CN101602106A - 含钨戒指制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种形成首饰制品的方法和含钨戒指制品，所述方法包含以下步骤：(a)提供一种粉末混合物，所述粉末混合物含有钨以及一种或多种以下物质：碳化钛、碳化铬、镍、钼、碳化钒和铁，(b)将该粉末混合物置于一个模具中以及(c)向该粉末混合物施加足够的压力和温度以形成固体首饰制品。

Description

含钨戒指制品
技术领域
本发明主要涉及首饰制品领域，特别是含有钨的首饰制品。
背景技术
在首饰工业中，人们需要耐久的、主要含有钨但是不含碳化钨的首饰制品。而且，通常可得到的碳化钨制品，例如首饰戒指，一般呈现出深灰色光泽。为了美学的目的，能够提供基于钨的具有不同色调的首饰制品是有利的。
发明内容
在一个实施方案中，一种形成首饰制品的方法包含(a)提供粉末混合物，其含有钨以及一种或多种以下物质：碳化钛、碳化铬、镍、钼、碳化钒和铁，(b)将该粉末混合物置于模具中以及(c)向该粉末混合物施加足够的压力和温度以形成固体首饰制品。
在另一个实施方案中，首饰制品包含小于50％以重量计的钨和余量的碳化钛、碳化铬、镍、钼、碳化钒和铁。
附图说明
图1是说明依照一个实施方案的制造首饰制品的步骤的流程图。
图2A-2B是首饰制品制造设备、粉末混合物和未加工的首饰制品的图像。
具体实施方式
在本实施方案中，形成首饰制品的方法包含(a)提供粉末混合物，其含有钨以及一种或多种金属的和/或陶瓷的组分，(b)将该粉末混合物置于模具中以及(c)向该粉末混合物施加足够的压力和温度以形成固体首饰制品。从而，按照本实施方案形成的首饰制品含有钨以及一种或多种金属的和/或陶瓷的组分。
粉末混合物
在一个实施方案中，该粉末混合物含有钨以及一种或多种以下物质：碳化钛(TiC)，碳化铬(Cr3C2)，镍，钼，碳化钒(VC)和铁。在优选的实施方案中，该粉末混合物含有钨，碳化钛，碳化铬，镍，钼，碳化钒和铁。
混合物中的各个组分的重量百分比范围可以随该首饰制品所需的物理性能和/或美学外观而变化。通常，钨在该混合物中的重量百分比小于约50％。优选钨的重量百分比是约20-50％，更优选约40-50％。该粉末混合物可以包含约15-25％，优选约21-22％的碳化钛。碳化铬含量可以是约15-25％，优选约19-21％。另外，镍含量可以是约15-25％，优选约22-23％。进一步，钼和碳化钒的组合量可以是约5-10％，优选在7-8％之间。最后，铁含量可以是约1-5％，优选约2-3％。在此处描述的全部百分比范围是重量百分比，并且包括在各个范围内的每个单值。
在一个非限定性的实施例中，该混合物包含约21-22％的碳化钛，约20％的碳化铬，约45％的钨，约22-23％的镍，约7-8％的钼和碳化钒的组合，以及约2-3％的铁。
在一个实施方案中，通过研磨各组分的颗粒混合物足够的时间以减小所述混合物颗粒的尺寸来制备该粉末混合物。在另一个实施方案中，通过混合已经是粉末形式(细粒)的各组分而制备该粉末混合物。在另外的一个实施方案中，除了研磨之外，该混合物同样经由一个或多个沉淀/分离，干燥和筛分的步骤。
在一个非限定性的实施例中，对包含钨以及一种或多种以下物质：碳化钛、碳化铬、镍、钼、碳化钒和铁的混合物进行研磨，然后进行沉淀/分离，干燥和筛分步骤以形成粉末混合物。
在另外一个非限定性的实施例中，对钨以及一种或多种以下物质：碳化钛、碳化铬、镍、钼、碳化钒和铁的混合物进行(a)研磨(b)沉淀/分离、(c)干燥，(d)筛分以及再一次(e)干燥以形成粉末混合物。
在一个实施方案中，该粉末混合物还包含至少一种橡胶材料。在一个方面，橡胶有助于将粉末颗粒粘结在一起。在另外一个方面，橡胶有助于处理和成形该粉末混合物。从而，添加的橡胶的量可以随处理和成形的要求而变化。合适的弹性体的例子包括，但是不局限于，胶乳橡胶，丁二烯橡胶，丁苯橡胶，热塑性弹性体和可熔融加工的橡胶。当然，也可以使用不同类型橡胶的组合。优选该橡胶材料包含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)。然而，其他类似的聚合材料例如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯可以是同样有用的。在混合物处理步骤包括研磨时，优选在研磨步骤之后添加橡胶材料。
在某些情况下，该粉末混合物中钨及其他组分的重量百分比可以不同于其在未加工的首饰制品中的重量百分比。例如，其他组分的加入，比如SBS橡胶，可以降低粉末混合物组分的重量百分比。仍然，在一些实施方案中，该粉末混合物中各组分的重量百分比和其在首饰制品中的重量百分比可以是大致一样的。
在该粉末混合物中，颗粒尺寸范围优选足够小使得可以有效烧结所述粉末混合物。如果需要，颗粒尺寸可以通过将颗粒混合物过筛而减小，以得到较小的颗粒尺寸。例如在一个非限定性的实施例中，混合物穿过一个或多个具有网孔径小于0.40mm的筛子，以得到平均颗粒尺寸大约1-2μm的粉末混合物。
成形的首饰制品的密度和硬度可以随组分的类型和量而变化。在一些实施方案中，成形的首饰制品具有在约8-9g/cm3之间的密度和约74.0或更高的HRC硬度。
在一个实施方案中，该粉末混合物还包含给与该首饰制品颜色的组分。例如可以添加一定量的氮化物以改变制品的颜色。
成型/熔融(烧结)
一旦成形，该粉末混合物将被置于模具的空腔中，然后经受高压以形成未加工的首饰制品。模腔可以按照任何的基本首饰制品的设计而加工成形。在优选的实施方案中，模腔生产环状的首饰戒指制品。该成形的未加工的首饰制品可以包括一或多个面，凹槽(groove)，或凹口(notch)。
在一个非限定性实施例中，该粉末混合物在大约1440-1450℃的温度下于模具中被烧结(或熔融)。还有在另一个非限定性的实施例中，该粉末混合物在烧结之前首先被加热到约550℃以除去橡胶组分(蜡)。
在成型以后，未加工的首饰制品可以随后进行进一步的处理步骤，比如将贵金属块或宝石附加到制品上。
图1的流程图提供了按照一个实施方案形成首饰制品的制造步骤100-118的非限定性的例子。按照该例，在步骤100中，将含有21.35％TiC、20％碳化铬、45.87％W、22.68％Ni、7.54％Mo+VC和2.18％Fe的混合物在乙醇中研磨72小时。在步骤102中，对该经研磨的混合物进行沉淀/分离，然后是在90-100℃，1atm下进行2.5小时的干燥步骤104。接下来是筛分步骤106，然后在步骤108中适量的SBS橡胶被加入到粉末混合物中。此混合物再一次进行筛分，得到具有颗粒尺寸在约1-2μm范围内的粉末混合物。第一次和第二次筛分步骤分别使用具有0.19mm和0.38mm孔径的筛子进行。然后粉末混合物在步骤112中干燥约1-1.5小时，接着在连续成型114和熔融(烧结)116步骤中成形。该熔融步骤在真空熔炉中进行，首先将该未加工的制品(为了除去橡胶)在550℃下加热4-5小时，然后在1440-1450℃下加热8-10小时，接着冷却10-12小时。然后，如果需要，在步骤118中获得未加工的首饰制品用以另外的加工。
图2A-B描绘了与图1所示步骤相关的制造设备。具体的说，图2A显示了研磨机202，沉淀/分离设备204，干燥设备206和212以及添加/筛分装置208和210。图2B显示了成型单元216，真空炉218，粉末混合物214以及未加工的首饰制品220。形成的首饰制品的密度大约为8.81g/cm3，并具有大约74.0的HRC硬度。
所述的制造工艺显示了粉末混合物100kg/天的生产能力。同样，该成型工艺具有一天内处理2500件/模具的能力。最后，未加工的首饰制品的生产量是大约5000件/天。
虽然上文涉及具体的优选实施方案，但是应该理解是本发明并不受限于此。本领域的普通技术人员可以想到对公开的实施方案进行各种修改，并且这样的修改包含在本发明的范畴之内。

