आभूषणों के लिए वैक्यूम कोटिंग की पूरी प्रक्रियाः गोल्ड प्लेटिंग, टाइटेनियम प्लेटिंग और आगे

वैक्यूम कोटिंग तकनीक, मुख्य रूप से फिजिकल वाष्प जमाव (पीवीडी) और रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी), ने पर्यावरण के अनुकूल, टिकाऊ,और उच्च गुणवत्ता वाले सतह परिष्करण समाधान सोने की चढ़ाई के लिएपारंपरिक इलेक्ट्रोप्लाटिंग के विपरीत जो विषाक्त रसायनों पर निर्भर करता है, वैक्यूम कोटिंग एक सील, कम दबाव वाले वातावरण में काम करता है,यूरोपीय संघ के RoHS और REACH जैसे अंतरराष्ट्रीय पर्यावरण मानकों के अनुपालन को सुनिश्चित करनाइस प्रक्रिया में पूर्व-उपचार से लेकर कोटिंग के बाद के निरीक्षण तक एक-दूसरे से जुड़े चरणों की एक श्रृंखला शामिल होती है, जहां प्रत्येक चरण की सटीकता सीधे अंतिम उत्पाद की उपस्थिति, आसंजन,और दीर्घायुइस लेख में आभूषणों के लिए वैक्यूम कोटिंग के पूर्ण कार्यप्रवाह का विवरण दिया गया है, जिसमें अल्ट्रासोनिक सफाई, सतह चमकाने की आवश्यकताओं पर ध्यान केंद्रित किया गया है,और वास्तविक सोने और टाइटेनियम कोटिंग्स की विशिष्ट विशेषताओं में रंग प्रतिधारण अवधि शामिल है.

प्री-ट्रीटमेंटः उच्च गुणवत्ता वाली कोटिंग की नींव

प्री-ट्रीटमेंट को वैक्यूम कोटिंग में सबसे महत्वपूर्ण चरण के रूप में सार्वभौमिक रूप से मान्यता प्राप्त है, क्योंकि सतह प्रदूषक जैसे तेल, मोम, ऑक्साइड और धूल कोटिंग विफलता का कारण बन सकती है, जिसमें छीलने, बुलबुले शामिल हैं,इस चरण में दो मुख्य प्रक्रियाएं शामिल हैंः सतह चमकाने और बहु-चरण सफाई, जिसमें अल्ट्रासोनिक तकनीक गहन शोधन प्राप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

सतह चमकाने की आवश्यकताएं

एक चिकनी, समान सब्सट्रेट बनाने के लिए पॉलिशिंग आवश्यक है जो कोटिंग चिपकने और दृश्य अपील को बढ़ाता है।यह प्रक्रिया एक क्रमिक "गंभीर चमकाने → मध्यम चमकाने → ठीक चमकाने" दृष्टिकोण का पालन करती है जिसमें कपड़े के पहिया चमकाने वाले और घर्षण चमकाने वाली मशीनों जैसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है।आभूषणों के लिए जो दर्पण के समान परिष्करण की आवश्यकता होती है, सतह की मोटाई को Ra 0.030 μm के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए, जिससे प्रकाश प्रतिबिंब स्थिरता और कोटिंग एकरूपता सुनिश्चित होती है।बनावट वाले प्रभावों वाले टुकड़ों के लिएउदाहरण के लिए, सैंडब्लास्टिंग या ब्रशिंग), इन बनावटों को लागू किया जाता हैबाद मेंवांछित सतह पैटर्न को नुकसान से बचने के लिए बारीक चमकाने के लिए। कार्यात्मक गहने, जैसे कि चिकित्सा छेद सहायक उपकरण, चमकाने का उद्देश्य मध्यम असमानता (रा 0.1-0.3 μm) कोटिंग के लिए "अँकर" के रूप में कार्य करने वाले माइक्रो-पिट बनाने के लिएपोलिशिंग सामग्री सब्सट्रेट के आधार पर भिन्न होती है: एल्यूमीनियम ऑक्साइड पेस्ट का उपयोग तांबे के मिश्र धातु जैसे साधारण धातुओं के लिए किया जाता है,जबकि टाइटेनियम स्टील जैसी कठोर सामग्री के लिए हीरे के पेस्ट को प्राथमिकता दी जाती है।.

