CN107974570A - 用于钟表应用的非磁性贵金属合金 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于钟表应用的贵金属合金，包含以质量计全部的千分之540至630的金、150至220的钯、100至265的银、150以上至265的铜、0.0至0.2的铱、0.0至4.0的锌，剩余部分含有铁和/或镍和/或钴；金、钯、银、铜、铱和锌的总含量的质量比大于千分之999.900，剩余部分的质量比小于千分之0.100，合金的密度为13.5‑14.5g/cm3，钴的质量比小于千分之0.005，铁的质量比小于千分之0.005，镍的质量比小于千分之0.0005，铜和锌的总含量为千分之150至270。本发明还涉及由该合金制成的非磁性钟表部件，以及由该合金形成线材的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种贵金属合金，其包含至少540‰质量比的金。
本发明还涉及由该贵金属合金制成的非磁性钟表部件。
本发明涉及由9K(carat)或更高K的金、尤其至少13K的金、特别是14K的金制成的结构性部件或外部钟表部件的领域。
背景技术
在钟表中使用的大多数贵金属合金的一个共同特征是其高密度，即高于10g/cm3。事实上，在钟表中使用的两种主要贵金属金和铂的密度分别为大约19.3和21.5g/cm3。因此，这使得它们的合金相对较重。
通常，贵金属合金以遵守法定纯度的方式制造，并且包含能够提供特定的着色品质、随着时间的颜色稳定性、表面硬度或其它特定品质的合金元素。
在这些贵金属合金的组分中需要特别注意在合金中含量最高的元素，特别是金和铂系金属。另一方面，微量元素的控制通常比非常技术性的合金的控制精度要小得多，其中，比例非常小的某些合金元素对合金的性能具有非常显著的影响。
因此，应指出在商业中发现一些由贵金属合金制成的部件在某些情况下、特别是在磁场附近具有有害反应。
TANAKA Precious Metal Inc.名下的日本专利JP H09 184033A公开了一种白色金合金，其含有质量百分比为40-70％的金、10-20％的铜、5-15％的银，剩余部分是钯。在一个变型中，银可以用0.5-5％的Zn、IN、Sn、Rh、Ru、Ir和Pt中的至少一种元素代替。也可以在合金中加入铂。
NIVAROX名下的瑞士专利CH 709923A2公开了一种白色或灰色金镍合金，其包含质量百分比为29.15至54.2％的金、1至15％的锌、25到42％的铜和14到32％的镍，以及可能的最多为5％的选自Ir、In，Ti、Si、Ga、Re的至少一种元素。
发明内容
本发明提出开发适用于制造非磁性元件的含有金的贵金属合金。在设计成即使在高磁场附近、特别是高于15,000高斯(即1.5特斯拉)的磁场附近正常工作的手表中，这个问题是非常重要的。
为此，本发明涉及根据权利要求1所述的贵金属合金。
本发明还涉及一种非磁性钟表部件，其构成材料是这种合金。
本发明还涉及一种用于形成由这种贵金属合金制成的线材(wire)的方法，该线材设置为形成用于制造这种部件的原材料。
附图说明
本发明的其它特征和优点将通过参考附图阅读以下详细描述而变得显而易见，其中图1是表示根据本发明的用于形成贵金属合金线材的方法的步骤的框图。
具体实施方式
尽管钴在合金中的用于改善机械性能和细化合金晶粒的优点是众所周知的，但是为了获得非磁性部件，本发明提出排除钴。
实际上，对于钟表应用，合金必须符合可能看上去矛盾的某些特性，并且合适的合金的限定是从长期寻求合金组成的折中当中获得的。
在本发明的情况下，合金必须对磁场表现出不敏感性，因此不能含or有铁或镍或钴。
还寻求获得以下全部或部分特征：
-灰色的颜色、耐锈蚀和氧化，这导致钯和/或银的引入。钯提供良好的耐锈蚀性，但其高成本意味着其含量必须保持最小化；
-高机械特性(>250HV)，其导致铜和/或钯的引入以促进有序相(ordered phases)的形成和结构硬化，但是这里也必须将钯含量保持在最低限度；
