骤

  (1)冲模成型 将薄铝板(厚度根据需要而定)用冲床在阴阳模具中冲压出纪念章的毛坯,然后检查压出的表面质量,将有缺陷、不合格的排出,并将纪念章周围的毛刺去除,成为合格的坯件。

(2)化学除油 坯件在机械冲压过程中沾有油污,所以人要进行彻底除油。除油使用碱液除油,其溶液配方及工艺条件如下:

碳酸钠(No2C03)

40~50g/L

硅酸钠(NazSi03)

20~30g/L

磷酸钠(Na3P04·12H20)

40~50g/L

溶液温度

60~70℃

处理时间

至油除干净

 

 

除油干净后要先用热水洗,再用冷水洗,直至表面干净为止。然后用合适的铝线通过纪念章背面的扣针孔将纪念章串起排成行装在挂具上,操作时要戴胶手套,避免手印沾在制件表面。

   (3)电解抛光 为了使纪念章表面光亮耀目,必须要进行电解抛光。电解抛光一般采用磷酸基的电抛光液。其溶液配方及工艺条件如下:

磷酸(H3P04)

55%~60%

溶液温度

75~85℃

硫酸(H2S04)

13%~l5%

阳极电流密度

15~20A/dm2

铬酐(Cr03)

8%~l0%

阴极材料

铅或不锈钢

硝酸(HN03)

15%~25%

抛光时间

4~9min

抛光至光亮面后,清洗干净风干,然后从挂具上卸下(戴手套操作),准备化学染色。

   (4)化学氧化及着色 铝化学氧化溶液的配方及方法有很多种,有铬酸盐氧化法、碱性铬酸盐氧化法及磷酸盐一铬酸盐法等,主要根据颜色的需要而定,一般的纪念章多以金黄色为底色。氧化溶液的配方及工艺条件如下:

无水碳酸钠(Na2C03)

45~55g/L

溶液温度

80~100℃

铬酸钠(Na2Cr04)

10~20g/L

氧化时间

l0~20min

氢氧化钠(NaOH)

20~30g/L

 

 

   氧化后立即进行清洗,干净后放入20~239/L的铬酸溶液中室温下浸泡处理5~20s,然后清洗、干燥,即得到金黄色的钝化膜。

   (5)阳极氧化及染色除了上述用化学氧化着色外,也可以采用先进行阳极氧化、然后再染金黄色。阳极氧化溶液的配方及工艺

条件如下:

硫酸(H2S04)

180~220g/L

槽电压

15~20V

溶液温度

l5~25℃

阳极电流密度

0.8~1.5A/din2

阴极材料

铅或石墨板

处理时间

20~30mln

阳极氧化后,要用冷水冲洗干净(不能用热水),并进行化学着色。着色溶液的配方及工艺条件如下:

茜素黄

0.3~0.8g/L

溶液温度

50~65℃

茜素红

0.2~O.5g/L

浸泡时间

l~3min

溶液pH

4.5~5.5

 

 

   茜素黄及茜素红分别要用热蒸馏水溶解,然后将两种溶液混合,并充分搅拌至均匀为止。再用醋酸或氨水溶液调整溶液的pH值至规定的范围,并且边调试溶液边试染颜色,直至满意为止,再进行正式操作。

  3.干燥及修饰

  无论是用化学氧化或阳极氧化着色后所得的纪念章经清洗并干燥后,即可得到金光闪闪的像章。如果只需要单色的产品,则已完成操作。如果需要多色衬托时,可以用各种颜色的漆料,稀释到一定的程度后,用针筒把色漆注涂到像章表面的各部位。如图7—1所示。图7-1纪念章图像为以人物头像为主的纪念章。如果人物为领袖或著名人物,则头像显金色,周围可以涂红色涂料,则突出人物的辉煌与伟大。若头像为著名的运动员,则周围可以涂上蓝色或浅蓝色涂料等。可以根据设计的需要在金黄的底色上配以各种颜色的涂料,这样可以把人物衬托得更加突出,并显得多姿多彩。