अल्ट्रासोनिक सफाई और बहु-चरण कीटाणुशोधन

अल्ट्रासोनिक सफाई सफाई समाधानों में सूक्ष्म बुलबुले उत्पन्न करने के लिए उच्च आवृत्ति ध्वनि तरंगों (आमतौर पर 40 kHz) का लाभ उठाती है,जो उत्कीर्णन और खोखले संरचनाओं जैसे जटिल क्षेत्रों से भी प्रदूषकों को हटाने के लिए विस्फोट करते हैंविभिन्न प्रकार की अशुद्धियों को दूर करने के लिए सफाई प्रक्रिया एक कठोर अनुक्रम का पालन करती हैः

• मोम हटाना: पॉलिश किए गए आभूषण को 75±2°C पर 240±10 सेकंड के लिए एक कमजोर क्षारीय मोम हटाने वाले (8-10% एकाग्रता) में डुबोया जाता है।जिसमें फैटी एसिड मेथिल एस्टर एथोक्सीलेट और नारियल डायथेनोलामाइड होता है3L/24H का एक पूरक जल प्रवाह समाधान की प्रभावशीलता को बनाए रखता है, जिसमें साप्ताहिक प्रतिस्थापन की सिफारिश की जाती है।
• वसा घटाना: इसके बाद, टुकड़ों को 240±10 सेकंड के लिए 55±2°C पर 4-5% क्षारीय डिग्रेसर में अल्ट्रासोनिक डिग्रेसिविंग से गुजरना पड़ता है। यह चरण अंगूठे के निशान, काटने के तरल पदार्थ और त्वचा के तेलों जैसे कार्बनिक प्रदूषकों को हटा देता है।डिग्रिसेटर की संरचना, जिसमें अल्किलफेनोल एथॉक्सीलेट और नारियल के तेल के अल्कानोलामाइन शामिल हैं, सब्सट्रेट को नुकसान पहुंचाए बिना तेल के गहन इमल्सिफिकेशन को सुनिश्चित करता है।
• सतह सक्रियण: पॉलिशिंग के दौरान बनने वाली नैनोस्केल ऑक्साइड फिल्मों को खत्म करने के लिए (जो कोटिंग आसंजन को बाधित करते हैं),आभूषणों को KMnO4 (100±10 g/L) और NaOH (20±5 g/L) के मिश्रित घोल के साथ 50±2°C पर 240±10 सेकंड के लिए इलाज किया जाता हैयह कोमल उत्कीर्णन प्रक्रिया धातु की सतह को ताज़ा करती है, जिससे कोटिंग सामग्री के साथ इसकी प्रतिक्रियाशीलता में सुधार होता है।
• तटस्थता और कुल्लासक्रियण के बाद, शेष ऑक्सीडेंट्स को हटाने के लिए आभूषण को ऑक्सालिक एसिड (H2C2O4) समाधान (50±10 g/L) में कमरे के तापमान पर बेअसर किया जाता है।इसके बाद रासायनिक अवशेषों को खत्म करने के लिए इसे तीन लगातार चरणों में डीआयोनाइज्ड पानी से कुल्ला जाता है, खनिज जमाव को रोकने के लिए शुद्ध पानी के साथ एक अंतिम कुल्ला।
• सूखना: साफ किए गए गहने सभी नमी को हटाने के लिए 30-60 मिनट के लिए 80-100 डिग्री सेल्सियस पर वैक्यूम ओवन में सूख जाते हैं। वैक्यूम कक्ष में पानी का वाष्प भी वाष्पित हो सकता है, जिससे कोटिंग में पिनहोल दोष हो सकते हैं.सफाई प्रक्रिया के दौरान, क्रॉस-कंटॉमिनेशन को रोकने के लिए प्रत्येक चरण के बीच स्प्रे रिनस (5L/मिनट) किया जाता है।

