CH719248A2

CH719248A2 - Platinum alloy.

Info

Publication number: CH719248A2
Application number: CH070719/2021A
Authority: CH
Inventors: Charbon Christian; Vincent Denis; Kissling Gregory; Vannod Jonas; Lauper Stéphane; Fays Vincent
Original assignee: Nivarox Far Sa
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-06-30

Abstract

L'invention se rapporte à un alliage de platine constitué, en poids, des éléments suivants : – 95.00 à 96.00% de Pt, – 1.00 à 4.95% de Ru, – 0.05 à 2.00% de Ge, – 0 à 2.00% d'Au, – les impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%.The invention relates to a platinum alloy consisting, by weight, of the following elements: – 95.00 to 96.00% of Pt, – 1.00 to 4.95% of Ru, – 0.05 to 2.00% of Ge, – 0 to 2.00% of Au, – any impurities with a total content ≤ 0.50%.

Description

Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

[0001] La présente invention se rapporte à un alliage de platine. L'invention se rapporte également à un article, notamment à un article décoratif, et plus spécifiquement à un composant horloger, réalisé dans cet alliage. The present invention relates to a platinum alloy. The invention also relates to an article, in particular to a decorative article, and more specifically to a watch component, made of this alloy.

Arrière-plan technologiqueTechnology background

[0002] Il existe sur le marché plusieurs familles d'alliages à base de platine utilisées en horlogerie et bijouterie. Ces alliages ont la particularité d'être principalement utilisés par un titre internationalement reconnu de 95% poids, ce qui limite fortement la teneur des éléments d'addition. Les éléments d'addition vont donc répondre à une contrainte technique spécifique à l'élément. Les premiers éléments d'addition classiques sont le ruthénium, le cobalt, le cuivre, l'iridium. Les alliages de platine au ruthénium ont une utilisation universelle pour la bijouterie et l'horlogerie notamment pour les produits usinés. L'alliage de platine au ruthénium a pour caractéristique d'être l'alliage de platine le plus blanc sur le marché. Malheureusement, cet alliage est difficile à couler en raison de sa température de coulée élevée et de son intervalle de fusion relativement faible. De plus, cet alliage ne se prête que difficilement aux techniques d'usinage traditionnelles telles que le décolletage, le fraisage et le perçage. [0002] There are several families of platinum-based alloys used in watchmaking and jewelry on the market. These alloys have the particularity of being mainly used by an internationally recognized title of 95% by weight, which strongly limits the content of the addition elements. The addition elements will therefore respond to a technical constraint specific to the element. The first classical addition elements are ruthenium, cobalt, copper, iridium. Platinum-ruthenium alloys have a universal use for jewelry and watchmaking, especially for machined products. The platinum ruthenium alloy has the characteristic of being the whitest platinum alloy on the market. Unfortunately, this alloy is difficult to cast due to its high casting temperature and relatively low melting range. In addition, this alloy does not easily lend itself to traditional machining techniques such as bar turning, milling and drilling.

Résumé de l'inventionSummary of the invention

[0003] La présente invention a pour objet de pallier aux inconvénients précités en proposant un nouvel alliage de platine éclatant de blancheur, facile à couler tout en ayant une bonne aptitude à l'usinage. The present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks by providing a new platinum alloy dazzling whiteness, easy to cast while having good machinability.

[0004] A cet effet, la présente invention se rapporte à un alliage de platine constitué en poids, de 95.00 à 96.00% de Pt, de 1.00 à 4.95% de Ru, de 0.05 à 2.00% de Ge, de 0 à 2.00% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale inférieure ou égale à 0.50%. To this end, the present invention relates to a platinum alloy consisting by weight of 95.00 to 96.00% Pt, 1.00 to 4.95% Ru, 0.05 to 2.00% Ge, 0 to 2.00% of Au and any impurities with a total content less than or equal to 0.50%.

