一种刀剑沉色工艺及其加工设备

文档序号:825132 发布日期:2021-03-30 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种刀剑沉色工艺及其加工设备 (Sword and knife color-sinking process and processing equipment thereof ) 是由 陈阿金 陈栋 于 2020-10-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种刀剑沉色工艺及其加工设备,包括以下步骤:预处理,制挂、封胶、去胶、有机物擦洗、化学除油、热水洗、冷水洗、水洗、电化学抛光和水洗按顺序除去刀剑表面的污垢层与氧化层;活化处理,将预处理后的刀剑放入电解设备中并接入阳极,将铅板接阴极。本发明通过沉色的过程中橡胶波纹管带动活动块上下移动,使得活动块带动橡胶圈和磨砂层在刀剑本体的表面上下移动,从而使得磨砂层可以对刀剑本体的表面进行摩擦,使得通过磨砂层可以避免金属离子在刀剑的表面过度沉淀造成沉色不均匀的情况,且可以使得金属离子可以均匀的氧化膜孔中完成还原反应,并沉淀在氧化膜孔中,从而使得可以实现均匀沉色的目的。(The invention discloses a knife and sword color deposition process and processing equipment thereof, wherein the process comprises the following steps: pretreating, namely preparing a coating, sealing glue, removing glue, scrubbing organic matters, chemically removing oil, washing with hot water, washing with cold water, washing with water, electrochemically polishing and washing with water to remove a dirt layer and an oxidation layer on the surface of the sword in sequence; and (3) activating treatment, namely putting the pretreated sword into electrolysis equipment, connecting the pretreated sword with an anode, and connecting a lead plate with a cathode. According to the invention, the rubber bellows drives the movable block to move up and down in the color deposition process, so that the movable block drives the rubber ring and the frosted layer to move up and down on the surface of the sword body, the frosted layer can rub the surface of the sword body, the condition of uneven color deposition caused by excessive deposition of metal ions on the surface of the sword can be avoided through the frosted layer, the metal ions can complete reduction reaction in uniform oxide film holes and are deposited in the oxide film holes, and the purpose of uniform color deposition can be realized.)

一种刀剑沉色工艺及其加工设备

技术领域

本发明涉及刀剑沉色技术领域,具体为一种刀剑沉色工艺及其加工设备。

背景技术

中国的传统兵器中的刀剑发展至今,不仅成为人们所喜爱的体育锻炼器材,而且还作为人们喜爱的工艺品,为人们所珍藏,钢材是刀剑的制作的基料,钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同,可以分为冷加工和热加工两种,刀剑在制作在过程中为了美观通常会为刀剑进行沉色处理。

但是现有技术在实际使用时,通过电机实现沉色操作,但是刚刚完成电解沉色的刀剑在空气或水中几分钟后就会变色,颜色常常出现脱落的情况,沉色不均匀影响刀剑的美观。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刀剑沉色工艺及其加工设备,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:包括以下步骤:

S1:预处理,制挂、封胶、去胶、有机物擦洗、化学除油、热水洗、冷水洗、水洗、电化学抛光和水洗按顺序除去刀剑表面的污垢层与氧化层;

S2:活化处理,将步骤S1中预处理后的刀剑放入电解设备中并接入阳极,将铅板接阴极,在电解设备的电解液中进行电解活化处理;

S3:均匀活化处理,对步骤S2中刀剑的表面进行摩擦,使刀剑表面的氧化膜孔分布均匀;

S4:沉色处理,将步骤S3中的电解液冲洗,并将刀剑接入阴极,将甘汞电极接入阳极,并重新加入电解液;

S5:均匀沉色处理,对步骤S4中刀剑的表面进行摩擦,使金属离子在步骤S3中氧化膜孔内均匀还原沉淀;

S6:坚膜处理,将步骤S5中的电解液冲洗,将S5步骤中的刀剑接入阴极,并将铅板接入阳极,并加入坚膜溶液;

S7:干燥处理,将步骤S6中的刀剑用氮气快速吹干,并在真空干燥箱中干燥固化,完成沉色操作。

优选的,所述步骤S2中的电解液为3~5%的H2SO4水溶液、温度为70°、电解时间为20min、电流密度为5~7mA/dm2且电压为15~25V的直流电压,所述步骤S4的电解液为CrO3:20~25%和H2SO4:2~5%、温度为80°、电解时间为15min、电流密度为10~15mA/dm2且电压为15~25V的直流电压。

