DE1944773A1 - Metallhaltiger Schmuckgegenstand - Google Patents

Description

19U773

Marcel Villat, Oberentfeiden (Aargau; Schweiz) und Hans Ulrich Klingenb'erg, Harzligen (Bern, Schweiz)

Metallhaltiger Schmuckgegenstand

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue Hartmetalle. Insbesondere betrifft die Erfindung einen metallhaltigen Schmuckgegenstand, vorzugsweise einen solchen,der mindestens zeitweise und teilweise mit dem menschlichen Körper, Absonderungen der Haut oder organischen Produkten in Berührung steht. Solche Schmuckgegenstände sind beispielsweise Ringe, Ohrringe, Ketten, Anhänger, Broschen, Manschettenknöpfe, Armbänder, Armreifen und äusserliche Uhrenbestandteile wie Band und Gehäuse.

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BAD ORIGINAL

Die sogenannten Hartmetalle haben bekanntlich in der Schmuckindustrie Eingang gefunden. Hartmetalle sind nahezu diamantharte, temperaturbeständige Materialien, die zum überwiegenden Teil, etwa bis zu 95 fo_f aus harten Carbidpulvern des Wolfram, Titan, Molybdän, Tantal usw_a bestehen, welche durch ein metallisches Bindemittel, z.B. Cobalt oder Nickel, zusammengehalten werden, Hartmetalle sind Erzeugnisse der Pulvermetallurgie und werden grundsätzlich hergestellt , indem man feinteilige Pulver der Bestandteile verpresst und den Pressling anschliessend sur Erzielung eines festen Verbundes einer Wärmebehandlung unterwarft.

Als Bindemetalle sind neben Cobalt und Nickel auch Eisen, Chrom, Kupfer, Silber oder Legierungen, die diese Metalle enthalten, verwendet worden. Auch können statt dor erwähnten Metallcarbide auch Mischcarbide im Hartmetall vorhanden sein.

Schmuckgegenstände, z.B. Rings, Broschen oder äussere Uhrenbestandteile, die ganz oder teilweise aus Hartmetall hergestellt sind, zeichnen sich durch einen guten metallischen Glanz aus und behalten dank ihrer hohen Ritzhärten längere Zeit eine kratzfreie Oberfläche. Sie haben aber den Nachteil, dass sie in Gegenwart von atmosphärischer Luft, vrelche bekanntlich Feuchtigkeit und schädliche Verunreinigungen enthält, und vor allem unter der Einwirkung von organischen Produkten, z.B. Absonderungen der Haut, von Rauch und Haushaltsprodukten ihren Glanz mit der Zeit verlieren und Korrosionsspuren aufweisen, die oft in Form sehr unschöner Flecken auftreten.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, Schmuck^-gegenstände zu schaffen, die bei vergleichbarer Härte eine erhöhte chemische Beständigkeit als solche aus bekannten Hartmetallen besitzen. Es "wurde gefunden, dass Materialien auf der Grundlage anderer Metallverbindungen das gesetzte Ziel erfüllen, wenn gleichzeitig das Bindemetall eine besondere Zusammensetzung aufweist.

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Der erfindungsgemässe Schmuckgegenstand ist dadurch gekennzeichnet, dass er als Hartstoff mindestens ein feinteiliges Borid eines Metalls der Gruppen IVa, Va oder VIa des Periodensystems sowie eine Bindemetallphase enthält, welche zu mindestens 30 fo ihres Gewichtes aus mindestens einem der Metalle Nickel, Chrom, Silber und Gold besteht.

Der Schmuckgegenstand besteht also demnach aus einer ersten Phase (disperse Phase), die mindestens ein feinteiliges Borid eines Neben ,f,ruppenmetalls der IV. bis VI. Gruppe des Periodensystems enthält, und eine Bindemetallphase (Ifetrix) bestimmter Zusammensetzung. Nebengruppenmetalle der erwähnten Art sind z.B. Ti, Zr, Hf, Th, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W. Die Verwendung von Boriden des Ti, Zr, Cr und W ist bevorzugt. Diese Boride können auch als Mischung oder aber als Mischkristalle vorliegen. Weiterhin kann die feinteilige disperse Phase auch Silicide, Nitride und/oder Carbide dieser Nebengruppenmetalle enthalten, wiederum in Form von Mischungen mit dem Borid oder den Boriden oder als Mischkristalle.

