Technology of watch production - part 91

The  dial  silve r - coat is  applied on an  underlaye r  of  bras s ,   tomback,  or 

copper  (acid ) .   Silver -plated  dial s  are brightened in ammonia  for t  to 1 min, 
and  coated  with  a  BMK - 5  colorless  varnish . 

G o  1 d - p 1 a t  i n  g  is  applied  to  parts  of  pocket- and  wristwatches  and 

alarm  clocks .  It  se rves  the  dual aim  of giving the  parts  an  aesthetic  ap ­

pearance  and  protecting them  from  corros ion .  Gold has  excellent chemical 

resistance  and  is not tarnished by atmo spheric  air .   It is  diss ol ved only in 

"aqua  regia "  (a  mixture  of hydrochloric  and  nitric  acids  in a  ratio  of  3 : 1 ) .  

Cyanide  baths  only  (gold  cyanide,  gold  chloride  or gold fulminate )  are 

used for  gold-plating.  Gold cyanide  is obtained by galvanically  diss olving 
metallic  gold in  a  solution of potassium  cyanide  through  a  porous  vess el .  

Gold chloride i s  obtained by diss olving metallic  gold  in aqua  regia .  The 

trivalent  gold  chloride  obtained  (AuCl 3 )  is  then  transformed into  a  complex 

cyanide  salt K[A u(CN)2 ]  by treating it  with potassium  cyanide . 

Gold fulminate  is  obtained  from  gold chloride by  dissolving it in hot wate r 

and  treating it  with  ammonia  (NH40H ) .   The  precipitate  of gold fulminate 

obtained  is  dis sol ved in  potassium  cyanide,  as  it is  highly explosive  in a 

dry  state . 

The  electrolyte  composition  and  the  working conditions  are  as  follows : 

Gold ( metallic)  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  1 o-12 g/1 
Potassium  cyanide 

.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  2G-25 

g/1 

D isodium  phosphate  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  2 Q-25 g/1 

Current  density 

. . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . .  

0.10- 0 .25  amp/dm2 

Temperature 

. 

.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  • 

. 

.  5D-60"C 

Holding  time  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 

5- 7  min 

Some plants use electrolytes  with a gold concentration of 5 - 7  g/1,  2 - 3  g/1 

of potass ium  cyanide ,  at  current densities  of  0 . 1 - 0 . 2  amp/ dm2 . 

Brass  and  copper parts  whose  surface quality  does  not have  to  satisfy 

strict  specifications ,  and  for which  a  thin  layer  of  gold  ( 0 . 1 

!l 

thick )  is  suf­

ficient,  are gold - plated by simple  imme rsion in a  solution  (without electro ­

lysis )  of  the  following c omposition: 

Chloroauric acid 

. 

.  . 

.  ·  ·  . . . . . . . . . . . . • . .  

D isodium phosphate . . . . . . . . . . .  

, 

.

.

.

.

.

.

.

 . 

Caustic soda 

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

 

Sodium carbonate 

.

•

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

 

Potassium cyanide 

.

.

.

.

.

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

 

The  bath is heated to  gooc . 

0.6 g/1 

6 

g/1 

1 

g/1 

3.0 g/1 

1 0  g/1 

The  thickness  of  the  gold layer  on  movement parts,  which are  internal 

parts ,  must be  0 . 6 - 0 .  7 !l ,  while  the  thickness  of  gold on external  parts  must 

be between  5  and 7 !1 or  even  2 0 ft.  External  parts  are  accordingly given 

s everal layers,  each  1 . 5 - 2  

!l 

thick and  each rubbed and polished in  turn. 

In order  to  obtain thick layers of high  quality,  it  is  recommended that the 

polarity  of the  electrodes  be periodically  revers e d .  

Fourteen- carat gold  can be u s e d  f o r  gold-plating instead of pure  gol d .  

I n   this  case  a  s olution  of copper cyanide  i s  introduced into  the  electrolyte , 

and  either  1 4 - carat gold  anodes  or  separate  pure  gold  and  copper anodes 

are used.  The  coatings  obtained are reddish and more wear - resistant. 