[0005] De préférence, la teneur en Ru est comprise entre 2.00 et 4.95% en poids. Plus préférentiellement, elle est comprise entre 3.00 et 4.95% en poids. De manière particulièrement préférée, la teneur en Ru est comprise entre 3.50 et 4.80% en poids. [0005] Preferably, the Ru content is between 2.00 and 4.95% by weight. More preferably, it is between 3.00 and 4.95% by weight. Particularly preferably, the Ru content is between 3.50 and 4.80% by weight.

[0006] De préférence, la teneur en Ge est comprise entre 0.05 et 1.50% en poids. Plus préférentiellement, elle est comprise entre 0.05 et 1.00% en poids. De manière particulièrement préférée, la teneur en Ge est comprise entre 0.07 et 0.70% en poids. [0006] Preferably, the Ge content is between 0.05 and 1.50% by weight. More preferably, it is between 0.05 and 1.00% by weight. Particularly preferably, the Ge content is between 0.07 and 0.70% by weight.

[0007] De préférence, la teneur en Au est comprise entre 0.05 et 1.50% en poids. Plus préférentiellement, la teneur en Au est comprise entre 0.10 et 1.00% en poids. De manière particulièrement préférée, la teneur en Au est comprise entre 0.10 et 0.70% en poids. [0007] Preferably, the Au content is between 0.05 and 1.50% by weight. More preferably, the Au content is between 0.10 and 1.00% by weight. Particularly preferably, the Au content is between 0.10 and 0.70% by weight.

[0008] Le ruthénium amène un certain durcissement et la blancheur de l'alliage. L'ajout de germanium augmente significativement la dureté de l'alliage. De plus, l'ajout de germanium augmente l'usinabilité de l'alliage et permet d'augmenter l'intervalle de fusion tout en réduisant la température de coulée. L'ajout d'or a ce même effet bénéfique sur l'usinabilité et la coulabilité. Ruthenium brings some hardening and whiteness of the alloy. The addition of germanium significantly increases the hardness of the alloy. In addition, the addition of germanium increases the machinability of the alloy and allows the melting range to be increased while reducing the casting temperature. The addition of gold has this same beneficial effect on machinability and castability.

[0009] Typiquement, l'alliage selon l'invention a un yellowness index Yi10° compris entre 7 et 8 et une dureté HV2 comprise entre 140 et 230. [0009] Typically, the alloy according to the invention has a yellowness index Yi10° of between 7 and 8 and a hardness HV2 of between 140 and 230.

[0010] Avantageusement, l'alliage selon l'invention a une structure monophasée de type cubique à face centrée, exempte de précipitation d'intermétalliques tels que GePt3, GePt2, Ge2Pt3, GePt, Ge3Pt2, GeRu, qui réduiraient le durcissement par solution solide et pourraient générer des défauts lors des étapes de polissage (présence de points durs). Advantageously, the alloy according to the invention has a single-phase structure of the face-centered cubic type, free from precipitation of intermetallics such as GePt3, GePt2, Ge2Pt3, GePt, Ge3Pt2, GeRu, which would reduce the hardening by solid solution and could generate defects during the polishing steps (presence of hard spots).

[0011] La composition de cet alliage permet donc d'atteindre un excellent compromis entre dureté, usinabilité et coulabilité et ce sans impacter négativement sur la couleur blanche de l'alliage. [0011] The composition of this alloy therefore makes it possible to achieve an excellent compromise between hardness, machinability and castability, without having a negative impact on the white color of the alloy.

[0012] La présente invention concerne également un article et en particulier un composant horloger réalisé dans cet alliage. The present invention also relates to an article and in particular a watch component made of this alloy.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

[0013] L'alliage de la présente invention est un alliage de platine au titre de 95% en poids. The alloy of the present invention is a platinum alloy under 95% by weight.

[0014] Selon l'invention, l'alliage de platine est constitué en poids, de 95.00 à 96.00% de Pt, de 1.00 à 4.95% de Ru, de 0.05 à 2.00% de Ge, de 0 à 2.00% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%. L'alliage est constitué de ces différents éléments et impuretés, c.à.d. que l'ensemble du Pt, du Ru, du Ge, de l'Au et des impuretés éventuelles atteint le pourcentage de 100%. According to the invention, the platinum alloy consists by weight of 95.00 to 96.00% Pt, 1.00 to 4.95% Ru, 0.05 to 2.00% Ge, 0 to 2.00% Au and any impurities with a total content ≤ 0.50%. The alloy is made up of these different elements and impurities, ie. that the total of Pt, Ru, Ge, Au and any impurities reaches the percentage of 100%.

