灰金合金的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無鎳、無鈷、無鐵、無銀、無銅、無鋯、無鈮、無鉻且無錳的灰金合金，其包含以重量％表示，75.0?76.5％Au、15?23％Pd、0.5?5％Rh、0?7％Pt和0?5％的成合金元素Ir、Ru、Ti、In、Ga、B和Re中的至少一種，所有成合金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100％。
【專利說明】灰金合金 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及無鎳、無鈷、無鐵、無銀、無銅、無鋯、無鈮、無鉻且無錳的灰金合金。本 發(fā)明還涉及包含至少一個(gè)由該合金制成的組件的時(shí)鐘或珠寶件。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 市場上存在兩種主要類型的灰金合金:其中金的增白金屬為鎳的合金，和其中該 金屬為鈀的那些。然而，包含鎳的合金越來越少使用，由于其在與皮膚接觸時(shí)的引起過敏性 能，這排除了它們在外部時(shí)鐘組件中的使用。因此，鈀合金用于該功能。
[0004] 意欲用于制表業(yè)和珠寶領(lǐng)域中的灰金合金必須滿足兩個(gè)約束條件，首先涉及它們 的亮度/白度，其次涉及它們的變形能力。因此，它們必須具有純白色顏色和亮度以及優(yōu)異 的延展性和耐腐蝕性。更具體而言，所需灰金合金必須具有L*a*b色空間（CIE 1976)中使得 L 2 80，a*〈 1.5且b*〈7，優(yōu)選b*〈6，更優(yōu)選b*〈5的值，和140HV至225HV的維氏硬度，最低值對(duì) 變形而目是最有利的。
[0005] 由于鈀的增白效果小于鎳的，這些合金必需具有高鈀含量，這降低了它們的機(jī)械 性能。另外，通常使用鍍銠改進(jìn)合金的顏色和反射率，以增強(qiáng)當(dāng)合金用于底座時(shí)珠寶的亮 度。
[0006] 該鍍銠是一個(gè)大的長期缺點(diǎn)，因?yàn)榧s1_5μπι的鍍銠層最終總是被磨損掉。因此，售 后服務(wù)面對(duì)昂貴的再鍍操作，因?yàn)樾枰诒魏辖鹋c銠改進(jìn)層之間的色差。
[0007] 這些顏色可通過上文提到的幾個(gè)參數(shù)對(duì)比。
[0008] ΕΡ專利1010768涉及具有12-14%的鈀含量，以及包含銅的18克拉灰金合金，其得 至ljL*a*b色空間中使得1 · 8〈a*〈2 · 3且7〈b*〈10的值。
[0009] EP專利1227166涉及包含銅和錳的18克拉無鈀、灰金合金，其得到L*a*b色空間中 使得2 · 6〈a*〈6且 10〈b*〈13 的值。
[0010] EP專利1245688涉及具有5-7 %的鈀含量，還包含銅和銀的18克拉灰金合金，其得 至ljL*a*b體系中使得1 · 5〈a*〈4 · 5且10 · 5〈b*〈15 · 2的色值。
[0011]這三個(gè)專利中所述合金的a*和b*色值太高而不需要通過鍍銠改進(jìn)表面。
[0012] EP專利申請2546371涉及具有2-12%的鈀含量和13-23%的鉻含量的18克拉灰金 合金，其得到L*a*b色空間中使得0.25〈a*〈0.7且3〈b*〈4.2的值。
[0013] W0專利申請2010/127458涉及具有18-24%的鈀含量和1-6%的包含Zr、Nb或Μη的 各種元素含量的18克拉灰金合金，其得到L*a*b色空間中使得1. l〈a*〈l. 5且4.5〈b*〈5.7的 值。
[0014] 后兩個(gè)專利申請中所述合金具有足夠的a*和b*色值以不需要通過鍍銠改進(jìn)表面。 然而，這些合金的硬度太高（參見下表1和2中的合金N〇.2(370HV)和3(276HV))而不能確保 在制造方法中在變形期間容易使用。
[0015] 發(fā)明概述
[0016] 因此，本發(fā)明的目的是通過提供無鎳、無鈷、無鐵、無銀、無銅、無鋯、無鈮、無鉻且 無錳的灰金合金而充分改進(jìn)灰金合金，從而可消除鍍銠而不降低合金的變形性性能。
[0017] 因此，本發(fā)明的目的是通過提供無鎳、無鈷、無鐵、無銀、無銅、無鋯、無鈮、無鉻且 無錳的灰金合金而充分改進(jìn)灰金合金，其變形性容許通過冷乳和拉伸技術(shù)轉(zhuǎn)變而不具有裂 化的風(fēng)險(xiǎn)并且其生產(chǎn)是經(jīng)濟(jì)的。