优选的,所述步骤S6的电解液为12~18%的CrO3水溶液、温度为60°、电解时间为10min、电流密度为60~70mA/dm2且电压为15~25V的直流电压。

一种刀剑沉色的加工设备,包括电解池,所述电解池的中部的顶部固定连接有第一固定板,所述第一固定板的中部活动连接有刀剑本体,且刀剑本体活动贯穿并延伸至第一固定板的两端,所述第一固定板相对应刀剑本体位置的底部固定连接有电动推杆和橡胶波纹管,且橡胶波纹管活动套接在电动推杆的表面,所述电动推杆和橡胶波纹管的底部固定连接有活动块,所述活动块的内壁固定连接有橡胶圈,所述橡胶圈的内壁固定连接有磨砂层,且磨砂层位于刀剑本体的正下方,所述刀剑本体顶部的表面活动设有夹持组件。

优选的,所述活动块的表面固定连接有充气管,且充气管贯穿并延伸至橡胶圈的内部,所述充气管远离活动块位置的一端固定连接有伸缩杆,所述伸缩杆固定连接在第一固定板的表面,所述伸缩杆为内部中空结构,且充气管的内部分别与橡胶圈和伸缩杆的内部相连通,所述伸缩杆为PVC材料构件,所述活动块和磨砂层均为碳60元素构件。

优选的,所述电解池内壁的顶部固定连接有第二固定板,且第二固定板的数量为两个,两个所述第二固定板分别固定连接在电解池内壁的两端,两个所述第二固定板的中部分别活动连接有阴极铅板电极和阳极甘汞电极,且阴极铅板电极和阳极甘汞电极均活动贯穿并延伸至第二固定板的两端,所述阴极铅板电极和阳极甘汞电极的顶部固定连接有限位板,所述电解池的内壁固定连接有导向架。

优选的,所述导向架的数量为两个,且两个导向架关于第一固定板中点的竖直轴线为对称轴对称设置,所述导向架位于第二固定板和第一固定板之间,其中一个所述导向架的内壁活动连接有分隔板,所述电解池相对应导向架位置内壁的底部开设有密封槽,且其中一个密封槽的内壁与分隔板的底部紧密贴合,所述分隔板的顶部固定连接有提手,所述电解池的底部固定连接有出液口,且出液口的内部与电解池的内部相连通,所述出液口的中部设有控制阀。

优选的,所述夹持组件包括固定块,所述固定块固定连接在第一固定板的顶部,所述固定块的数量为两个,且两个固定块分别位于刀剑本体的前侧端和后侧端,所述固定块的中部贯穿嵌入有双头电动推杆,且双头电动推杆的两端分别活动贯穿并延伸至固定块的两端。

优选的,所述双头电动推杆的两端均固定连接有驱动板,两个所述驱动板相对面的一端均固定连接有夹紧块,其中一个所述夹紧块相对应刀剑本体位置的一端固定连接有橡胶垫,另一个所述夹紧块相对应刀剑本体位置的一端固定连接有电触头,所述限位板和电触头的顶部均电性连接有接线头。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1、本发明通过沉色的过程中橡胶波纹管带动活动块上下移动,使得活动块带动橡胶圈和磨砂层在刀剑本体的表面上下移动,从而使得磨砂层可以对刀剑本体的表面进行摩擦,使得通过磨砂层可以避免金属离子在刀剑的表面过度沉淀造成沉色不均匀的情况,且可以使得金属离子可以均匀的氧化膜孔中完成还原反应,并沉淀在氧化膜孔中,从而使得可以实现均匀沉色的目的;

2、本发明同时还通过设置充气管和伸缩杆,使得使用者可以通过伸缩杆和充气管向橡胶圈的内部注入空气,从而使得橡胶圈的体积发生变化,从而使得磨砂层可以根据刀剑本体的大小进行相应的调节,橡胶圈为橡胶材质,且橡胶圈内部设置空气,使得橡胶圈可以带动磨砂层更好的与刀剑本体的表面贴合,从而使得磨砂层可以均匀的在刀剑本体表面摩擦。

3、本发明同时还通过当刀剑本体插接在第一固定板的中部时,通过双头电动推杆带动两个驱动板相互靠近,并使得驱动板通过夹紧块分别带动橡胶垫和电触头对刀剑本体进行夹持固定,从而实现对刀剑本体进行固定的目的,且通过设置电触头可以对刀剑本体进行通电,从而使得刀剑本体可以正常进行电解操作。

附图说明

图1为本发明一种刀剑沉色工艺及其加工设备整体结构正剖图;

图2为本发明一种刀剑沉色工艺及其加工设备活动块结构正剖图;

图3为本发明一种刀剑沉色工艺及其加工设备活动块结构俯视图;

图4为本发明一种刀剑沉色工艺及其加工设备整体结构俯视图;

