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Verfahren zur Herstellung von doubleartigen Waren Die Erfindung besteht
in einer weiteren Entwicklung des in dem Patent 372742
offenbarten Gedankens,
daß elektrolytisch mit Edelmetall plattierte Gegenstände durch ein Verfahren verbessert
werden können, bei welchem eine Erhitzung unterhalb des Schmelzpunktes der verwendeten
Metalle unter bestimmten Bedingungen die Grundlage ist.
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Dieser Gedanke erfährt nach der Erfindung eine Entwicklung in folgenden
Punkten: Es ist weiter erkannt worden, daß die in diesem Patent vorgeschriebene
Verwendung einer sauerstofffreien Atmosphäre oder eines Vakuums in dem Sinne der
Verhinderung von Sauerstoffreaktionen zwar in einigen Fällen nützlich sein kann,
daß aber in der Mehrzahl der Fälle von dieser Bedingung abgesehen werden kann, aber
andere Bedingungen beobachtet werden, welche in diesem Patent nicht angegeben sind,
und dabei Wirkungen erzielt werden können, im besonderen auch Gegenstände hergestellt,
welche in diesem Patent gar nicht ins Auge gefaßt sind.
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Im besonderen ist die sauerstofffreie Atmosphäre überflüssig, wenn
die Reinedelmetallauflage in einer gewissen Dicke verwendet wird. Zu der Frage der
Temperatur gibt dieses Patent nur eine Temperaturspanne von 5oo bis 6oo° C an und
nur einen sehr allgemeinen Anhaltspunkt, wonach innerhalb dieser Spanne die Temperaturen
auszuwählen sind. Demgegenüber ist gefunden worden, daß unter Umständen auch niedrigere
und höhere Temperaturen zum Ziel führen und notwendig sind, sowie daß nicht nur
die Höhe der Temperatur, sondern auch die Dauer ihrer Einwirkung von Bedeutung ist.
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Eine ganze Anzahl von Experimenten hat nun auch eine Abhängigkeit
der zweckmäßigen Erhitzungsweise von der Natur des Unterlagemetalls und des Auflagemetalls
ergeben sowie auch von der Dicke der Auflage.
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Es bandelt sich hier in erster Linie um Diffusionsvorgänge und Diffusionsgeschwindigkeiten
und in zweiter Linie auch um Umkristallisationen und entsprechende Strukturänderungen,
die bei verschiedenen Temperaturen vor sich gehen.
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Es ist in der Theorie bekannt, daß solche Diffusionen an sich bei
Metallen wie den hier in Betracht kommenden vor sich gehen. Es war aber eine schwierige
Experimentalarbeit notwendig, um festzustellen, daß sie bei den für die Bijouterie
in Frage kommenden Metallen und Legierungen in einem industriell wertvollen Umfang
vor sich gehen, wobei im besonderen - die Dünnheit der Schichten, die auf wenige
zebntausendstel Millimeter heruntergehen kann, -in Betracht kommt, und daß sie sich
in genügender Weise beherrschen lassen, um bei Massenherstellung vorher bestimmbare
Ergebnisse zu erzielen.
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Im besonderen handelt es sich hierbei weniger um die an sich schon
in dem Patent 372 742 offenbarte Diffusion, welche die Ur-
Sache
der festen Haftung der Auflage an der Unterlage ist,_ als um die Farbgebung, welche
im besonderen bei Golddoub16 als Weißgold, Rotgold, Grüngold- sowie hellere oder
dunklere Färbung für die meisten Waren von großer Bedeutung ist.
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Weiter kommt die Diffusion, namentlich für sehr dünnes Golddouble
(z. B. 5 Millieme) und eine entsprechende Temperaturbemessung nicht nur als Diffusion
der Unterlage in die Auflage, sondern im umgekehrten Sinne in Betracht, welches
bei einer zu hohen Temperatur und ungeeigneter Wahl des Unterlagemetalls bis zum
völligen Hineinschlupfen des Goldes in die Unterlage führen kann.
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Hinsichtlich der Färbung ist bekannt, daß gewisse Metalle und Legierungen
eine gewisse Fähigkeit haben, bei Legierung mit anderen Metallen diese zu färben,
im allgemeine in der Richtung, welche der eigenen Farbe des färbenden Metalls entspricht.
So verdanken Legierungen, wie Alpaka, Platinin, Neusilber, ihre helle Färbung ihrem
Nickelgehalt; Kupfer ist bekannt als Ursache der Rotfärbung bei der Legierung mit
' Gold; Kupfer in Verbindung mit Zinn, Zink, Silber und Cadmium als Ursache der
Grünfärbung; das alles aber nur für die schmelzflüssige Herstellung der Legierungen.
Eine weitere Folgerung hieraus ist, daß bei Ähnlichkeit der Farbe von Unterlage
und Auflage sich die Farbe oft überhaupt nicht ändern wird.
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Für die Färbung mit diesen Metallen aber kommt das weitere erwähnte
Moment der Diffusionsgeschwindigkeit und der Dicke der Auflage in Betracht und die
Abhängigkeit der Diffusionsgeschwindigkeit von der Höhe der Temperatur und der Dauer
ihrer Einwirkung.
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So könnte bei einer dicken Auflage, einer an sich geringen Diffusionsgeschwindigkeit
und niederer Temperatur die Diffusion so gering sein, daß sie überhaupt keine Farbänderung
hervorruft, sondern vielleicht nur eine Änderung in der Helligkeit der vorhandenen
Farbe. Anderseits wird bei einer sehr dünnen Auflage die Färbung an der Oberfläche
viel leichter eintreten; hier kann aber sehr störend sein, daß eine gleichzeitige
Diffusion der Auflage in die Unterlage deren Dicke in sehr schädlicher Weise verringert,
was bis zu dem erwähnten gänzlichen Hineinschlupfen in die Unterlage gehen kann.