[0015] De préférence, la teneur en Ru est comprise entre 2.00 et 4.95% en poids. Plus préférentiellement, elle est comprise entre 3.00 et 4.95% en poids. De manière particulièrement préférée, la teneur en Ru est comprise entre 3.50 et 4.80% en poids. Preferably, the Ru content is between 2.00 and 4.95% by weight. More preferably, it is between 3.00 and 4.95% by weight. Particularly preferably, the Ru content is between 3.50 and 4.80% by weight.

[0016] De préférence, la teneur en Ge est comprise entre 0.05 et 1.50% en poids. Plus préférentiellement, elle est comprise entre 0.05 et 1.00% en poids. De manière particulièrement préférée, la teneur en Ge est comprise entre 0.07 et 0.70% en poids. Preferably, the Ge content is between 0.05 and 1.50% by weight. More preferably, it is between 0.05 and 1.00% by weight. Particularly preferably, the Ge content is between 0.07 and 0.70% by weight.

[0017] De préférence, la teneur en Au est comprise entre 0.05 et 1.50% en poids. Plus préférentiellement, la teneur en Au est comprise entre 0.10 et 1.00% en poids. De manière particulièrement préférée, la teneur en Au est comprise entre 0.10 et 0.70% en poids. Preferably, the Au content is between 0.05 and 1.50% by weight. More preferably, the Au content is between 0.10 and 1.00% by weight. Particularly preferably, the Au content is between 0.10 and 0.70% by weight.

[0018] Avantageusement, selon une première variante, l'alliage de platine est constitué, en poids, de 95.00 à 96.00% de Pt, de 2.00 à 4.90% de Ru, de 0.05 à 1.50% de Ge, de 0.05 à 1.50% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%. Advantageously, according to a first variant, the platinum alloy consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 2.00 to 4.90% of Ru, of 0.05 to 1.50% of Ge, of 0.05 to 1.50% of Au and any impurities with a total content ≤ 0.50%.

[0019] Avantageusement, selon une deuxième variante, l'alliage de platine est constitué, en poids, de 95.00 à 96.00% de Pt, de 3.00 à 4.85% de Ru, 0.05 et 1.00% de Ge, de 0.10 à 1.00% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%. Advantageously, according to a second variant, the platinum alloy consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 3.00 to 4.85% of Ru, 0.05 and 1.00% of Ge, of 0.10 to 1.00% of 'Au and possible impurities with a total content ≤ 0.50%.

[0020] Avantageusement, selon une troisième variante, l'alliage de platine est constitué, en poids, de 95.00 à 96.00% de Pt, de 3.50 à 4.83% de Ru, 0.07 et 0.70% de Ge, de 0.10 à 0.70% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%. Advantageously, according to a third variant, the platinum alloy consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 3.50 to 4.83% of Ru, 0.07 and 0.70% of Ge, of 0.10 to 0.70% of 'Au and possible impurities with a total content ≤ 0.50%.

[0021] Les alliages de platine selon invention trouvent une application particulière pour la réalisation d'un composant horloger et plus spécifiquement d'un composant horloger d'habillage tel qu'une carrure, un fond, une lunette, un poussoir, une couronne, un maillon de bracelet, un fermoir de bracelet, un cadran, une aiguille et un index de cadran. De manière générale, cet alliage peut être utilisé pour tout article et plus spécifiquement tout article décoratif, par exemple, dans le domaine de la bijouterie ou de la joaillerie. [0021] The platinum alloys according to the invention find a particular application for the production of a watch component and more specifically of a watch component for covering such as a middle part, a back, a bezel, a pusher, a crown, a bracelet link, a bracelet clasp, a dial, a hand and a dial index. In general, this alloy can be used for any article and more specifically any decorative article, for example, in the field of jewelry or jewelry.