Claims (20)

1、形成首饰制品的方法，其包括：
提供粉末混合物，其含有钨以及一种或多种以下物质：碳化钛、碳化铬、镍、钼、碳化钒、和铁；
将该粉末混合物置于模具中；以及
向该粉末混合物施加足够的压力和温度以形成固体首饰制品。
2、如权利要求1所述的方法，其中粉末混合物含有小于50％以重量计的钨。
3、如权利要求1所述的方法，其中粉末混合物含有约21-22％以重量计的碳化钛。
4、如权利要求1所述的方法，其中粉末混合物含有约19-21％以重量计的碳化铬。
5、如权利要求1所述的方法，其中粉末混合物含有约22-23％以重量计的镍。
6、如权利要求1所述的方法，其中粉末混合物含有约7-8％以重量计的钼和碳化钒的组合。
7、如权利要求1所述的方法，其中粉末混合物含有约2-3％以重量计的铁。
8、如权利要求1所述的方法，其中模具包含具有环形结构的空腔。
9、如权利要求1所述的方法，进一步包括在将所述的混合物置于模具中之前向粉末混合物添加橡胶材料的步骤。
10、如权利要求9所述的方法，其中橡胶材料包括SBS。
11、如权利要求10所述的方法，进一步包括在添加橡胶材料之前筛分粉末混合物。
12、按照权利要求1-11任一方法形成的首饰制品。
13、按照权利要求8所述的方法形成的首饰戒指。
14、首饰制品，其包含约20-50％按重量计的钨和余量的碳化钛、碳化铬、镍、钼、碳化钒和铁。
15、如权利要求14所述的首饰制品，其中所述的制品含有约21-22％以重量计的碳化钛。
16、如权利要求14所述的首饰制品，其中所述的制品含有约19-21％以重量计的碳化铬。
17、如权利要求14所述的首饰制品，其中所述的制品含有约22-23％以重量计的镍。
18、如权利要求14所述的首饰制品，其中所述的制品含有7-8％以重量计的钼。
19、如权利要求14所述的首饰制品，其中所述的制品含有2-3％以重量计的铁。
20、如权利要求14所述的首饰制品，其中所述的制品具有约8-9g/cm3的密度。
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