專利名稱：生產(chǎn)貴重金屬空心電鑄產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種把金、銀、鉑，或金、銀、鉑的合金，或其它這類貴重金屬，生產(chǎn)成一種與母模精密一致的空心電鑄產(chǎn)品的方法。
日本專利公開第5-214578號教授了如何生產(chǎn)一種鉑的空心電鑄產(chǎn)品在由蠟制作的母模外表面上涂一層導(dǎo)電涂料；把一種銅電鑄溶液加到導(dǎo)電涂層的外表面上，以形成一個50μm厚的銅電鑄層；在銅電鑄層的外表面上鍍一層1μm厚的金；把產(chǎn)物加熱，以熔化蠟?zāi)改＃沂瓜灹鞯姐~電鑄層的外面；在鍍金層的外表面上用鉑電鑄溶液形成一個100μm厚的鉑電鑄層；并且用硝酸溶解銅電鑄層。
因為這種先有工藝生產(chǎn)方法需要在母模的外表面上形成銅電鑄層，在銅電鑄層的外表面上鍍金，且預(yù)定鉑電鑄層從而在鍍金層的表面上形成最終產(chǎn)品；所以在母模表面上由精細(xì)凸凹處形成的圖案是難以在鉑電鑄層再現(xiàn)的。因此，所得產(chǎn)品價值不大。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種生產(chǎn)貴重金屬的空心電鑄產(chǎn)品的方法，該產(chǎn)品與其母模外表面精密地一致。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種生產(chǎn)高純貴重金屬的空心電鑄產(chǎn)品的方法，該產(chǎn)品具有均勻的厚度。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)貴重金屬的空心電鑄產(chǎn)品的方法，它包括下列步驟在由低熔點(diǎn)材料或可溶于化學(xué)品的化學(xué)可溶性材料制成的母模的外表面上，形成一個可溶于無機(jī)酸的溶性金屬的電鑄層；熔化或溶解母模，并把它從溶性金屬電鑄層內(nèi)側(cè)移走；在留下的溶性金屬電鑄層的表面上涂一個掩膜(masking)層；在溶性金屬電鑄層的內(nèi)表面上形成一個貴重金屬電鑄層；剝離該掩膜層；并且用無機(jī)酸溶解該溶性金屬電鑄層。
按照本發(fā)明的一種優(yōu)選情況，可保證制成一個厚度均勻的最終貴重金屬電鑄層，其方法是按需要，把一個由低熔點(diǎn)材料制成的母模預(yù)先分成多個母模塊，或把一個溶性金屬電鑄層分成多個溶性金屬電鑄層片以此形成多個貴重金屬電鑄層片；剝離該掩膜層；溶解該溶性金屬電鑄層；并且連接諸貴重金屬電鑄層片以使其與母模一致。
按照本發(fā)明的另一種優(yōu)選情況，在溶性金屬電鑄層的內(nèi)表面上制成貴重金屬電鑄層，其方法是把一個鉑陽極插入溶性金屬電鑄層里；并且在鉑陽極與用作陰極的溶性金屬電鑄層之間通以電流，以便借助貴重金屬電鑄溶液在溶性金屬電鑄層的內(nèi)表面上形成一個貴重金屬電鑄層。
在本發(fā)明中，當(dāng)如上所述在母模的外表面上形成一個可溶于無機(jī)酸的銅或其他金屬的溶性金屬電鑄層時，溶性金屬電鑄層的內(nèi)表面精密地與母模的外表面一致；并且因為在溶性金屬電鑄層的內(nèi)表面上電沉積一個貴重金屬層，故它是按照母模精確地生成的。
當(dāng)最終貴重金屬電鑄層難以形成均勻厚度時，就在把母?；蛉苄越饘匐婅T層細(xì)分以后再形成它，借此形成均勻的厚度。此外，因為在形成貴重金屬電鑄層時用鉑作陽極可防止在電鑄層上沉積鉑，所以能夠保持貴金屬的高純度。