   经过颜色涂料的修饰后,要放在烘箱内烘干,然后经过检查,合格成为产品。

(三)钢质纪念章的装饰工艺

1.工艺流程

   薄钢板→冲压成型→除油→热水洗→水洗→酸浸蚀→水洗→化学抛光→水洗→弱浸蚀→水洗→镀光亮镍→水洗→活化→水洗→仿金浸镀→水洗→钝化→水洗→干燥封闭。

   2.具体操作步骤

   (1)冲压成型用阴阳模具在冲床上将薄钢板冲压出纪念章的毛坯。经过肉眼检查把有缺陷、不合格的挑出来,并把边上的毛刺修整光滑。

   (2)化学除油 钢铁的化学除油主要用碱法,其溶液配方及工艺条件如下:

氢氧化钠(NaOH)

10~15g/L

硅酸钠(Na2Si03)

5~10g/L

碳酸钠(Na2C03)

20~30g/L

溶液温度

80~90℃

磷酸钠(Na3P04·12H20)

50~70g/L

处理时间

油除尽为止

   (3)酸浸蚀 酸浸蚀主要是除去表面的浮锈及氧化膜,其溶液配方及工艺条件如下:

硫酸(H2S04)       600~800g/L   溶液温度                   40~50℃

盐酸(HCl)           5~15g/L    浸泡时间                    5~15s

硝酸(HNOa)        400~600g/L

   (4)化学抛光化学抛光可采用电镀普遍采用的万能抛光液,也可以用其他方法。化学抛光溶液的配方及工艺条件如下:

磷酸(H3P04,p=1.7g/mL)

60%

铬酐(Cr03)

5~l0g/L

硫酸(H2S04,P=1.84g/mL)

30%o

抛光温度

ll0~140℃

硝酸(HN03,P=1.4g/ml。)

10%

时间

抛至光亮即可

(5)酸弱浸蚀 酸弱浸蚀主要是在抛光后及光亮镀镍前进行,目的是进一步清理钢铁表面残留的氧化物或吸附在上面的污物,并腐蚀以活化和暴露出基体材料的表面结构。弱腐蚀之后因为表面已被活化并暴露出新的晶面,所以不宜在空气中停留,要马上进入镀槽电镀或其他后续处理。钢铁件的弱腐蚀在电镀中多用较稀的10%~l5%的硫酸,也可用l0%盐酸弱浸蚀。

(6)镀光亮镍 电镀光亮镍的溶液配方及工艺条件如下:

硫酸镍(NiS04·7H20)

200~300g/L

光亮剂

适量

溶液pH

4.2~5.0

氯化镍(NiCl2·6H20)

30~50g/L

镀液温度

45~60℃

硼酸(H3803)

30~40h/L

电流密度

0.5~2.5A/dm2

 

 

3.浸镀着金色

  (1)浸镀浸镀是化学镀的一种,但不是靠还原剂进行反应而施镀,而是靠两种不同金属的电位差产生的电动势驱动的置换反应。浸镀设备少,操作简单,效率较高,分散能力及深镀能力强,镀层色调较均匀,生产成本较低,如能很好控制反应速度,可以获得光亮细致而且结合力优良的镀层。但如果反应速度太快,并控制不好,得到的镀层则为粗糙、疏松、多孔且结合力不好的镀层。浸渍镀仿金层的溶液配方及工艺条件如下:

硫酸亚锡(SnS04)

0.27~0.32mol/L

含氟系阴离子的酸

0.30~0.40mol/L

羧酸

0.O6~O.10mol/L

硫酸铜

0.005~0.008mol/L

溶液温度(CuS04.H20)

20~30℃

浸渍时间

10~15min

   (2)浸镀后的处理仿金浸渍镀后,必须经过严格的水洗、钝化或浸涂透明有机涂料,才能使其保持仿金的色泽不变,耐磨性及耐蚀性大大提高。钝化处理方法有重铬酸钾法和BTA钝化法。BTA钝化法在防止仿金层的变色让优于重铬酸钾法。钝化使用的水应为蒸馏水或去离子水,不能含有任何杂质。钝化溶液的配方及工艺条件可参照第五章中的仿金镀部分。