वैक्यूम कोटिंग: कोर जमाव प्रक्रियाएं

पूर्व उपचार के बाद, आभूषण को कोटिंग के लिए एक वैक्यूम कक्ष में स्थानांतरित किया जाता है। गैस अणु हस्तक्षेप को कम करने के लिए कक्ष को 5 × 10−3 Pa से नीचे के दबाव में खाली कर दिया जाता है, घने,समान फिल्म गठनसोने और टाइटेनियम को चढ़ाने के लिए दो प्राथमिक तकनीकों का प्रयोग किया जाता हैः मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग और मल्टी-आर्क आयन चढ़ाना।

असली सोने का आवरण (पीवीडी सोने का आवरण)

पीवीडी असली सोना चढ़ाना ज्वैलरी की सतह पर शुद्ध सोने (एयू) या सोने के मिश्र धातु (जैसे, एयू-पीडी) की एक पतली परत जमा करता है,वास्तविक सोने की उपस्थिति बनाए रखते हुए ठोस सोने के लिए एक लागत प्रभावी विकल्प प्रदान करनायह प्रक्रिया आम तौर पर मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग का उपयोग करती है, जहां आर्गॉन आयनों को एक विद्युत क्षेत्र द्वारा एक सोने के लक्ष्य पर बमबारी करने के लिए तेज किया जाता है, जो घूर्णन वाले गहने पर जमा सोने के परमाणुओं को बाहर निकालता है।प्रमुख मापदंडों में शामिल हैं:

• वैक्यूम स्तर: सोने के परमाणुओं के ऑक्सीकरण को रोकने के लिए 2×10−3 पा पर रखा जाता है।
• अवशोषण तापमान: सब्सट्रेट के विरूपण से बचने के लिए 150-200°C पर नियंत्रित (संवेदनशील डिजाइनों के लिए महत्वपूर्ण) ।
• कोटिंग मोटाईआभूषणों के लिए 0.5-1.5 माइक्रोन; उच्च पहनने वाली वस्तुओं जैसे कि छल्ले के लिए मोटी परतों (2-3 माइक्रोन) का उपयोग किया जाता है।
• अनुपालन में वृद्धि: सोने के सब्सट्रेट के बंधन को बेहतर बनाने के लिए अक्सर एक पतली टाइटेनियम (Ti) या क्रोमियम (Cr) इंटरलेयर पहले जमा की जाती है।

प्रीमियम गहने के लिए एक हाइब्रिड प्रक्रिया में बहु-आर्क आयन कोटिंग (अंतरवर्ती परत के लिए) और मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग (सोने की परत के लिए) को मिलाया जाता है।जिसके परिणामस्वरूप HV 1500-2000 कठोरता के साथ एक कोटिंग प्राप्त होती है जो पारंपरिक इलेक्ट्रोप्लेटेड सोने की तुलना में 30 गुना कठिन होती हैइससे खरोंच प्रतिरोध और दीर्घायु में वृद्धि होती है।

असली सोने की चढ़ाई का रंग बरकरार रखना

पीवीडी असली सोने की चढ़ाई की रंग प्रतिधारण अवधि2 से 5 वर्षसामान्य पहनने की स्थिति में (यानी कठोर रसायनों, पसीने और घर्षण के सीमित जोखिम में) दीर्घायु को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में शामिल हैंः

• कोटिंग मोटाई: मोटी परतें (2-3 माइक्रोन) 4-5 वर्षों तक रंग प्रतिधारण का विस्तार कर सकती हैं, जबकि पतली परतें (0.5-1 माइक्रोन) 2-3 वर्षों के बाद थोड़ा फीका पड़ सकती हैं।
• पर्यावरणीय जोखिम: सौंदर्य प्रसाधनों, इत्रों, क्लोरीन (स्विमिंग पूल) या अम्लीय पसीने के संपर्क में आने से ऑक्सीकरण तेज हो जाता है, जिससे रंग 30-50% कम रहता है।
• सब्सट्रेट की गुणवत्ता: उच्च शुद्धता वाले आधार धातु (जैसे टाइटेनियम स्टील) गैल्वानिक जंग को कम करते हैं, कम ग्रेड मिश्र धातुओं की तुलना में सोने की परत को अधिक समय तक संरक्षित करते हैं।