從下面參照附圖給出的本發(fā)明描述中，本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員可清楚地看出本發(fā)明的上述和其他目的、典型特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是一個表示在母模外表面上形成的溶性金屬電鑄層的剖面圖。
圖2是一個表示圖1的電鑄層在它的內(nèi)表面去掉了母模且在它的外表面涂上了一個掩膜層之后的剖面圖。
圖3是一個表示圖2的電鑄層在它的內(nèi)表面上形成了一個貴重金屬電鑄層時的剖面圖。
圖4是一個表示圖3的貴重金屬電鑄層去除了掩膜層和金屬電鑄層時的斷面圖。
圖5(a)是一個說明圖，說明怎樣使用一個用作陽極的鉑管，以便在一個溶性金屬電鑄層的內(nèi)側(cè)電沉積一個貴重金屬層；該電鑄層在它的外表面涂有一個掩膜層，且浸在貴重金屬電鑄溶液中。
圖5(b)是一個說明圖，說明怎樣使用一個鉑陽極和一個注入管，以便在一個溶性金屬電鑄層的內(nèi)側(cè)電沉積一個貴重金屬層；該電鑄層在它的外表面涂有一個掩膜層，且浸在貴重金屬電鑄溶液中。
圖6(a)是一個說明圖，說明怎樣在一個其外表面涂有掩膜層的溶性金屬電鑄層的內(nèi)側(cè)來電沉積一個貴重金屬層，其方法是，把一個兼作陽極的鉑管朝上插入到溶性金屬電鑄層的空心內(nèi)部，并且從管中噴射一種貴重金屬電鑄溶液。
圖6(b)是一個說明圖，說明怎樣在一個其外表面涂有掩膜層的溶性金屬電鑄層的內(nèi)側(cè)來電沉積一個貴重金屬層，其方法是，把一個兼作陽極的鉑管朝下插入到溶性金屬電鑄層的空心內(nèi)部，并且從管中噴射一種貴重金屬電鑄溶液。
現(xiàn)在參照附圖，說明根據(jù)本發(fā)明來生產(chǎn)空心電鑄產(chǎn)品的方法。首先，如圖1所示，用一種低熔點(diǎn)材料或化學(xué)可溶材料制成一個母模10，在它的外表面上形成一個可溶于一種無機(jī)酸的溶性金屬電鑄層11。
形成母模10的低熔點(diǎn)材料可以是一種在低溫下溶化的蠟，或例如是一種在89℃左右熔化的低熔點(diǎn)金屬(意大利Nicem的產(chǎn)品)。當(dāng)母模10由蠟制作時，就在母模的外表面上形成一個導(dǎo)電的涂層10’，以便提供在母模10上電沉積一個溶性金屬層所需的導(dǎo)電性。當(dāng)母模10由低熔點(diǎn)金屬制作時，就不必形成導(dǎo)電涂層10’，因為低熔點(diǎn)金屬本身就是導(dǎo)電的。
為了代替用這樣一種在低溫熔化的低熔點(diǎn)材料來形成母模，可以用一種溶于某種化學(xué)藥品的化學(xué)上可溶的材料來形成母模。例如，可用溶于醋酸的ABS樹脂來形成母模。如果材料不導(dǎo)電，側(cè)在母模外表面上涂一個導(dǎo)電涂層10’。
在非導(dǎo)電的母模10的外表面上能夠形成導(dǎo)電的涂層10’，方法是涂以與銀粉混合的漆，或者通過化學(xué)電鍍，例如化學(xué)鍍銅、化學(xué)鍍鎳、或銀鏡電鍍來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)母模10由合成樹脂制成時，使用化學(xué)電鍍法是最佳的。
當(dāng)母模10形狀復(fù)雜時，就把它預(yù)先分成多個模塊，以便使最終貴重金屬電沉積能夠形成均勻的厚度。
能夠用于溶性金屬電鑄層11的可溶于無機(jī)酸的金屬包括銅，它能夠輕易地溶于硝酸和其它的普通無機(jī)酸(不需要使用王水或類似酸)。
舉例來說，當(dāng)母模用來生產(chǎn)一種神、人物、動物或類似物的空心塑像產(chǎn)品時，就由低熔點(diǎn)材料(或化學(xué)可溶材料)制作一個塑像的母模10；如果母模是不導(dǎo)電的，就在母模的外表面形成一個導(dǎo)電的涂層10′；把母模浸入例如一種硫酸銅電鍍?nèi)芤?200g/l硫酸銅，70g/l硫酸，和適當(dāng)數(shù)量的增白劑)中；并且在母模的外表面上用銅制成厚度為200μm的溶性金屬電鑄層11。