3 6 1  

Gold  and  silver platings  must satisfy  the  additional  requirement of metal 

economy.  Standards  have  been fixed  for  recoverable  and nonrecoverable 
metal  losses .  Nonrecove rable losses  are  thos e  incurred in  electrolyte 

preparation,  filtration,  slag  formation  on the  anode s ,   cleaning and polish ­

ing of the  parts ,  and  rinsing.  Recove rable l o s s e s  include  the  gold depos ited 

on the work suspensions ,  the  gold coating of parts  rejected by inspection, 

the gold spent in electrolyte  analysis,  etc . 

FIGURE 

22. 

General  view  of a  gold-plating installation 

Nonrecoverable  losses  rep resent  1 to  2 %  of  the  total  expenditure  and 

recoverable  losses constitute  3  to  3 0 % ,   depending on the  gold- plating method 

and the part configuration .  When the  parts  to  be  gold-plated are  hung  from 

a  suspended wire  frame  or held in a  brass - wire  basket,  the  amount  of re­

coverable  gold  depos ited on the  frames  or wire bas kets  will be  equal  to  or 

even  higher than tne amount  deposited on the  parts  themselves .  When parts 

3 6 2  

are  gold-plated  in a  barrel  or  basket whose  walls  and  bottom  are  made  of 
plexiglass ,  the  gold  losses  can be  zero.  A  drawing of a  gold - plating  instal ­
lation  is  shown  in  Figure  2 2 .   The  plexiglass barrel  rotates  in  the  electro ­

lyte  during operation. 

The recoverable los s es  in stationary baths  are  8  to  1 2  "/o  on the average . 

CHEMICAL  COATINGS 

The  following types  of  chemical  coatings are  used in  watch production: 

oxide  coatings,  phosphate  c oatings  and passivation  films .  

T h e   o x i d e   c o a t i n g  o f  the  surface o f  alarm - and  wall- clock steel 

parts  in  ve ry hot alkaline  s olutions  in the p resence of oxidizers  is  widely 

practiced as  a  finishing  ope ration.  The oxide- coated surface  resists  cor­

rosion in a  favorable m edium  only,  the oxide  film being rapidly  destroyed 

in a  moist medium . 

A lkaline  oxid e - coating is  performed in a  bath  of  the  following composition: 

Caustic soda 

. 

. 

. 

• 

.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . • .  

Sodium nitrate 

. . . . . . . . . . • . • . . • . . . . . . .  

Sodium nitrite 

. . . . . . . . . • . . . . . . . • • • . . . .  

Temperature 

.  .  •  .  .  .  . . . . . . . . . . . . • • • . . • •  

Holding time 

. 

• 

. 

. 

• 

. 

• 

. 

. 

. 

. 

• 

• 

.  .  .  .  .  .  .  .  .  •  . 

• 

Film  thickness 

.

.

•

.

.

.

•

.

.

.

•

•

.

.

.

.

•

.

.

.

.

.

.

. 

70G-800 

g/1 

8G-120 

g/1 

8 o-12o 

g/1 

135-145·c 

Up to 

60 

min 

0.1- 0.8 

f1 

The  parts  to  be  oxide - c oated are  rinse d  in  c old water  and  then  boiled in 

a  5 "/o  s oap s olution,  after  which  they are  again  rinsed in  hot  water  and  then 

in running water,  dried at  1 1 0 - 1 2 0°C ,  and  rubbed with  oil .  Rubber  gloves 

and aprons s hould be  used when working  with  the  baths  to avoid s kin damage . 

Brass  parts  are  oxide - coated in solutions  of  s o - called  "liver  of  sulfur " ,  

prepared by  melting a  mixture  of sulfur and potash fragments i n  a  ratio  of 

1 : 2 .   A  brown color can be  imparted by  dipping the  parts  in a  solution of 

liver of  sulfur and ammonium  chloride  in  a  ratio of  1 : 2 .  

The  oxide - coating p rocess  takes  1  to  2  min. 

A  bath of the following c omposition is used for the black oxidation of 

dial s :  

Blue vitriol 

.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  •  .  .  .  .  .  •  •  . 

• 

• 

• 

98 

g/1 

Calcined soda 

.  .  .  .  .  .  •  . 

. 

. 

. 

. 

. 

. 

. 

. 

. 

. 

. 

. 

. 

. 

• 

. 

48 

g/

1 

Ammonia 

25 "/o 

. 

. 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

.  • 

• 

. 

• 

• 

• 

• 

400 

cm3 

Temperature  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  

. 

Holding time  . 

