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REVENDICATIONS
1. Métal précieux ou alliage de métal précieux, caractérisé par le fait qu'il contient, à titre d'additif, au moins l'un des quatre éléments
suivants: plomb, bismuth, sélénium et tellure.
2. Métal ou alliage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend, à titre d'additif, deux desdits éléments.
3. Or ou alliage d'or suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend, à titre d'additif jusqu'a IO%o en poids de
tellure.
4. Argent ou alliage d'argent suivant la revendication 1, caracté
risé par le fait qu'il comprend, à titre d'additif, jusqu'à 10%o en poids
de tellure.
La présente invention a pour objet un métal précieux ou un
alliage de métal précieux, notamment un alliage pour la bijouterie.
Trois grandes familles de métaux précieux sont utilisées en bijouterie et en horlogerie: I'or, L'argent et le platine ainsi que leurs alliages. Les alliages d'or eux-mêmes sont divisés en alliages de couleur et en alliages dits or gris ou or blanc.
La grande majorité des alliages de couleur utilisés en bijouterie
est essentiellement composée d'or, d'argent et de cuivre. La proportion d'or entrant dans leur composition est exprimée en carats: 24 carats correspond à 100% d'or, 18 carats correspond à 18/24, soit 75% d'or, et 14 carats à 14/24, soit 58,5% d'or. En faisant varier la teneur d'argent et de cuivre, on peut modifier la teinte de l'alliage et ses propriétés mécaniques: la couleur d'un alliage riche en cuivre tend vers le rouge alors que, inversement, la couleur d'un alliage riche en argent tend vers le vert.
Une série d'alliages standard de titres et de couleurs différents
ont été retenus par la profession. Ces alliages sont à la base de la fabrication de l'immense majorité des produits bijoutiers utilisant des alliages de couleur. Les formes désirées sont obtenues par des procédés les plus divers: fonte (casting), laminage, tréfilage, étampage, usinage, étincelage, etc. Si, dans l'ensemble, ces alliages se prêtent particulièrement bien à la déformation à froid, leur usinage par enlèvement de copeaux n'est pas sans poser des problèmes dus aux efforts de coupe importants, au collage des copeaux, à l'usure rapide des outils, etc., ce qui est, entre autres, un obstacle à l'obtention d'une grande précision dans l'exécution.
Or, si la fabrication d'objets en or et en alliages d'or était autrefois essentiellement artisanale, les bijoutiers s'orientent toujours plus vers des méthodes de production plus sophistiquées. C'est ainsi que, à l'heure actuelle, I'obtention de produits finis par enlèvement de copeaux se développe de plus en plus. Une des raisons en est que les récents développements de l'informatique permettent une programmation très souple des centres d'usinage. Il est ainsi possible d'obtenir des pièces de formes complexes tout en évitant un important investissement en outillage, contrairement à ce qui est le cas pour les techniques d'étampage.
En conséquence, le but de l'invention est de fournir un alliage de métal précieux qui soit facilement usinable.
Ce but est atteint grâce au fait que l'alliage contient, à titre d'additif, au moins l'un des quatre éléments suivants: plomb, bismuth, sélénium et tellure.
Il est à remarquer que l'adjonction de tels additifs pour des alliages de métaux non précieux tels que les alliages de cuivre ou de laiton, par exemple, est connue. Cependant, ces adjonctions ont été, jusqu'à présent, réputées nocives pour les alliages de métaux précieux dont on craignait qu'elles conduisent à réduire de façon intolérable la malléabilité. Ces alliages seraient ainsi devenus brisants et, dès lors, n'auraient plus été laminables. Or, I'expérience montre que, contre toute attente, cet écueil ne se présente pas, pour autant que l'on contrôle avec précision le taux d'additif qui dépend de la composition de l'alliage.
Quelques exemples du présent alliage sont indiqués ci-après.
Dans un alliage or 18 carats jaune pâle (18 jp standard), contenant 750%0 d'or, 160%o d'argent et 90%0 de cuivre, une adjonction de plomb de 0,6%o en poids a été effectuée. Il a été constaté que ce plomb, bien qu'il soit réputé comme étant nocif et à éviter dans les alliages de métaux précieux, a amélioré de façon remarquable l'aptitude de l'alliage à être usiné mais que, en revanche, le laminage à froid n'a plus été possible. Par contre, une adjonction de plomb limitée à 0,3%o a fourni un alliage dont l'aptitude à être usiné était notablement améliorée par rapport à celle de l'alliage de départ tout en pouvant être écroui de 90% après un simple recuit à 650"C pendant 15 min.
La même observation a été faite, pour un même alliage de base, concernant l'adjonction de bismuth, à une limite supérieure cependant encore plus faible, soit 0,4%0.