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Als allgemeiner praktischer Grenzpunkt läßt sich hier angeben, daß
bei niedrig schmelzenden und sehr diffusionsfähigen Metallen, wie z. B. bei Unterlage
aus Kupfer und Auflage aus Silber und Cadmium, die untere Temperaturgrenze bei 35o
bis 400° liegt, während bei Verwendung von hochschmelzenden Metallen, also namentlich
bei Nickel und Nickellegierungen und Metallen der Platingruppe, Temperaturen oberhalb
6oo° die Regel sind.
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Die Unterlage kommt hier nur hinsichtlich ihrer äußersten, mit der
Auflage in Berührung stehenden Oberflächenschicht in Betracht. Das Wort »Unterlage«
soll deshalb hier auch bimnetallische Unterlagen in dem Sinne einschließen, daß
diese Oberflächenschicht durch einen besonderen Vorgang auf eine Kernunterlage aufgebracht
ist.
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Die Abhängigkeit der Temperatur von den beiden verwendeten Metallen
oder Legierungen, der Dicke der Auflage und der gewünschten Färbung läßt sich heute
nicht in Gestalt einer exakten mathematischen Funktion darstellen. Die im folgenden
abgegebenen Beispiele aber gestatten, mit Hilfe der angegebenen Richtlinien und.
einfachen Probeversuche das Verfahren auch mit nicht genannten Metallen und bei
anderen Temperaturen auszuführen.
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Bei Beachtung dieser Punkte lassen sich nun doubleartige Waren in
sehr viel größerem Umfang und besonderen Wirkungen herstellen, als es praktisch
nach dem Patent 372 742 möglich war, z. B. auch durchbrochene, platinierte Waren.
Im besonderen aber lassen sich auf diese Weise Waren _rnit Farbmustern so herstellen,
daß, die Ware aus verschiedenen Unterlagen hergestellt wird, welche nach einheitlicher
Plattierung und Erhitzung verschiedene Farben der verschiedenen Teile, entsprechend
der Verschiedenheit der Unterlage, ergeben.
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Beispiele Tombakketten werden sorgfältig gereinigt, mit Feingold plattiert,
12/000 oder 25/000, geboraxt und auf 55o°, 575°, 6oo° erhitzt, je nach der gewünschten
Farbe. Sie werden desto heller, je höher sie erhitzt werden.
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Bronzeketten werden ebenso behandelt, auf 55o bis 6oo° erhitzt und
werden dabei heller als Tombakketten bei derselben Temperatur.
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Wird .eine schwer schmelzende und entsprechend schwerer diffundierende
Unterlage genommen, Alpaka oder Neusilber, so steigt die Mindesttemperatur auf 65o°,
und die Richtung der Färbung ,geht auf Weiß hin. Je mehr Kupfer die Unterlage hat,
desto mehr wird die Farbe nach Rot hin gehen, und entsprechend der großen Diffusionsfähigkeit
von Kupfer kann die Mindesttemperatur niedrig sein, namentlich wenn ein Zinkzusatz
die Schmelztemperatur verringert, und so auf 475° heruntergehen, bei reinem Kupfer
aber für starke Rotfärbung auch auf 65o° steigen.
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Bei Tombak-Platinin-Bronze und Tombak-Bronze-Silber liegen die Temperaturen
zwischen 5-5o° und 65o°.
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Wenn die Unterlage sehr niedrig schmilzt,
wie bei
Cadmiumlegierungen, kann die Temperatur auf 35o° heruntergehen, z. B. bei Grünfärbungen
mit Silber-Cadmium-Unterlage.
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Bei der fabrikatorischen Ausführung des Verfahrens wird so vorgegangen,
daß fär eine bestimmte Unterlage und Auflage ein Probeversuch gemacht wird, um die
besten Ziffern und Erfolge festzustellen, nach dessen Ergebnis dann gleichmäßig
für alle gleichen Rohwaren weiter gearbeitet werden kann.
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Die Erhitzung wird am besten in einem elektrischen Ofen in der Weise
ausgeführt, daß in den erhitzten Ofen eine bestimmte `Varenmenge eingeführt wird.
Dabei kühlt sich der Ofen etwas ab. Nach Schließung des Ofens wird der Strom wieder
angestellt, so lange, bis die ermittelte Temperatur erreicht ist, worauf die Ware
herausgenommen und mit einer neuen Menge in derselben Weise verfahren wird.
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Dabei kann die Überziehung der Waren mit einem Überzug von Borax oder
Borsäure oder einem Gemisch beider manchmal von Vorteil sein, namentlich bei Waren
mit :einem niederen Feingehalt. Dieser Überzug mag dabei teilweise die Funktionen
der sauerstofffreien Atmosphäre oder Vakuums in einer industriell viel einfacheren
Weise insofern übernehmen, als er Sauerstoff in gewissem Umfang auflöst, hat aber
anscheinend auch andere heute noch nicht definierbare Funktionen, wie sie in dem
Ausdruck »Flußmittel« angedeutet sind.
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Im allgemeinen lassen sich dieselben Ergebnisse erzielen, wie vorauszusehen,
wenn man unterhalb der ermittelten Temperatur bleibt, dafür aber die Ware noch eine
kleine Zeit nach Erreichung der niederen Temperatur in dem Ofen läßt.