其次，如圖2所示，把由低溶點(diǎn)材料制作的母模熔化或溶解，并把它從溶性金屬電鑄層11的里面除去，而在剩下的溶性金屬電鑄層11的外面涂上一個掩膜層12。
怎樣才能去除母模的一個實(shí)例是，把它浸入一種加熱到等于或高于母模材料熔點(diǎn)溫度的液體中，然后從一個開口于電鑄層11底部的孔11’中排出熔化的母模材料。當(dāng)母模的低熔點(diǎn)材料是蠟時，最好并用1-1-2三氯乙烯蒸氣浴和浸入法。當(dāng)母模10是由合成樹脂制作時，就把它浸入一種溶劑中，例如苯酚、丙酮、醋酸、甲酸或類似溶劑中來加以溶解。
在通過溶性金屬電鑄層11中的孔11’把母模材料移到外面以后，用沸騰、電解或類似方法使溶性金屬電鑄層11脫脂，清洗空心的內(nèi)部應(yīng)給與特別的小心，然后在其外表面涂以掩膜層12。掩膜層之用途是，當(dāng)一個貴重金屬電鑄層13在空心溶性金屬電鑄層11的內(nèi)表面上作為產(chǎn)品而形成時，在金屬電鑄層11的外表面上防止形成一個貴金屬電鑄層。掩膜層12的形成方法是，把一種掩膜涂料或象環(huán)氧樹脂之類的合成樹脂涂到溶性金屬電鑄層11的外面，然后使它在180℃保溫60分鐘，以烘烤和干燥所施涂料。
當(dāng)溶性金屬電鑄層11由于形狀復(fù)雜而難以制成厚度均勻的最終貴重金屬電鑄層時，就首先把所形成的電鑄層11分成可在其上均勻地進(jìn)行電沉積的多個片，然后在諸片上涂以掩膜層。
在溶性金屬電鑄層11的外表面上形成掩膜層12以后，就在它的內(nèi)表面上制成貴重金屬電鑄層13，如圖3所示。
貴重金屬電鑄層13是作為例如0.5mm厚的純金(24開)層而在電鑄層11的內(nèi)表面上形成的，形成方法是把電鑄層11浸入純金電鑄溶液中，把一個電極浸入電鑄溶液中，并以0.5A/dm2的電流密度通電40小時左右。然后用三氯乙烯或其它這類有機(jī)溶劑剝離掩膜層12，此后，通過浸入熱硝酸溶液中來溶解溶性金屬電鑄層11，并且把剩下的純金空心貴重金屬電鑄層13從酸溶液中拉出來，經(jīng)清洗得到產(chǎn)品(圖4)。
當(dāng)母模10或溶性金屬電鑄層11被分成多個部件時，用釬焊或其他連接方式按照母模把如此得到的多個貴重金屬電鑄層部件制成最終產(chǎn)品。
這樣，當(dāng)要生產(chǎn)的塑像形狀復(fù)雜時，就首先用低熔點(diǎn)材料制作塑像的母模，然后把它切成多個其形狀適合于使貴重金屬最終電沉積均勻化的母模塊(在人物塑像情況下，例如把它切成前半塊和后半塊)。然后用溶性金屬層制成每個母模塊的外表，該層可以例如是一個在硫酸銅電鍍?nèi)芤褐杏秒姵练e法制成的200μm厚的銅層。
如果母模由蠟制作，則在每個母模塊的外側(cè)預(yù)先涂以含有銀粉的漆或類似物質(zhì)，以便在其上形成一個導(dǎo)電的涂層。如果母模由低溶點(diǎn)金屬制作，就把掩膜涂料預(yù)先涂到每個母模塊的切割截面的表面上并烘烤，從而使得在切割截面的表面上不會形成銅電鑄層。
然后，熔掉這些母模塊，方法是把它們浸入一種加熱到等于或大于低熔點(diǎn)材料熔點(diǎn)溫度的液體(當(dāng)母模由蠟制作時，液體可以是1-1-2三氯乙烯)中，這樣只留下銅電鑄層。