Concernant l'adjonction de tellure ou de sélénium, il est à remarquer que ces deux éléments du groupe VIA sont très proches l'un de l'autre quant à leurs propriétés. Les diagrammes Ag-Se et Ag-Te, ainsi que les diagrammes Cu-Se et Cu-Te, par exemple, sont pratiquement identiques. Il est, par conséquent, permis d'extrapoler les propriétés de l'un sur l'autre. C'est la raison pour laquelle les essais ont été effectués principalement avec le tellure, sa tension de vapeur étant plus faible que celle du sélénium que son caractère volatil rend difficile à utiliser.
Toujours avec le même alliage de base (18 jp standard), une amélioration sensible de l'aptitude de l'alliage à être usiné a déjà été constatée pour une adjonction de 0,1 %o en poids de tellure et, constatation inattendue, la diminution de ductilité s'est révélée négligeable. L'expérience montre que, jusqu'à des adjonctions de 4%0 de tellure la ductilité de l'alliage reste suffisante pour permettre un taux d'écrouissage de 70% après recuit. Dans ce cas, I'aptitude de l'alliage à être usiné est comparable à celle d'un laiton de décolletage, c'est-à-dire excellente. Moyennant que l'on fasse des concessions quanta la ductilité, I'adjonction de tellure pourra aller jusqu'à 10%o.
Une adjonction de 0,3%0 de tellure sur ce même alliage de base s'est révélée particulièrement favorable. Le produit obtenu constitue un bon compromis pour la mise en oeuvre des procédés de déformation à froid (laminage) et d'usinage par enlèvement de copeaux.
L'effet du tellure est tout aussi satisfaisant avec les alliages d'argent. Un alliage d'argent 925 (92,5% en poids d'argent et 7,5% de cuivre) contenant 1%o de tellure présente d'excellentes caractéristiques d'usinage, tout en permettant un écrouissage de 78% après recuit.
Le résultat est également favorable pour ce qui est des alliages de platine dont l'aptitude à l'usinage est considérablement améliorée par une adjonction, par exemple de 0,5 %o, de tellure. L'expérience a été faite, par exemple, avec un alliage de platine contenant 95% de platine et 5% de cuivre dont, cependant, I'aptitude au laminage a chuté. Cet alliage devrait, par conséquent, être réservé à la fonte (casting).
L'effet du tellure est aussi satisfaisant dans le cas d'autres alliages du système Au-Ag-Cu. Toutefois, il faut relever qu'un phénomène de démixion intervient dans le cas des alliages à bas titre et des alliages de 14 carats, phénomène dont il faut tenir compte pour la détermination des recuits nécessaires avant le laminage. Ainsi, un alliage or de 14 carats jaune pâle contenant 0,5%0 de tellure, recuit à 650"C, puis directement trempé, reste inlaminabie. Ce même alliage recuit à 650 C, puis stabilisé à une température de 500"C avant une trempe à l'eau, permet d'obtenir une réduction par laminage de 74%.
Il est à remarquer que le polissage et le diamantage des alliages enrichis au tellure ne présentent pas de difficultés particulières.
Il est également à remarquer que les additifs ne modifient pas la couleur des alliages.
On pourra réaliser des alliages comportant, à titre d'additif, une combinaison des éléments indiqués, à savoir: plomb, bismuth, sélénium et tellure, notamment de deux d'entre eux.
Enfin, I'invention n'est pas limitée aux alliages mais pourra aussi s'appliquer aux métaux précieux purs, tel l'or, L'argent ou le platine, avec les mêmes effets.
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CLAIMS
1. Precious metal or precious metal alloy, characterized in that it contains, as an additive, at least one of the four elements
following: lead, bismuth, selenium and tellurium.
2. Metal or alloy according to claim 1, characterized in that it comprises, as an additive, two of said elements.
3. Gold or a gold alloy according to claim 1, characterized in that it comprises, as an additive up to 10% by weight of
tellurium.
4. Silver or silver alloy according to claim 1, character
laughed at by the fact that it comprises, as an additive, up to 10% o by weight
tellurium.
The subject of the present invention is a precious metal or a
precious metal alloy, in particular an alloy for jewelry.
Three main families of precious metals are used in jewelry and watchmaking: gold, silver and platinum and their alloys. The gold alloys themselves are divided into color alloys and so-called gray gold or white gold alloys.
The vast majority of colored alloys used in jewelry
is essentially composed of gold, silver and copper. The proportion of gold used in their composition is expressed in carats: 24 carats corresponds to 100% gold, 18 carats corresponds to 18/24, or 75% gold, and 14 carats to 14/24, or 58, 5% gold. By varying the content of silver and copper, one can modify the color of the alloy and its mechanical properties: the color of an alloy rich in copper tends towards red whereas, conversely, the color of an alloy rich in silver tends towards green.