   (3)仿金浸镀后的修饰钢质纪念章经上述的仿金浸渍镀及镀后的钝化处理以后,如果产品只需要单一仿金色泽的,则钝化后可浸涂或喷涂一薄层优质的透明涂料,并经烘干,即成产品如果需要多种颜色衬托时,可用医用针筒注涂各种色泽的涂料,然后烘干,经检验合格即可。

   4.仿金浸渍镀层常见故障及处理

   仿金镀层常见事故分析及解决方法见表7—1。

表7-1 仿金镀层的故障及处理

 镀层缺陷

   原因分析

   解决方法

镀层色泽偏红

镀层颜色灰白

镀件色泽不均匀

镀层表面有雾状

镀层镀后变暗

可能温度太高

锡含量过大

添加剂量不足

底层不良,镀前处理质量不好

清洗不彻底,表面残留有镀液

控制温度

调整镀液锡含量

调整镀液的添加剂含量

注意浸镀前处理,保证质量及镀镍质量

加强清洗,彻底洗干净

(四)钢质纪念章镀金工艺

1.工艺流程

   对一些较高档次的纪念章、奖章,可以镀上一层薄的真金,以表示其重要的价值及意义。镀金的工艺流程如下:薄钢板→冲压成型→除油→热水洗→水洗→酸浸蚀→水洗→化学抛光→水洗→弱浸蚀→水洗→预镀镍→水洗→活化→水洗→镀光亮铜→水洗→镀光亮镍→水洗→纯水洗→镀金→水洗→纯水洗→干燥→成品。

  2.具体操作步骤

  (1)预镀镍之前的表面处理预镀镍之前的表面处理,如修整工件、除油、水洗、抛光、弱浸蚀等的有关溶液配方、工艺、操作方法按上述的仿金镀处理。

   (2)预镀镍预镀镍可采用常用的瓦特型镀液,其溶液配方及工艺条件如下:

硫酸镍(NiS04·6H20)

150~400g/L

溶液pH

3.0~5.0

溶液温度

25~65℃

氯化钠(NaCl)

10~40g/L

电流密度

0.5~10A/dm2

硼酸(H3BO3)

15~50g/L

搅拌方式

阴极移动

 

 

(3)镀光亮铜 目前电镀生产中,采用安美特光亮电镀工艺

这种工艺使用的电流密度范围宽,整平的能力强,能达到镜面般的光亮。其镀铜的溶液配方及工艺条件如下:

硫酸铜(CuS04·6H2O)

200~240g/L

光亮剂

80.5mL/L

溶液温度

20~30"C

硫酸(H2S04)

30~38mL/L

阴极电流密度

3~5A/dm2

氯离子

60~100mg/L

阳极电流密度

0.5~2.5A/dm2

开缸剂

10mL/L

搅拌方式

阴极移动

填平剂A

0.5mL/L

(4)镀光亮镍安美特镀光亮镍的溶液配方及工艺条件如下:

硫酸镍(NiS04·6H2O)

250~290g/L

Y-19

1.5mL/L

氯化镍(NiCl2·7H2O)

50~70g/L

镀液温度

55~65℃

硼酸(H3B03)

40~50g/L

镀液pH

3.5~4.5

SM-A

1mL/L

阴极电流密度

3~10A/dm2

SA-13mL/L

搅拌方式

阴极移动

A-510mL/L

(5)镀金工艺镀金可采用氰化物镀金工艺,也可以采用PENC公司22~23KT镀金工艺。氰化物镀金溶液的配方及工艺条件如下:

金氰化钾[KAu(CN)2]

26~23.5g/L

磷酸氢二钾(K2HP04)

0~45g/L

含金属金

4~16g/L

氢氧化钾(KOH)

10~30g/L

氰化钾(KCN)

15~90g/L

镀液温度

l5~35℃

碳酸钾(K2C03)

0~30g/L

阴极电流密度

0.3~1.5A/dm2

金很容易在氰化物中溶解而形成络合物。这些络合物所形成的镀液可以很方便地达到一般电镀的要求,而且络合物的结构很适应获得优良的电沉积镀层,但是不足以防止电位较负的如铁之类的金属在溶液内发生置换反应,所以钢铁基材镀金时都要先打底,也就是先镀铜或镍或镀铜、镍等多重底层,以保证镀金的质量。

 

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