[0018] 本發(fā)明的另一目的是提供無鎳、無鈷、無鐵、無銀、無銅、無鋯、無鈮、無鉻且無錳的 灰金合金，所述合金提供具有足夠白度的顏色與亮度之間的有利折衷以滿足外部表部件領(lǐng) 域的美學(xué)要求，由此避免鍍銠操作，并且在熱處理、軟釬焊、熔焊、熔融和激光蝕刻期間是耐 氧化的。
[0019] 本發(fā)明的另一目的是提供無鎳、無鈷、無鐵、無銀、無銅、無鋯、無鈮、無鉻且無錳的 灰金合金，所述合金容易拋光且在拋光以后具有高白度。
[0020] 為此，本發(fā)明涉及無鎳、無鈷、無鐵、無銀、無銅、無鋯、無鈮、無鉻且無錳的灰金合 金，其包含以重量％表示，75.0-76.5%Au、15-23%Pd、0.5-5%Rh、0-7%Pt 和 0-5% 的成合 金元素11*、1?11、11、111、63、13和1^中的至少一種，所有成合金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100%。
[0021] 用符合上述定義的合金，得到滿足關(guān)于意欲用于制表業(yè)和珠寶領(lǐng)域中的合金的所 有標(biāo)準(zhǔn)，特別是關(guān)于顏色和亮度以及不具有裂化風(fēng)險(xiǎn)而冷變形的能力。這與優(yōu)異的耐腐蝕 性結(jié)合。
[0022] 本發(fā)明還涉及時(shí)鐘或珠寶件，其包含至少一個(gè)由如上文所定義的合金制成的組 件。該組件為例如表殼、刻度盤、手鐲或表帶、手鐲扣、珠寶或配件。
[0023] 本發(fā)明還涉及如上文所定義的合金在時(shí)鐘或珠寶件中的用途。
[0024] 優(yōu)選實(shí)施方案詳述
[0025] 本發(fā)明合金為無鎳、無鈷、無鐵、無銀、無銅、無錳、無鋯、無鉻且無鈮的灰金合金。 [0026] 根據(jù)第一實(shí)施方案，金合金為18克拉合金且包含以重量％表示，75.0-76.5%Au、 15-23%?(1、0.5-5%詘、0-7%?七和0-5%的成合金元素11、1?11、11、111、63、8和1^中的至少一 種，所有成合金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100%。如果存在的話，鉑的百分?jǐn)?shù)為0.5-7%。 [0027] 根據(jù)第二實(shí)施方案，金合金為18克拉合金且包含以重量％表示，75.0-76.5%Au、 17- 22.5%卩(1、0.5-4%詘、0-6%?七和0-5%的成合金元素 &、1?11、11、111、63、8和1^中的至少 一種，所有成合金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100%。如果存在的話，鉑的百分?jǐn)?shù)為0.5-6%。 [0028] 根據(jù)第三實(shí)施方案，金合金為18克拉合金且包含以重量％表示，75.0-76.5%Au、 18- 22.5%?(1、1.5-3%詘、0-4%?七和0-4%的成合金元素11、1?11、11、111、63、8和1^中的至少 一種，所有成合金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100%。如果存在的話，鉑的百分?jǐn)?shù)為1-4%。
[0029] 根據(jù)第四實(shí)施方案，金合金為18克拉合金且包含以重量％表示，75.0-76.5%Au、 19- 22%卩(1、1.5-3%詘、0-4.5%?七和0-4.5%的成合金元素 &、1?11、11、111、63、8和1^中的至 少一種，所有成合金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100%。如果存在的話，鉑的百分?jǐn)?shù)為1-4.5%〇
[0030] 根據(jù)第五實(shí)施方案，金合金為18克拉合金且包含以重量％表示，75.0-76.5%Au、 19-21.5%卩(1、1.5-3%詘、0-4%?七和0-4%的成合金元素 &、1?11、11、111、63、8和1^中的至少 一種，所有成合金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100%。如果存在的話，鉑的百分?jǐn)?shù)為1-4%。