图5为本发明一种刀剑沉色工艺及其加工设备夹持组件结构俯视图。

图中:100、电解池;101、第一固定板;102、刀剑本体;103、电动推杆;104、橡胶波纹管;105、活动块;106、橡胶圈;107、磨砂层;108、充气管;109、伸缩杆;110、第二固定板;111、阴极铅板电极;112、阳极甘汞电极;113、限位板;114、导向架;115、分隔板;116、提手;117、密封槽;118、出液口;200、夹持组件;201、固定块;202、双头电动推杆;203、驱动板;204、夹紧块;205、橡胶垫;206、电触头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案:包括以下步骤:

S1:预处理,制挂、封胶、去胶、有机物擦洗、化学除油、热水洗、冷水洗、水洗、电化学抛光和水洗按顺序除去刀剑表面的污垢层与氧化层;

S2:活化处理,将步骤S1中预处理后的刀剑放入电解设备中并接入阳极,将铅板接阴极,在电解设备的电解液中进行电解活化处理;

S3:均匀活化处理,对步骤S2中刀剑的表面进行摩擦,使刀剑表面的氧化膜孔分布均匀;

S4:沉色处理,将步骤S3中的电解液冲洗,并将刀剑接入阴极,将甘汞电极接入阳极,并重新加入电解液;

S5:均匀沉色处理,对步骤S4中刀剑的表面进行摩擦,使金属离子在步骤S3中氧化膜孔内均匀还原沉淀;

S6:坚膜处理,将步骤S5中的电解液冲洗,将S5步骤中的刀剑接入阴极,并将铅板接入阳极,并加入坚膜溶液;

S7:干燥处理,将步骤S6中的刀剑用氮气快速吹干,并在真空干燥箱中干燥固化,完成沉色操作。

步骤S2中的电解液为3~5%的H2SO4水溶液、温度为70°、电解时间为20min、电流密度为5~7mA/dm2且电压为15~25V的直流电压,步骤S4的电解液为CrO3:20~25%和H2SO4:2~5%、温度为80°、电解时间为15min、电流密度为10~15mA/dm2且电压为15~25V的直流电压。

步骤S6的电解液为12~18%的CrO3水溶液、温度为60°、电解时间为10min、电流密度为60~70mA/dm2且电压为15~25V的直流电压。

请参阅图1-5,本发明还提供一种刀剑沉色的加工设备,包括电解池100,电解池100的中部的顶部固定安装有第一固定板101,第一固定板101的中部活动连接有刀剑本体102,且刀剑本体102活动贯穿并延伸至第一固定板101的两端,第一固定板101相对应刀剑本体102位置的底部固定安装有电动推杆103和橡胶波纹管104,且橡胶波纹管104活动套接在电动推杆103的表面,电动推杆103和橡胶波纹管104的底部固定安装有活动块105,活动块105的内壁固定安装有橡胶圈106,橡胶圈106的内壁固定安装有磨砂层107,且磨砂层107位于刀剑本体102的正下方,刀剑本体102顶部的表面活动设有夹持组件200。

活动块105的表面固定安装有充气管108,且充气管108贯穿并延伸至橡胶圈106的内部,充气管108远离活动块105位置的一端固定安装有伸缩杆109,伸缩杆109固定安装在第一固定板101的表面,伸缩杆109为内部中空结构,且充气管108的内部分别与橡胶圈106和伸缩杆109的内部相连通,伸缩杆109为PVC材料构件,活动块105和磨砂层107均为碳60元素构件,伸缩杆109固定端相对应活动端的内壁固定安装有橡胶套,从而使得伸缩杆109结构之间具有一定密封性,通过设置充气管108和充气管108,使得使用者可以通过伸缩杆109和充气管108向橡胶圈106的内部注入空气,从而使得橡胶圈106的体积发生变化,从而使得磨砂层107可以根据刀剑本体102的大小进行相应的调节,橡胶圈106为橡胶材质,且橡胶圈106内部设置空气,使得橡胶圈106可以带动磨砂层107更好的与刀剑本体102的表面贴合,从而使得磨砂层107可以均匀的在刀剑本体102表面摩擦。

电解池100内壁的顶部固定安装有第二固定板110,且第二固定板110的数量为两个,两个第二固定板110分别固定安装在电解池100内壁的两端,两个第二固定板110的中部分别活动连接有阴极铅板电极111和阳极甘汞电极112,且阴极铅板电极111和阳极甘汞电极112均活动贯穿并延伸至第二固定板110的两端,阴极铅板电极111和阳极甘汞电极112的顶部固定安装有限位板113,电解池100的内壁固定安装有导向架114。