然后，在每個銅電鑄層的外側(cè)涂以掩膜涂料，并在180℃下烘烤60分鐘，此后，在它的內(nèi)表面上制成一個貴重金屬電鑄層，該層例如是一個0.5mm厚純金(24開)的電鑄層，方法是把它浸入一種純金電鑄溶液中，并以0.5A/dm2的電流密度通電而制得的。然后剝離掩膜涂料，并且用浸入一種熱硝酸溶液的方法來溶解銅電鑄層。從硝酸溶液中拉出剩下的純金電鑄層，并且對以上述方法得到的多個貴重金屬電鑄層部件，按照母模進(jìn)行釬焊或其他連接，就可制得最終產(chǎn)品。
現(xiàn)在說明一個采用與細(xì)分溶性金屬電鑄層有關(guān)的方法來生產(chǎn)佛塑像或人物的具體例子。首先，仿效塑像把低熔點(diǎn)材料制成母模，然后在母模外表面形成一個溶性金屬層，舉例來說，該層是一個在硫酸鹽電鍍?nèi)芤?200g/l硫酸銅，70g/l硫酸和適當(dāng)數(shù)量的增白劑)中形成的200μm厚的銅電鑄層。當(dāng)母模由蠟制作時，就在它的外面采用例如涂覆含有銀粉的漆的方法來預(yù)先制成一個導(dǎo)電的涂層。
其后，熔化在銅電鑄層里面的低熔點(diǎn)材料母模，熔化后的材料從預(yù)先在銅電鑄層中開的孔排放到外面。通過浸入一種加熱到等于或高于母模熔化溫度的液體中，就能夠進(jìn)行這種母模清除。然而當(dāng)母模的低熔點(diǎn)材料是蠟時，最好聯(lián)合使用1-1-2三氯乙烯蒸氣浴和浸入方法來清除母模。
然后把所得的空心銅電鑄層切割成，多個其形狀適合于使貴重金屬電沉積均勻化的銅電鑄層部件(例如在人物塑像的情況下，它被切割成前半部件和后半部件)。然后在每個銅電鑄部件的外表涂以掩膜涂料，并使之在180℃下烘烤60分鐘。
在每個銅電鑄部件的內(nèi)表面上都制成一個貴重金屬電鑄層，舉例來說，是制成一個0.5mm厚的純金(24開)層，方法是把銅電鑄部件浸入一種純金電鑄溶液中，并施加0.5A/dm2電流密度的電流。然后剝離該掩膜層，用浸入一種熱硝酸溶液的方法溶解銅電鑄部件，并且從酸溶液中取出剩下的純金的貴重金屬電鑄部件。通過對如此得到的多個貴重金屬電鑄層部件按照母模進(jìn)行釬焊或其他連接來制成最終產(chǎn)品。
如上所述，純金的貴重金屬電鑄層13是通過浸入純金電鑄溶液中制成的。如圖5所示，可制成高純貴重金屬電鑄層的方法是把一個其外表面涂以掩膜層12的溶性金屬電鑄層浸入一種盛于槽14中的貴重金屬(例如金)電鑄溶液15中；把電鑄層11接到直流電源的負(fù)極，以用作陰極；把一個接到直流電源的正極的用作陽極的鉑片16通過孔11’插入溶性金屬電鑄層11的里面；在陽極與陰極之間以0.5A/dm2的電流密度通電；并且通過用一種貴重金屬(例如純金)電鑄溶液的均勻的噴射來電沉積溶性金屬電鑄層11的整個內(nèi)表面。
在圖5(a)中，一個鉑管用作鉑片16；通過一個循環(huán)泵P和一個由硅、聚四氟乙烯或其它抗化學(xué)腐蝕的材料制成的管子17，把槽14中的貴金屬電鑄溶液15供給鉑管；并且在溶性金屬電鑄層11的里面用鉑管均勻地噴射電鑄溶液15。
或者，如圖5(b)所示，可以將一個棒用作鉑片16；把鉑片16沿著管子17的端部17’連接，以用作陽極；并且用管子17的端部17’把貴重金屬電鑄溶液噴射到溶性金屬電鑄層的里面。然而，從使形成貴重金屬電鑄層的貴重金屬(金)所具有的沉積顆粒尺寸實(shí)現(xiàn)高度的均勻性的觀點(diǎn)來看，和從實(shí)現(xiàn)顆粒高沉積速度的觀點(diǎn)來看，其中鉑管既用作陽極又用作噴管的圖5(a)裝置是優(yōu)越的。
此外，如圖6(a)和6(b)所示，在其外表面涂有掩膜層12的溶性金屬電鑄層11的里面，能夠電沉積貴重金屬電鑄層13，而不必浸入貴重金屬電鑄溶液中。在這種情況下，溶性金屬電鑄層11的孔11’能夠朝下，并且鉑陽極管16可通過孔11’向上插入到溶性金屬電鑄層11的空心里面；或者孔11’能夠?qū)?zhǔn)上面，并且鉑陽極管16可通過孔11’向下插入到溶性金屬電鑄層11的空心里面；此后，能夠從鉑陽極管16噴射貴重金屬電鑄溶液，以便均勻地電沉積溶性金屬電鑄層11的里面。