[0031] 根據(jù)以上實(shí)施方案的變化方案，金合金包含元素 Ir、Ti中的至少一種，其中各元素 的比例為0.002-1重量％。
[0032]在其中合金包含Ir的變化方案中，Ir的比例優(yōu)選為0.01-1重量％。
[0033] 在其中合金包含Ti的變化方案中，Ti的比例優(yōu)選為20-500ppm。
[0034] 在其中合金包含Re的變化方案中，Re的比例優(yōu)選為0.002-1重量％，更優(yōu)選接近 0.002 重量 ％。
[0035] 在其中合金包含In的變化方案中，銦的比例優(yōu)選為1-4重量％。
[0036] 在其中合金包含Ga的變化方案中，Ga的比例優(yōu)選為0.2-2重量％。
[0037]在其中合金包含B的變化方案中，B的比例優(yōu)選為0.002-1重量％，更優(yōu)選0.005-〇.〇3重量％。
[0038]在其中合金包含Ru的變化方案中，Ru的比例優(yōu)選為0.002-1重量％，更優(yōu)選0.008-0.015 重量 ％。
[0039] 本發(fā)明金合金特別用于生產(chǎn)時(shí)鐘或珠寶件。在該應(yīng)用中，該合金避免了對(duì)鍍銠的 需要，所述鍍銠在制表業(yè)和珠寶領(lǐng)域中常用于賦予處理部件足夠的白色和亮度。
[0040] 為制備本發(fā)明灰金合金，程序如下：
[0041]合金組合物中涉及的主要元素具有999-999.9%。的純度且為脫氧的。
[0042] 將合金組合物的元素置于坩堝中并加熱直至元素熔融。
[0043] 加熱在密封感應(yīng)電爐中在氮?dú)夥謮合逻M(jìn)行。
[0044] 然后將熔融的合金倒入錠模中。
[0045] 在固化以后，將錠水硬化。
[0046] 然后將硬化的錠冷乳，然后退火。各退火期間的應(yīng)變硬化速率為66-80%。
[0047] 各退火操作持續(xù)20-30分鐘并在900°C下在包含他和出的還原氣氛中進(jìn)行。
[0048] 各退火之間的冷卻通過水驟冷實(shí)現(xiàn)。
[0049] 以下實(shí)施例根據(jù)上表1中所述條件制備且都涉及18克拉灰金合金和市場上可得到 的合金的顏色參比。所述比例以重量％表示。
[0050] 表 1
[0052]下表2描述在表1的實(shí)施例No 1至No 22中得到的合金的各種性能。
[0053]表2特別提供關(guān)于合金在退火狀態(tài)下的維氏硬度和在三軸坐標(biāo)體系中測量的顏色 的指示。
[0054] 該三維測量體系稱為CIELab，其中CIE為International Commission on Illumination和三坐標(biāo)軸的Lab的首字母縮寫；L軸測量白色-黑色分量（黑色=0 ;白色= 100) @軸測量紅色-綠色分量（紅色=正值+a;綠色=負(fù)值-a)，且&軸測量黃色-藍(lán)色分量 (黃色=正值+b;藍(lán)色=負(fù)值 _b)(參見 International Commission on Illumination 建立 的I SO 7724標(biāo)準(zhǔn)）。
[0055] 比色值用MINOLTA CM 3610d設(shè)備在以下條件下測量：
[0056] 發(fā)光體:D65
[0057] 傾角：1〇。
[0058] 測量:SCI+SCE(包括+不包括的鏡面分量）
[0059] UV：100%
[0060] 焦距：4mm
[00611校準(zhǔn):黑體和白體
[0062]表 2
[0064] 合金Nol為二元18克拉Au-Pd合金。
[0065] 合金N〇2和No 3為現(xiàn)有技術(shù)合金且具有過大硬度的缺點(diǎn)。
[0066] 合金No4(具有15%Pd的18克拉金)和No 5(具有21%Pd的18克拉金)為市場基準(zhǔn)。
[0067] 合金No22為鍍銘的比色參比。
[0068] 開發(fā)了本發(fā)明18克拉灰金合金并在變形中測試以滿足關(guān)于意欲用于制表業(yè)和珠 寶領(lǐng)域中的合金要求的亮度/白度和變形能力的雙重約束條件，即具有使得L 2 80，a*〈l. 5 且b*〈5的色值，和140HV至225HV，優(yōu)選140HV至180HV的維氏硬度。