[0022] L'alliage selon l'invention a une dureté HV2 comprise entre 140 et 230, et éventuellement entre 150 et 210 et un yellowness index Yi10° tel que défini ci-après compris entre 7 et 8. The alloy according to the invention has a hardness HV2 of between 140 and 230, and optionally between 150 and 210 and a yellowness index Yi10° as defined below of between 7 and 8.

[0023] Avantageusement, l'alliage selon l'invention a une structure monophasée de type cubique à face centrée, exempte de précipitation d'intermétalliques tels que GePt3, GePt2, Ge2Pt3, GePt, Ge3Pt2, GeRu. Advantageously, the alloy according to the invention has a single-phase structure of face-centered cubic type, free from precipitation of intermetallics such as GePt3, GePt2, Ge2Pt3, GePt, Ge3Pt2, GeRu.

[0024] Pour préparer l'alliage de platine selon l'invention, on procède de la façon suivante : – Les principaux éléments entrant dans la composition de l'alliage ont une pureté entre 999 et 999.9 pour mille et sont désoxydés. – On place les éléments de la composition de l'alliage dans un creuset que l'on chauffe jusqu'à fusion des éléments. – Le chauffage est réalisé dans un four à induction étanche sous pression partielle d'argon – L'alliage fondu est coulé dans une lingotière. – Après solidification, on fait éventuellement subir au lingot une trempe à l'eau. – Le lingot refroidi est ensuite laminé à froid puis recuit. Le taux d'écrouissage entre chaque recuit est de 40 à 80%. – Chaque recuit dure 20 à 120 minutes et se fait entre 900°C et 1100°C sous une atmosphère réductrice composée de H2pur ou d'un mélange de H2et N2. – Le refroidissement après les recuits se fait par une trempe à l'eau ou un refroidissement à l'air libre.To prepare the platinum alloy according to the invention, one proceeds as follows: - The main elements entering into the composition of the alloy have a purity between 999 and 999.9 per thousand and are deoxidized. – The elements of the composition of the alloy are placed in a crucible which is heated until the elements have melted. – Heating is carried out in a sealed induction furnace under partial pressure of argon – The molten alloy is poured into an ingot mould. – After solidification, the ingot is optionally quenched in water. – The cooled ingot is then cold rolled and then annealed. The work hardening rate between each annealing is 40 to 80%. – Each annealing lasts 20 to 120 minutes and is done between 900°C and 1100°C under a reducing atmosphere composed of pure H2 or a mixture of H2 and N2. – Cooling after annealing is done by quenching in water or cooling in the open air.

[0025] Les valeurs colorimétriques et la dureté de différents alliages selon l'invention préparés avec le procédé décrit ci-dessus sont données dans le tableau 1 avec un exemple comparatif. La composition de l'exemple comparatif N°1 est dépourvue de germanium et comporte de l'or et du ruthénium. Les échantillons N°2 à N°11 comportent de l'or et du germanium tandis que les échantillons N°12 et N°13 ne comportent pas d'or. Les mesures ont été réalisées sur des échantillons recuits et polis. The colorimetric values and the hardness of various alloys according to the invention prepared with the method described above are given in Table 1 with a comparative example. The composition of Comparative Example No. 1 is devoid of germanium and comprises gold and ruthenium. Samples No. 2 to No. 11 contain gold and germanium while samples No. 12 and No. 13 do not contain gold. The measurements were carried out on annealed and polished samples.

[0026] Les valeurs colorimétriques L*a*b* dans l'espace colorimétrique CIELAB (conforme aux normes CIE n°15, ISO 7724/1, DIN 5033 Teil 7, ASTM E-1164) ont été mesurées avec un spectrophotomètre KONICA MINOLTA CM-2600d avec un illuminant D65 et un angle d'observation de 10°. Le Yellowness index Yi10° qui est un indicateur de la blancheur de l'alliage a été calculé sur base des valeurs L*a*b* selon la norme ASTM E313. Plus cet index est bas, plus l'alliage est blanc. The L*a*b* colorimetric values in the CIELAB colorimetric space (in accordance with CIE n°15, ISO 7724/1, DIN 5033 Teil 7, ASTM E-1164 standards) were measured with a KONICA MINOLTA spectrophotometer CM-2600d with D65 illuminant and 10° viewing angle. The Yellowness index Yi10°, which is an indicator of the whiteness of the alloy, was calculated on the basis of the L*a*b* values according to the ASTM E313 standard. The lower this index, the whiter the alloy.

