Покрытие на различных элементах часов (деталях корпуса, браслета) выполняет сразу несколько функций. Прежде всего, декоративную. Чем дешевле часы, тем более важным становится для них покрытие. Конечно, часам из золота никакое дополнительное украшение не нужно. То же касается изделий из стали и титана – они достаточно привлекательны сами по себе. Но вряд ли кто-то захочет надеть на руку сто граммов латуни, не говоря уже о неприглядного серого цвета цинково-алюминиевом сплаве – аллое, из которого сделаны почти все массовые часы. Именно благодаря покрытию даже часы из дешевых материалов становятся похожими на дорогие.
Вторая, не менее важная функция покрытия – защитная. Причем защищает оно как часы от окружающей среды, так и человека от часов. Латунь, основной материал для изготовления корпусов, быстро окисляется на воздухе, а при его контакте с любой кислой средой (пот, соленая вода и т.п.) начинается процесс коррозии, и корпус часов оставляет на руке черные разводы окислов. Цинк и алюминий, входящие в состав аллоя, ─ не самые желанные соседи для нашей кожи. Задача покрытия – надежно изолировать металл корпуса часов.
Больше покрытий, хороших и разных
Внешнему виду часов всегда придавалось не меньшее внимание, чем точности их хода. За два столетия развития часового дела накоплен огромный опыт обработки различных материалов. Современные технологии позволяют наносить различного рода покрытия на детали практически любого размера и формы.
Наиболее старой из применяемых сегодня технологий нанесения покрытий является обычный гальванический метод. Каждый из нас изучал его в школе на уроках химии.
В ванну, наполненную электролитом, содержащим соль золота, опускают два электрода. Корпус будущих часов помещают в ванну так, чтобы он имел электрический контакт с одним из электродов, и включают ток. Содержащееся в электролите золото осаждается на поверхности корпуса часов в виде слоя позолоты.
Основное достоинства гальванического метода – его простота. Но гальванический метод не обеспечивает достаточно хорошей адгезии – «прилипания» золота или другого наносимого металла к основе – корпусу часов. При резких перепадах температуры и ряде других воздействий покрытие может растрескаться и отслоиться. Мельчайшие поры в покрытии, через которые к металлу корпуса могут проникнуть влага и воздух, приведут к коррозии. Поэтому при гальваническом методе приходится наносить покрытие толщиной не менее 1 мкм, а во многих случаях даже до 5 мкм, что приводит к довольно большому расходу золота.
Чтобы исправить основной недостаток гальванического метода – плохую адгезию, на латунный корпус сначала наносят слой никеля, а уже поверх него – золото. Никель обладает более высокой степенью адгезии, и его применение решает проблему отслаивания. Однако нередко никель при контакте с кожей вызывает раздражение и аллергию, и в некоторых странах его использование запрещено. Пытаясь найти замену никелю, многие производители стали использовать другие материалы, в частности, титан.
На сегодняшний день наиболее передовыми технологиями нанесения покрытий являются методы ионного напыления. Суть их в следующем. Корпус часов помещают в специальную камеру, в которой создается разрежение, близкое к вакууму. Затем в резервуар закачивают инертный газ аргон, который ионизируют сильным электрическим полем. Ионы аргона, имеющие положительный заряд, бомбардируют отрицательный электрод, сделанный из золота, и выбивают из него ионы металла. Эти ионы золота под действием сильного электрического поля ускоряются настолько, что, ударяясь о корпус часов, не просто осаждаются на его поверхности, а буквально «впиваются» в него, встраиваясь в кристаллическую решетку металла. На поверхности образуется переходный слой из металла корпуса, перемешанного с золотом. Отслоиться такое покрытие уже не может.
Технология ионного напыления позволяет наносить покрытия очень малой толщины, обладающие вместе с тем высокой стойкостью. Естественно, что чем тоньше покрытие, тем меньше расход золота, а, значит, и ниже цена. Считается, что ионное покрытие эквивалентно гальванической позолоте толщиной 3 мкм.
Многие производители с целью увеличения срока службы часов и уменьшения затрат делают покрытие двухслойным. Сперва наносят слой нитрида титана толщиной около 1 мкм, а затем, поверх него – тонкий (0,1-0,3 мкм) слой золота. Цвета обоих слоев совпадают, и даже при стирании верхнего, золотого слоя (что происходит через несколько месяцев) останется слой нитрида титана, который будет служить еще много лет.
Чем кроем?
Разумеется, характеристики покрытия зависят не только от технологии, но и от материала, которым покрывают часы.
· Никель. Великолепно держится на других металлах, относительно дешев. Но прямой контакт никеля с кожей может привести к кожным заболеваниям и аллергии. Из-за этого никель используют обычно только в качестве промежуточного слоя. Покрытие, состоящее только из слоя никеля, изредка можно встретить на очень дешевых часах.
· Хром. Цвет близок к цвету никеля, обладает неплохой адгезией. Многие дешевые часы белого цвета имеют покрытие из хрома.
· Золото. Согласно ГОСТу, все позолоченные изделия (в т.ч. часы и браслеты) должны иметь клеймо Au (от латинского aurum ─ «золото»). На импортных часах обозначения 18К, 24К, говорят только о пробе золота, которым покрыты часы, и ни в коем случае не несут информацию о толщине покрытия. Кстати, проба золота с цветом покрытия тоже никак не связана. Когда-то в СССР нормы обязывали покрывать часы позолотой толщиной 20 мкм (именно поэтому старые советские часы так активно скупаются на золото). Потом толщину уменьшили до 10, затем ─ до 5 мкм, а сейчас никаких правил не осталось вообще. Гальваническая позолота используется только на части отечественных часов и на средней руки швейцарских марках. Там толщина покрытия обычно зависит от класса часов и составляет 5-10 мкм.