以上述方法作為產(chǎn)品而生產(chǎn)的貴重金屬電鑄層13具有一個相應(yīng)于溶性金屬電鑄層孔11’的孔13’。如果需要，就能夠把一個與電鑄層貴重金屬相同的貴重金屬的薄片用釬焊或類似方法貼附在孔11’的上面(見圖4)。
如上所述，因為本發(fā)明把一個構(gòu)成最終產(chǎn)品的空心貴重金屬層精密地按照母模10的外表面來電沉積于由銅或類似金屬制作的溶性金屬電鑄層的空心內(nèi)側(cè)的內(nèi)表面上，故可以生產(chǎn)這樣一種貴重金屬產(chǎn)品，它準(zhǔn)確在忠實(shí)于母模外表面的凸部、凹部和其他圖案特征，并且與母模的尺寸相同。此外，因為鉑在構(gòu)成產(chǎn)品的貴重金屬電鑄層的電沉積期間用作不可溶的陽極，故鉑并不作為一種雜質(zhì)而沉積于貴重金屬電鑄層的金、鉑、銀或類似金屬中。因此，可以使貴重金屬電鑄層的貴重金屬純度保持為99.99％或更高。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)空心貴重金屬電鑄產(chǎn)品的方法，包括下列步驟在由一種低熔點(diǎn)材料或一種可溶于化學(xué)藥品的化學(xué)上可溶材料制作的母模的外表面上，形成一個可溶于某種無機(jī)酸的空心溶性金屬電鑄層；從溶性金屬電鑄層的里面來熔化或溶解并除去母模；在剩下的溶性金屬電鑄層的外表面上涂上一個掩膜層；在該溶性金屬電鑄層的內(nèi)表面上形成一個貴重金屬電鑄層；剝離掩膜層；以及用無機(jī)酸溶解溶性金屬電鑄層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中母模被分成多個母模塊，以形成多個貴重金屬電鑄層部件；并且把多個貴重金屬電鑄層部件連接以便與母模一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中溶性金屬電鑄層被分成多個溶性金屬電鑄層部件，以形成多個貴重金屬電鑄層部件；并且把多個貴金屬電鑄層部件連接以便與母模一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中一個鉑片被插到溶性金屬電鑄層的里面，以用作陽極；并且在鉑陽極與用作陰極的溶性金屬電鑄層之間通電，以便借助一種貴重金屬電鑄溶液在溶性金屬電鑄層的內(nèi)表面上形成一個貴重金屬電鑄層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中鉑陽極被用來把貴重金屬電鑄溶液噴射到溶性金屬電鑄層的內(nèi)表面上，以便在所述內(nèi)表面上形成貴重金屬電鑄層。
全文摘要
一種生產(chǎn)空心貴重金屬電鑄產(chǎn)品的方法，包括下列步驟在由低熔點(diǎn)材料或可溶于化學(xué)藥品的化學(xué)上可溶材料制作的母模的外表面上制成一個可溶于無機(jī)酸的空心溶性金屬電鑄層；從溶性金屬電鑄層的里面，熔化或溶解并去除母模；在剩下的溶性金屬電鑄層的外表面上涂一個掩膜層；在溶性金屬電鑄層的內(nèi)表面上形成一個貴重金屬電鑄層；剝離掩膜層；和用無機(jī)酸溶解溶性金屬電鑄層。
文檔編號C25D1/00GK1137576SQ9610201
公開日1996年12月11日 申請日期1996年2月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月14日
發(fā)明者安井章瑞, 古藤田哲哉 申請人:安井貿(mào)易株式會社