[0027] On observe une augmentation significative et quasi linéaire de la dureté avec l'ajout de germanium dans les alliages N°2 à N°13 tout en maintenant un yellowness index similaire qui est compris dans l'intervalle 7 à 8. Les alliages selon l'invention ont une dureté comprise entre 150 et 196 HV2 par rapport à 138 HV2 pour l'alliage de référence N°1 sans germanium. L'addition d'une faible teneur de germanium avec une teneur de 0.1 % en poids dans les alliages N°5 et 7 a déjà un effet significatif avec une valeur de dureté atteignant 150 HV2. Avec une addition de 0.5% en poids de germanium, la dureté monte à 196 HV2. On observe que l'ajout de germanium a un effet significatif sur la dureté que l'alliage comporte ou non de l'or. [0027] A significant and almost linear increase in hardness is observed with the addition of germanium in alloys No. 2 to No. 13 while maintaining a similar yellowness index which is comprised in the interval 7 to 8. The alloys according to the invention have a hardness of between 150 and 196 HV2 compared to 138 HV2 for the reference alloy No. 1 without germanium. The addition of a low germanium content with a content of 0.1% by weight in alloys No. 5 and 7 already has a significant effect with a hardness value reaching 150 HV2. With an addition of 0.5% by weight of germanium, the hardness rises to 196 HV2. It is observed that the addition of germanium has a significant effect on the hardness whether or not the alloy contains gold.

Claims

1. Platinum alloy consisting, by weight, of the following elements: – 95.00 to 96.00% of Pt, – 1.00 to 4.95% of Ru, – 0.05 to 2.00% of Ge, – 0 to 2.00% Au, – any impurities with a total content ≤ 0.50%.

2. Platinum alloy according to claim 1, characterized in that the Ru content is between 2.00 and 4.95% by weight.

3. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Ru content is between 3.00 and 4.95% by weight.

4. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Ru content is between 3.50 and 4.80% by weight.

5. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Ge content is between 0.05 and 1.50% by weight.

6. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Ge content is between 0.05 and 1.00% by weight.

7. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Ge content is between 0.07 and 0.70% by weight.

8. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Au content is between 0.05 and 1.50% by weight.

9. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Au content is between 0.10 and 1.00% by weight.

10. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Au content is between 0.10 and 0.70% by weight.

11. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that it consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 2.00 to 4.90% of Ru, of 0.05 to 1.50% of Ge, of 0.05 to 1.50% Au and possible impurities with a total content ≤ 0.50%.

12. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that it consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 3.00 to 4.85% of Ru, 0.05 and 1.00% of Ge, of 0.10 to 1.00% Au and any impurities with a total content ≤ 0.50%.

13. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that it consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 3.50 to 4.83% of Ru, 0.07 and 0.70% of Ge, of 0.10 at 0.70% Au and any impurities with a total content ≤ 0.50%.

14. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that it has a hardness HV2 of between 140 and 230, preferably between 150 and 210 and a yellowness index Yi10° of between 7 and 8.

15. Platinum alloy according to one of the preceding claims, characterized in that its structure is single-phase of face-centered cubic type, free from precipitation of intermetallics such as GePt3, GePt2, Ge2Pt3, GePt, Ge3Pt2, GeRu.

16. Article made of the platinum alloy according to one of the preceding claims.

17. Article according to the preceding claim, characterized in that it is a decorative article.

18. Article according to claim 16 or 17, characterized in that it is a horological component chosen from the group comprising a middle part, a back, a bezel, a pusher, a crown, a bracelet link, a bracelet clasp, a dial, a hand and a dial index.