टाइटेनियम कोटिंग (टाइटेनियम नाइट्राइड कोटिंग)

टाइटेनियम चढ़ाना, जिसे आमतौर पर "टाइटेनियम गोल्ड" (TiN) के रूप में जाना जाता है, एक टिकाऊ, संक्षारण प्रतिरोधी कोटिंग का उत्पादन करता है जिसमें एक विशिष्ट सुनहरा-कास्य रंग होता है।जो उच्च वोल्टेज आर्क के माध्यम से टाइटेनियम परमाणुओं को आयनित करता हैमुख्य चरणों में निम्नलिखित शामिल हैंः

• लक्ष्य तैयारी: कोटिंग अखंडता सुनिश्चित करने के लिए उच्च शुद्धता वाले टाइटेनियम (99.99%) लक्ष्यों का उपयोग किया जाता है।
• प्रतिक्रियाशील गैस का परिचय: टाइटेनियम आयनों के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए नाइट्रोजन (N2) को कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है, जिससे TiN बनता है।
• प्रक्रिया नियंत्रण: जमाव तापमान 200-300°C पर सेट किया जाता है, जिसमें 1-2 μm की कोटिंग मोटाई होती है।परिणामी टीआईएन परत में असाधारण पहनने के प्रतिरोध (संक्षारण के बिना 48 घंटे के नमक छिड़काव परीक्षणों के बावजूद) और 95% प्रकाश प्रतिबिंब के साथ एक परावर्तक खत्म है.

कस्टम रंगों के लिए (जैसे, गुलाबी सोना टाइटेनियम), मिश्र धातु लक्ष्य (Ti-Al) या गैस मिश्रण समायोजन (N2/Ar अनुपात) कोटिंग के ऑप्टिकल गुणों को संशोधित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

टाइटेनियम कोटिंग का रंग प्रतिधारण

वास्तविक सोने की तुलना में टाइटेनियम कोटिंग बेहतर रंग प्रतिधारण प्रदान करती है,3 से 8 वर्षइसके दीर्घायु को निम्नलिखित कारणों से माना जाता हैः

• भौतिक निष्क्रियता: टीआईएन रासायनिक रूप से स्थिर है, ऑक्सीकरण, संक्षारण और त्वचा के तेल या घरेलू रसायनों के साथ प्रतिक्रिया का विरोध करता है।
• कठोरता: एचवी 2000-2500 कठोरता के साथ, कोटिंग अत्यधिक खरोंच प्रतिरोधी है, सतह क्षति को रोकती है जो सब्सट्रेट को उजागर करती है और विरंजन का कारण बनती है।
• परत घनत्व: मल्टी-आर्क आयन कोटिंग एक घनी, पिनहोल मुक्त फिल्म का उत्पादन करती है जो पर्यावरणीय कारकों के खिलाफ एक बाधा के रूप में कार्य करती है।रंग प्रतिधारण 5 वर्ष के बाद 70% से अधिक रहता है.

असली सोने और टाइटेनियम के बीच तुलना

निर्माताओं और उपभोक्ताओं के लिए स्पष्ट संदर्भ प्रदान करने के लिए, पीवीडी वास्तविक सोने और टाइटेनियम के बीच मुख्य अंतरों का सारांश नीचे दिया गया हैः

कोटिंग के बाद उपचार और गुणवत्ता निरीक्षण

अंतिम चरण यह सुनिश्चित करता है कि कोटिंग सौंदर्य और प्रदर्शन मानकों को पूरा करती है, जिसमें शीतलन, परिष्करण और कठोर परीक्षण शामिल हैं।