导向架114的数量为两个,且两个导向架114关于第一固定板101中点的竖直轴线为对称轴对称设置,导向架114位于第二固定板110和第一固定板101之间,其中一个导向架114的内壁活动连接有分隔板115,电解池100相对应导向架114位置内壁的底部开设有密封槽117,且其中一个密封槽117的内壁与分隔板115的底部紧密贴合,分隔板115的顶部固定安装有提手116,电解池100的底部固定安装有出液口118,且出液口118的内部与电解池100的内部相连通,出液口118的中部设有控制阀。

夹持组件200包括固定块201,固定块201固定安装在第一固定板101的顶部,固定块201的数量为两个,且两个固定块201分别位于刀剑本体102的前侧端和后侧端,固定块201的中部贯穿嵌入有双头电动推杆202,且双头电动推杆202的两端分别活动贯穿并延伸至固定块201的两端。

双头电动推杆202的两端均固定安装有驱动板203,两个驱动板203相对面的一端均固定安装有夹紧块204,其中一个夹紧块204相对应刀剑本体102位置的一端固定安装有橡胶垫205,另一个夹紧块204相对应刀剑本体102位置的一端固定安装有电触头206,限位板113和电触头206的顶部均电性连接有接线头,通过当刀剑本体102插接在第一固定板101的中部时,通过双头电动推杆202带动两个驱动板203相互靠近,并使得驱动板203通过夹紧块204分别带动橡胶垫205和电触头206对刀剑本体102进行夹持固定,且通过设置电触头206可以对刀剑本体102进行通电,从而使得刀剑本体102可以正常进行电解操作。

工作原理:在使用时,该发明通过先将分隔板115插入阳极甘汞电极112与刀剑本体102之间的导向架114的内壁,并使得分隔板115的底部与密封槽117的内壁紧密贴合,从而使得阴极铅板电极111与刀剑本体102之间的溶液流不到阳极甘汞电极112的位置,此时刀剑本体102接入阳极阴极铅板电极111接阴极,并放入为3~5%H2SO4水溶液的电解液中完成活化操作,使得刀剑表面被氧化形成透明的氧化膜,且氧化膜上均匀分布有微孔,从而使得可以提高沉色的效率,通过橡胶波纹管104带动活动块105上下移动,使得活动块105带动橡胶圈106和磨砂层107在刀剑本体102的表面上下移动,从而使得磨砂层107可以对刀剑本体102的表面进行摩擦,从而使得刀剑表面可以均匀的生成氧化膜,从而使得可以为后面的步骤进行均匀沉色,且活化处理后,将电解池100内部的溶液冲洗,无需移动刀剑本体102,仅需将分隔板115插入阴极铅板电极111与刀剑本体102之间的导向架114的内壁,并使得分隔板115的底部与密封槽117的内壁紧密贴合,从而使得阳极甘汞电极112与刀剑本体102之间的溶液流不到阴极铅板电极111的位置,此时刀剑本体102接入阴极阳极甘汞电极112接入阳极,并放入CrO3:20~25%和H2SO4:2~5%的电解液中完成沉色操作,刀剑在阳极区放出电子变成金属离子M2+,阳极区:M→M2++2eM代表刀剑中的Cr、Ni、Fe

在阴极区含有六价铬的铬酸接受电子变成三价铬Cr3+,反应式如下。阴极区:

当不锈钢在溶液中浸渍一段时间后,在金属/溶液界面上金属离子M2+和Cr3+浓度达到临界值,并超过了富铬的尖晶石氧化物的溶解度,由于水解反应形成的氧化膜,反应式如下:pM2+qCr3+rH2O→MpCrqOr+2rH+

其中:2p+3q=2r

当氧化膜一旦生成,阳极反应和阴极反应立即分离,此时,阳极反应仍在氧化膜的孔底部,即不锈钢表面进行,阴极反应在膜的表面进行。阳极反应产物M2+通过微孔向外扩散,在孔口和孔底之间存在扩散电位差Δψ,随着膜厚的增加,Δψ增大,膜厚不同就产生了不同的干涉色,从而完成沉色操作,完成沉色后的刀剑本体102进行步骤S6的坚膜处理,将步骤S5中的电解液冲洗,将S5步骤中的刀剑本体102接入阴极,并将阴极铅板电极111接入阳极,并加入坚膜溶液进行坚膜处理,从而使得颜色不易脱落,通过沉色的过程中橡胶波纹管104带动活动块105上下移动,使得活动块105带动橡胶圈106和磨砂层107在刀剑本体102的表面上下移动,从而使得磨砂层107可以对刀剑本体102的表面进行摩擦,使得通过磨砂层107可以避免金属离子在刀剑的表面过度沉淀造成沉色不均匀的情况,且可以使得金属离子可以均匀的氧化膜孔中完成还原反应,并沉淀在氧化膜孔中,从而使得可以实现均匀沉色的目的。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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