Der Mengenanteil des Bind?;tiöäalli, richtet sich nach den besonderen Eigenschaften, die der Schmuckgegenstand aufweisen soll. Im allgemeinen steigt die Härte des Gegenstandes mit sinkendem Bindemetallanteil, wobei aber auch die Sprödigkeit zunimmt. Durch di<3 Wahl relativ edler Metalle in der Bindemetallphase,- z.B. von Cu, Ag und Au, steigt die Korrosionsbeständigkeit, so dass auch relativ grossere Mengen an Bindemetall verwendet werden können. Gewöhnlich liegt der Mindestgehalt an Bindemetall bei etwa 5 Gew.% des Materials.

Die restlichen höchstens 70 Gew.$ der Bindemetallphase können aus beliebigen Metallen und Legierungen bestehen, wobei man in der Regel Schwermetalle wie Fe, Mn, Co, Cu, Sn, Mo, Sb, Bi usw. verwendet. Dabei können diese Metalle allein, in Mischung oder als Legierung vorliegen. Der Anteil an Cu, Sn. Sb, Mo und Bi beträgt im allgemeinen

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bis zur Hälfte, d.h. 50 fo, der genannten Matrix. Die Art und Menge des jeweils/verwendeten Metalls resp. Metallgemisches richtet sich nach der angestrebten Festigkeit, Zähigkeit, Bearbeitbarkeit, Korrosionsfestigkeit, Oberflächenhärte, Farbe, Verschönerung usw. Zusätze von Bor (bis zu 50 fo des Restes der Matrix) erhöht beispielsweise die Zähigkeit der Matrix; das Aussehen, der Glanz und die Korrosionsbeständigkeit des Schmuckgegenstandes werden dadurch nicht herabgesetzt.

Durch die Zugabe der oben erwähnten Metalle Cu, Sn, Sb, Mo und/oder Bi können bei der Herstellung der Schmuckgegenstände resp. deren Rohlinge nach dem Schutzgas-, Vakuum- oder Schutzsalz-Tränkverfahren, die Sintertemperaturen und Tränktemperaturen herabgesetzt werden. Dabei können diese Metalle zusammen mit den mindestens 30 Gew.% Au, Ag; Cr und/oder Bi und den Boriden als Pulver gesintert werden, oder sie können als Schmelze zur Tränkung eines Skelettkörpers aus den Boriden dienen.

Die Verwendung der spezifizierten Metallboride bringt weitere wesentliche Vorteile. Insbesondere lassen sich Formkörper, die keine einfache geometrische Form aufweisen, was bei Schmuckgegenständen in der Regel der Fall ist_{ aus Metallboriden sehr leicht nach einfachen pulvermetallurgischen Verfahren herstellen. Es ist z.B. das bequeme Tränkverfahren anwendbar, bei dem keine Massänderung der Formkörper auftritt.

Zur Herstellung von Formkörpern aus Metallcarbiden muss meist das teuere, komplizierte Doppelsinterverfahren benutzt werden, auf das bei Boriden verzichtet werden kann, obwohl es auch hier zu guten Resultaten führt. Auch ergibt die Drucksinterung einwandfreie Produkte, die praktisch porenfrei sind.

Es ist bekannt, dass die Metallboridmaterlalien brüchiger sind als die Werkstoffe auf der Grundlage von Metallcarbiden, d»h. sie weisen

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eine geringere Druck- und Schlagfestigkeit auf. Daher haben erstere Materialien im Vergleich zu Metallcarbidwerkstoffen bis heute nur eine geringe Anwendung gefunden. Es ist nicht bekannt, dass die für die erfindungsgemässen Schinuckgegenstände verwendeten Materialien bisher in der Bijouterie und zur Herstellung von äusseren Uhrenbestandteilen verwendet wurden. Die Druck- und Schlagfestigkeit der erfindungsgemässen Schmuckgegenstände ist aber mehr als ausreichend, denn die Werte übertreffen diejenigen der Edelmetalle und Edelsteine bei weitem.