· Нитрид титана. Очень прочное покрытие, по устойчивости к истиранию в несколько раз лучше золота и любых других металлов. Как и золото, нитрид титана позволяет получать покрытие разных цветов. Часто используется в качестве подслоя перед позолотой. Активно применяется всеми производителями, в т.ч. и недорогих массовых часов. Покрытие из нитрида титана не только долго не стирается, но и благодаря своей твердости защищает корпус от царапин.
· Карбид титана. По прочности и долговечности он очень близок к нитриду титана, но имеет черный цвет, немного напоминающий цвет оружейной стали. Активно используется японскими производителями, например, Seiko и Orient.
Есть другие технологии и другие материалы. Например, на некоторых заводах на корпус наносят специальный лак, образующий на поверхности полимерную пленку, достаточно устойчивую к истиранию.
Микрон в год – это много!
К сожалению, любое покрытие на любой детали рано или поздно снашивается. Позолота любой толщины, даже 10 мкм, все равно сотрется, это только вопрос времени и условий эксплуатации. Такие компании, как Omega и Breitling, выпускающие дорогие часы, вовсе отказались от использования каких-либо покрытий: только так они могут гарантировать неизменность внешнего вида часов в течение многих лет. Эти производители гордо заявляют, что любая желтенькая вставочка на их часах – целиком золотая.
Вопреки распространенному мнению, российские ГОСТы не содержат каких-либо требований к износостойкости покрытий часов (во всяком случае, автору найти такое упоминание не удалось). ГОСТ 10733 на механические часы по всем вопросам, связанным с покрытием, отсылает к другому ГОСТу 9.301-86 ЕС3КС. Последний же посвящен совсем не часам (в нем слово «часы» не встречается ни разу), а промышленным товарам типа эмалированной проволоки. Естественно, про стойкость покрытия к истиранию там ничего не говорится.
Износостойкость – относительное понятие, ее не измеряют в микронах покрытия, снашиваемых за год или месяц. Стандартный тест выглядит следующим образом. Берется изделие, стойкость покрытия которого хотят проверить, и контрольный образец – пластинка, покрытая гальванической позолотой строго заданной толщины, например – 1,5 мкм. Специальный прибор, имеющий две кожаные или шерстяные лапки, трет этими лапками оба изделия одинаковое количество раз. В зависимости от того, где скорее проступит металл основы, выносят заключение в духе: «стойкость покрытия к истиранию выше (ниже) контрольного образца с толщиной покрытия 1,5 мкм».
Хотя считается, что гальваническая позолота стирается примерно по 1 мкм в год, никаких выводов о сроке эксплуатации покрытия в реальной жизни сделать нельзя. Долговечность покрытия связана не только с его толщиной, но и со многими другими факторами. Это и технология нанесения (в частности, ее соблюдение), и то, на какой металл наносится покрытие, и условия эксплуатации. Так, в отличие от шелковой блузки, шерстяная шинель быстро приведет в негодность любые часы. К тому же организм каждого человека имеет свои особенности, влияющие на срок службы часов. Когда-то при приеме сборщиц на часовые заводы их проверяли на кислотность пота – у некоторых людей она настолько высока, что приводит к коррозии деталей.
Подводя итоги, можно отметить, что жалобы покупателей на стершееся покрытие всегда могут быть оспорены. Истирание – такой же естественный процесс, как износ шин на автомобиле или выпадение осадка в квасе. Самое главное – в погоне за сиюминутной прибылью не давать покупателю нереальных обещаний, вроде
5-летнего срока службы покрытия на часах Q&Q.
Расшифровка обозначений покрытий
PDP – гальваническое покрытие палладием с очень небольшой примесью никеля. Дает ярко-белый, очень красивый и приятный цвет. В настоящее время применяется редко из-за возросших цен на палладий.
PNP – гальваническое покрытие палладием и никелем. Отличие от PDP ─ в процентном соотношении никеля и палладия. Если PDP – это покрытие почти чистым палладием, то PNP – это покрытие почти чистым никелем с очень небольшой долей палладия. Такое покрытие намного дешевле PDP, но после введенного во многих странах запрета на использование никеля, его почти не применяют.
IPG (или PVD) – ионное напыление золота. Наиболее распространенное покрытие, дающее все оттенки золота.
IPS – ионное напыление стали. Технология аналогична IPG, только вместо электрода из золота используется стальной электрод. Дает белый цвет, немного более тусклый, чем технологии PDP и PNP. Сегодня – наиболее распространенная технология получения покрытий белого цвета.
Вячеслав МЕДВЕДЕВ
Автор: При перепечатке активная ссылка на источник обязательна
При перепечатке активная ссылка обязательна
Теги: 6-2001 Технологии и материалы
Покрытие на различных элементах часов (деталях корпуса, браслета) выполняет сразу несколько функций. Прежде всего, декоративную. Чем дешевле часы, тем более важным становится для них покрытие. Конечно, часам из золота никакое дополнительное украшение не нужно. То же касается изделий из стали и титана – они достаточно привлекательны сами по себе. Но вряд ли кто-то захочет надеть на руку сто граммов латуни, не говоря уже о неприглядного серого цвета цинково-алюминиевом сплаве – аллое, из которого сделаны почти все массовые часы. Именно благодаря покрытию даже часы из дешевых материалов становятся похожими на дорогие.