.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . . . . . .  . 

Room  temperature 

3- 5 

min 

The  oxide - coated parts  are  rinsed in  cold water and  dried in  cigarette 

paper. 

P h o s p h a t e   c o a t i n g s   are phosphate films of low corrosion resistance 

which adhere  well to the base  steel  and  also provide anchorage  for  organic 

c oatings .  A larm - clock cases made of low- carbon steel which are to be coated 

by nitroenamel are first phosphate - c oated.  Phosphate - coating is performed 

using  "Mazhef ' "  an acid  salt of manganes e   phosphate  and iron.  The concen­
tration  of this s alt in the batch is about  3 0 - 3 5  g/l.  The bath temperature  is 

3 6 3  

9 5  to  9 8°C .  The  holding time  is  about an  hour,  after  which  the  parts  are 

dried,  and their surface is  mechanically freed fro m  re sidues. 

P a s s i v a t i o n.  Brass  watch-movement  parts  which do not  require  ele c ­

troplating are  passivated .   After the  bright- pickling the  parts  are  treated  in 

a  s olution  of  the  following composition: 

Na2Cr207 

. 

• 

. 

• 

. 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

. 

• 

• 

• 

. 

• 

. 

. 

• 

• 

. 

. 

. 

. 

• 

• 

25o- 300 g/1 

H2S04  (sulfuric  acid) 

. 

. 

• 

. 

. 

. 

• 

• 

. 

• 

• 

. 

. 

. 

• 

• 

• 

• 

• 

SG-100 g/1 

The  solution  is  at  room  temperature.  The holding time is from  30 sec 

to  1  min. 

Passivation should be  followed by a  careful  rinsing  of  the  parts  in  cold 

running water. 

ORGANIC  COATINGS 

Organic  coatings  are  used in  watch  production  mainly  for  finishing  the 

metallic  cases of  alarm  clocks ,  automobile  clocks ,  and  othe r  watches . 

Organic  coatings  are  used in  the  manufacture  of pocket- and  wristwatches 

for  dial finishing only. 

Organic  coatings  provide  protection against corrosion and afford an 

aesthetic  appearance .   Organic  coatings  must well  adhere  to the metal,  have 

sufficient mechanical  strength  and elasticity (resist blows and abrasive wear )  
and  show n o  peeling off  or rupture  when  the  part i s  deform e d .   The  coatings 

must also  be light- resistant,  that is,  no noticeable  color change  as  the  re ­

s ult of exposure  to  light  must be  observed over a  specified  period  of  time .  

A dditional  requirements  (resistance  to  gasoline ,  wate r,  oil  and  to  tem ­

perature  variations )  are  imposed on the  organic  coatings  depending on  the 

medium  in  which  the  product must operate .  Paints  must be  impermeable 

to  moisture  in order to  protect the  m etal  surface  against  corrosion .  Ma­
terials  used for o rganic  coatings  are classified as  primers,  fillers,  lacquer 

enam els and lacquers ,  nitro enamels and nitroglyptal enam els and varnishe s ,  

s olvents  and  thinners ,  and other  auxiliary  materials "' · 

The  p r i m e r   is  the  first layer  applied to  the  metal .  It  must adhere 

well both to  the m etal  and to  the  subsequent layers .  The  primer layer  must 

be  elastic and impermeable  to  moisture .  It is  1 5 - 20f! thick. 

The following are the  most widely used primers : 

Primer No .  1 38  (GOS T 4 0 5 6 - 4 8 ).  Brown  color .   Main c omponents:  red 

lead- iron  or mummy,  yellow lead or zinc chromate,  siccative  and glyptal 

varnish No .  1 54 .   The  primer is applied to  the  metal  by  spraying  or  brush­

ing at 1 8 - 2 0°C ,  and diluted by a  coal - tar solvent or xylene ( 1 0 - 2 0 o/o by weight ) .  

This  primer i s  very  stable  with  respect t o  temperature  variations  (be ­

tween  - 4 0  and + 4 0°C ),  resists  blows  and  deformation  and  dries  at  1 00  to 

l 1 0°C  in  3 0  min.  Drying at  usual  temperatures  will  give  an  unstable  coat­

ing film ,  regardless  of  the  drying time . 

• 

Orgavtoprom 

Institute, 

Bul

l

e

tin 

No. 1 ,   1 953. 

3 6 4