A series of standard alloys of different titles and colors
have been retained by the profession. These alloys are the basis for the manufacture of the vast majority of jewelery products using colored alloys. The desired shapes are obtained by a wide variety of processes: casting, rolling, drawing, stamping, machining, sparking, etc. If, on the whole, these alloys lend themselves particularly well to cold deformation, their machining by chip removal is not without causing problems due to the significant cutting forces, sticking of the chips, rapid wear tools, etc., which is, among other things, an obstacle to obtaining high precision in execution.
However, if the manufacture of objects in gold and gold alloys was formerly mainly artisanal, the jewelers are always orienting themselves towards more sophisticated production methods. This is how, today, the production of finished products by chip removal is developing more and more. One of the reasons for this is that recent developments in IT allow very flexible programming of machining centers. It is thus possible to obtain parts of complex shapes while avoiding a significant investment in tools, unlike what is the case for stamping techniques.
Consequently, the object of the invention is to provide a precious metal alloy which is easily machinable.
This object is achieved thanks to the fact that the alloy contains, as an additive, at least one of the following four elements: lead, bismuth, selenium and tellurium.
It should be noted that the addition of such additives for alloys of non-precious metals such as copper or brass alloys, for example, is known. However, these additions have so far been deemed harmful to precious metal alloys which were feared to lead to an intolerable reduction in malleability. These alloys would thus have become brittle and, therefore, would no longer have been laminable. Now, experience shows that, against all expectations, this pitfall does not arise, provided that the level of additive which depends on the composition of the alloy is precisely controlled.
Some examples of the present alloy are given below.
In a pale yellow 18 carat gold alloy (18 jp standard), containing 750% 0 of gold, 160% o of silver and 90% 0 of copper, an addition of lead of 0.6% o by weight was carried out . It has been found that this lead, although it is reputed to be harmful and to be avoided in precious metal alloys, has remarkably improved the ability of the alloy to be machined but that, on the other hand, rolling cold was no longer possible. By cons, an addition of lead limited to 0.3% oa provided an alloy whose ability to be machined was significantly improved compared to that of the starting alloy while being able to be hardened by 90% after a simple annealing to 650 "C for 15 min.
The same observation was made, for the same base alloy, concerning the addition of bismuth, to an upper limit, however, even lower, ie 0.4% 0.
Regarding the addition of tellurium or selenium, it should be noted that these two elements of the VIA group are very close to each other in terms of their properties. The Ag-Se and Ag-Te diagrams, as well as the Cu-Se and Cu-Te diagrams, for example, are practically identical. It is therefore permissible to extrapolate the properties of one over the other. This is the reason why the tests were carried out mainly with tellurium, its vapor pressure being lower than that of selenium which its volatile nature makes it difficult to use.
Still with the same base alloy (18 jp standard), a significant improvement in the ability of the alloy to be machined has already been noted for an addition of 0.1% by weight of tellurium and, unexpectedly, the reduced ductility was found to be negligible. Experience shows that, up to additions of 4% 0 of tellurium, the ductility of the alloy remains sufficient to allow a work hardening rate of 70% after annealing. In this case, the ability of the alloy to be machined is comparable to that of a free-cutting brass, that is to say excellent. As long as concessions are made as to ductility, the addition of tellurium may be up to 10% o.
An addition of 0.3% 0 of tellurium to this same base alloy proved to be particularly favorable. The product obtained constitutes a good compromise for the implementation of the cold deformation (rolling) and machining by chip removal processes.
The effect of tellurium is just as satisfactory with silver alloys. A 925 silver alloy (92.5% by weight of silver and 7.5% of copper) containing 1% o of tellurium exhibits excellent machining characteristics, while allowing 78% hardening after annealing.
The result is also favorable with regard to platinum alloys, the machinability of which is considerably improved by adding, for example 0.5% o, tellurium. Experiment has been made, for example, with a platinum alloy containing 95% platinum and 5% copper, of which, however, the rolling ability has dropped. This alloy should therefore be reserved for casting.
The tellurium effect is also satisfactory in the case of other alloys of the Au-Ag-Cu system. However, it should be noted that a phenomenon of demixing occurs in the case of low-titer alloys and 14-carat alloys, a phenomenon which must be taken into account when determining the annealing necessary before rolling. Thus, a pale yellow 14 carat gold alloy containing 0.5% 0 of tellurium, annealed at 650 "C, then directly hardened, remains unlaminabie. This same alloy anneals at 650 C, then stabilized at a temperature of 500" C before water quenching allows a reduction by rolling of 74%.
It should be noted that the polishing and diamond-coating of tellurium-enriched alloys do not present any particular difficulties.
It should also be noted that the additives do not change the color of the alloys.
It will be possible to produce alloys comprising, as an additive, a combination of the indicated elements, namely: lead, bismuth, selenium and tellurium, in particular two of them.
Finally, the invention is not limited to alloys but can also be applied to pure precious metals, such as gold, silver or platinum, with the same effects.