[0069] 對(duì)比例的合金不滿足該雙重約束條件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 灰金合金，其為無鎳、無鈷、無鐵、無銀、無銅、無鋯、無鈮、無鉻且無錳的，且包含以重 量％表示，以下元素： 75.0-76.5%Au, 15-23%Pd, 0.5-5%Rh, 0-7 %Pt, 0_5%的成合金元素11'、1?11、1';[、111、63、13和1^中的至少一種， 合金的所有元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100 %。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的灰金合金，其包含以重量％表示，0.5-7 % Pt。3. 根據(jù)權(quán)利要求1的灰金合金，其包含以重量％表示，75.0-76.5%Au、17-22.5%Pd、 0.5-4%詘、0-6%?七和0-5%的成合金元素1廣此、11、111、63、8和1^中的至少一種，所有成合 金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100%。4. 根據(jù)權(quán)利要求3的灰金合金，其包含以重量％表示，0.5-6 % Pt。5. 根據(jù)權(quán)利要求1的灰金合金，其包含以重量％表示，75.0-76.5%Au、18-22.5%Pd、 1.5- 3%詘、0-4%?七和0-4%的成合金元素1廣此、11、111、63、8和1^中的至少一種，所有成合 金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100%。6. 根據(jù)權(quán)利要求5的灰金合金，其包含以重量％表示，1 -4 % Pt。7. 根據(jù)權(quán)利要求1的灰金合金，其包含以重量％表示，75.0-76.5 % Au、19-22 % Pd、1.5-3%詘、0-4.5%?七和0-4.5%的成合金元素&、此、11、111、63、8和1^中的至少一種，所有成合 金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100%。8. 根據(jù)權(quán)利要求7的灰金合金，其包含以重量％表示，1 -4.5 % Pt。9. 根據(jù)權(quán)利要求1的灰金合金，其包含以重量％表示，75.0-76.5%Au、19-21.5%Pd、 1.5- 3%詘、0-4%?七和0-4%的成合金元素1廣此、11、111、63、8和1^中的至少一種，所有成合 金元素各自的百分?jǐn)?shù)合計(jì)達(dá)100%。10. 根據(jù)權(quán)利要求9的灰金合金，其包含以重量％表示，1-4 % Pt。11. 根據(jù)權(quán)利要求1的灰金合金，其特征在于合金包含元素 Ir、Ti中的至少一種，其中各 元素的比例為0.002-1重量％。12. 根據(jù)權(quán)利要求1的灰金合金，其特征在于合金包含20-500ppm Ti。13. 根據(jù)權(quán)利要求1的灰金合金，其特征在于合金包含0.01-1重量％ Ir。14. 根據(jù)權(quán)利要求1的灰金合金，其特征在于合金包含1-4重量％In。15. 時(shí)鐘或珠寶件，其包含至少一個(gè)由根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的灰金合金制成的 組件。16. 根據(jù)權(quán)利要求15的時(shí)鐘或珠寶件，其特征在于組件選自包含表殼、刻度盤、表帶、手 鐲、手鐲扣、珠寶和配件的組。17. 根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的灰金合金在時(shí)鐘或珠寶件中的用途。
【文檔編號(hào)】C22C5/02GK105986142SQ201610146929
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】D·文森特, P·N·卡拉帕提斯, G·基斯林, S·勞普爾, G·維拉德, A·杜巴赫
【申請人】斯沃奇集團(tuán)研究和開發(fā)有限公司