Die erfindungsgemässen, in der feinteiligen Phase zumindest Metallboride enthaltenden Schmuckgegenstände besitzen eine weichere und wärmere Farbe {wogegen Hartmetalle meist eine härtere Färbung aufweisen), sowie einen sehr schönen Glanz, der unter vergleichbaren korrodierenden Bedingungen (atmosphärische Einwirkungen, körperliche Absonderungen) viel länger erhalten bleibt als bei Hartmetallen. Fleckenbildung wie bei der Korrosion von Hartmetallen konnte nicht beobachtet werden.

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung angegeben. Sie beschränken sich auf die Angabe der Materialien; deren Herstellung sowie Verarbeitung zu Schmuckgegenständen ist dem Fachmann geläufig.

Beispiel 1

Das Material enthält als feinteilige disperse Phase 90 Gew.# GrB₂ und als Bindemetallphase 10 Gew.55 Ferrochrom, welches 70 Gew.# Chrom enthält.

Beispiel 2

Das Material besteht zu 80 Gew.% aus TiB₂ und zu je 10 Gew.# aus Nickel und Ferromangan mit 80 Gew.^ Mn.

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Beispiel 3

Man verwendet ein Material folgender Zusammensetzung: 70 Gew.fo Mischkristalle aus 90 at.# TiB₂ und 10 at# ZrB₂ 20 Gew„$ Ni 10 Gew.# Ag

Beispiel 4

Man verwendet ein Material, das die folgende Zusammensetzung besitzt:

60 Gew.# Vi₂B₅ 40 Gew.% Bindemetall; Zusammensetzung:

Cu : 50 Gew.# Ag : 25 Gew.# Au : 25 Gew.%

Beispiel 5

Man verwendet ein Material, das die folgende Zusammensetzung besitzt:

50 Gew.# Mischkristalle aus 90 at.% TiB₂ und 10 at.# ZrB₂ 50 Gew.$ Bindemetall; Zusammensetzung:

Ni : 60 Gew.# Cu : 24 Gew. fs Sn : 11 Ge\-r.fo B : 5 Gew.$

Beispiel 6

Man verwendet ein Material der folgenden Zusammensetzung:

50 Gew.% Chromborid Cr₅B₃ 50 Gew.# Bindemetall; Zusammensetzung:

Cr■: 40 Gew,# Mb : 20 Gew.% Ni : 30 Gew.#

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Cu : 10 Gew. ^

Ein Ausführungsbeispiel eines Schmuckgegenstandes gemäß der Erfindung, nämlich ein Armband, ist anhand der Zeichnung dargestellt.

Patentansprüche i

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Claims (10)

2 19U773 Patentansprüche

1. Metallhaltiger Schmuckgegenstand aus einer Hartstoff-Pseudolegierung, die aus einer dispersen Hartstoff-Phase und einer Bindemetall-Matrix besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand als Hartstoff mindestens ein feinteiliges Borid eines Metalls der Gruppen IVa, Ya oder VIa des Periodensystems enthält, und dass die Bindemetallphase zu mindestens 30 $ ihres Gewichtes aus mindestens einem der Metalle Nickel, Chrom, Silber und Gold besteht.

2. Schmuckgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Ring, Armband, Ohranhänger, Armreifen, Manschettenknopf, eine Kette oder eine Brosche ist.

3. Schmuckgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

er ein äusserer Uhrenbestandteil, wie Gehäuse oder Uhrenarmband, ist*

4. Schmuckgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens ein Borid des Ti, Zr, Cr oder W enthält.

5. Schmuckgegenstand nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,, dass er mehrere Boride in Mischung oder in Form von Mischkristallen enthält.

6. Schmuckgegenstand nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin eines oder mehrere Silicide, Nitride und/oder Carbide mindestens eines Metalls der Gruppe IVa, Va oder VIa des Periodensystems in der Hartstoffphase enthält.

7. Schmuckgegüiistand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass .der Anteil der Bindemetallphase mindestens 5 Gew.$ des Materials ■beträgt.

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8. Schmuckgegenstand nach Anspruch ί bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass.die Bindemetallphase zu mindestens 30 Gew.% aus Nickel, einer. Nickel-Silber-Legierung oder einer Silber-Gold-Legierung besteht.

9. Schmuckgegenstand nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die restlichen max. 70 $ der Bindemetallphase eines oder mehrere Metalle oder Legierungen der Gruppe Fe, Mu, Co, Gu, Sn, Mo, Sb und Bi enthalten.

10. Schmuckgegenstand nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemetallphase Bor enthält.

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