शीतलन और परिष्करण

जमाव के बाद, दबाव को मुक्त करने के लिए वैक्यूम कक्ष धीरे-धीरे नाइट्रोजन से भरा जाता है, और आभूषण को 2-4 घंटे तक कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाता है।थर्मल तनाव से प्रेरित क्रैकिंग को रोकने के लिए तेजी से ठंडा होने से बचा जाता हैसजावटी टुकड़ों के लिए, एक नरम कपड़े के पहिया के साथ एक अंतिम पॉलिशिंग मामूली सतह दोषों को हटा देता है और चमक को बढ़ाता है। बनावट वाले गहने के लिए,वांछित सतह पैटर्न को संरक्षित करने के लिए कोई अतिरिक्त पॉलिशिंग नहीं की जाती है.

गुणवत्ता निरीक्षण

निरीक्षण प्रोटोकॉल कई प्रदर्शन मीट्रिक को कवर करते हैंः

• मोटाई का माप: एक डिजिटल मोटाई गेज (सटीकता 0.1 μm) कोटिंग एकरूपता की पुष्टि करता है, जिसमें ±0.1 μm से अधिक विचलन के साथ पुनः कार्य की आवश्यकता होती है।
• आसंजन परीक्षण: टेप परीक्षण (ASTM D3359) और क्रॉस-कट परीक्षण का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि कोटिंग छील या चिप न हो।
• कठोरता परीक्षण: एक सूक्ष्म कठोरता परीक्षक कोटिंग कठोरता को मापता है, जिसमें टाइटेनियम कोटिंग के लिए HV 1200 और सोने कोटिंग के लिए HV 800 की न्यूनतम आवश्यकताएं होती हैं।
• सौंदर्य मूल्यांकन: विजुअल निरीक्षण के तहत मानक प्रकाश जांच के लिए विरूपण, पिनहोल, या असमानता के लिए।
• रंग प्रतिधारण सत्यापन: त्वरित उम्र बढ़ने के परीक्षण (उदाहरण के लिए, 1000 घंटे के यूवी जोखिम, 500 घंटे के पसीने में विसर्जन) वास्तविक दुनिया में दीर्घायु की भविष्यवाणी करते हैं; सोने की चढ़ाई को 500 घंटे के बाद ≥80% रंग बनाए रखना चाहिए,जबकि टाइटेनियम कोटिंग को ≥ 90% को बरकरार रखना चाहिए.
• कार्यात्मक परीक्षण: उच्च प्रदर्शन वाले आभूषणों के लिए संक्षारण प्रतिरोध (नमक छिड़काव) और पहनने प्रतिरोध (घर्षण परीक्षण) किया जाता है।

लाभ और उद्योग अनुप्रयोग

वैक्यूम कोटिंग पारंपरिक तरीकों के मुकाबले कई फायदे प्रदान करती हैः पर्यावरण स्थिरता (विषाक्त अपशिष्ट नहीं), बेहतर कोटिंग प्रदर्शन (घनत्व, आसंजन और स्थायित्व),और विभिन्न सामग्रियों में बहुमुखी प्रतिभा (सोना), चांदी, टाइटेनियम इस्पात, प्लास्टिक) और डिजाइन (खाली, उत्कीर्ण, सूक्ष्म घटक) ।गुलाब सोने के हार और झुमके) लागत और लक्जरी अपील को संतुलित करने के लिए, जबकि टाइटेनियम कोटिंग स्क्रैच और संक्षारण प्रतिरोध के कारण कार्यात्मक आभूषण बाजारों (जैसे, खेल घड़ियाँ, चिकित्सा छेद) पर हावी है।पर्यावरण के अनुकूल और लंबे समय तक चलने वाले आभूषणों की उपभोक्ता मांग बढ़ने के साथ, वैक्यूम कोटिंग तकनीक विकसित होती रहती है,बहु-कार्यात्मक मिश्रित कोटिंग्स (wear-resistant + antibacterial) और बुद्धिमान प्रक्रिया नियंत्रण (real-time thickness monitoring) सहित रुझानों के साथ.