–良好的机械加工性，使用高加工硬化合金或具有结构性硬化，以限制伸长率并促进切屑断裂；
-成形为小直径(约0.3至2.0mm)线材的可能性，这导致选择在退火状态下具有非常高延展性的单相合金。
本发明包括针对非磁性钟表学应用提供在所有这些约束条件之间的最佳折中的合金的选择和使用，这在下文中进行描述
因此，本发明涉及一种用于钟表应用的贵金属合金，其包含以质量计为全部的千分之540至630的金、150至220的钯、100至265的银、严格地多于150且至多265的铜、0.0-0.2的铱、0.0-4.0的锌，并且剩余部分包含铁和/或镍和/或钴，因为铁、镍、钴作为微量元素不能完全避免，但其含量必须尽可能低。
根据本发明，金、钯、银、铜、铱、锌的质量比大于全部的千分之999.900，所述剩余部分的质量比小于全部的千分之0.100，合金的密度包含在13.5-14.5g/cm3之间，钴的质量比小于全部的千分之0.005，铁的质量比小于全部的千分之0.005，镍的质量比小于全部的千分之0.005。
有利的是，合金中含有的铜和锌的总含量以质量计在全部的千分之150到270之间。
更特别地，所述剩余部分仅包括铁和/或镍和/或钴。
更特别地，合金含有以质量计千分之100至210的银。
在一个变型中，该合金含有以质量计严格多于千分之180且至多千分之220的钯。
在另一个变型中，合金含有以质量计千分之150至160的钯。
更特别地，合金中含有以质量计总含量包含在全部的千分之150和160之间的铜和锌。
更特别地，合金中含有以质量计总含量包括在全部的千分之250和270之间的银和铜。
更特别地，合金中含有以质量计总含量包括在全部的千分之300和320之间的钯和铜。
在一个变型中，合金中含有以质量计严格地大于千分之1.0且至多千分之4.0的锌。
在另一种变型中，合金中含有以质量计千分之0.0至0.1的锌。
更特别地，合金含有以质量计严格地大于千分之150且至多千分之160的铜。
更特别地，合金含有以质量计千分之100至110的银。
在另一个变型中，合金中含有以质量计严格大于千分之200且至多千分之265的银。
更特别地，该合金含有以质量计严格大于千分之200且至多千分之210的银。
更特别地，合金中含有以质量计严格大于千分之600且至多千分之630的金。
更特别地，合金中含有以质量计为全部的千分之540至630的金、150至160的钯、100至110的银、严格地多于150且至多160的铜、0.0至0.2的铱、0.0至0.1的锌，剩余部分包含铁和/或镍和/或钴。金、钯、银、铜、铱、锌的总的质量比大于全部的千分之999.900，所述剩余部分的质量比小于全部的千分之0.100，合金的密度包含在14.0和14.5g/cm 3之间，钴的质量比小于全部的千分之0.005，铁的质量比小于全部的千分之0.005，镍的质量比小于全部的千分之0.005。
更特别地，在一个替代方案中，剩余部分的质量比小于全部的千分之0.010，钴的质量比小于全部的千分之0.001。
在另一替代方案中，剩余部分的质量比小于全部的千分之0.010，铁的质量比小于全部的千分之0.001。
在另一替代方案中，剩余部分的质量比小于全部的千分之0.010，镍的质量比小于全部的千分之0.001。
更特别地，该合金是灰金合金，其中金的质量比包含在全部的千分之585和587之间，钯的质量比包含在全部的千分之155和156之间，银的质量比包含在全部的千分之103和104之间，铜的质量比包含在全部的千分之155到156之间。更特别地，金的质量比包含在全部的千分之585.8和586.2之间，钯的质量比包含在全部的千分之155.1和155.5之间，银的质量比包含在全部的千分之103.4和103.6之间，铜的质量比包含在全部的千分之155.1和155.3之间。
本发明还涉及一种非磁性钟表部件；形成该部件的材料是根据本发明的贵金属合金，所述贵金属合金是上述组合物之一。所述部件是针对15,000高斯磁场下的环境设计的，其中所述部件不会发生对机芯的运行不利的任何显著位移。
该非磁性部件可以是但不限于：
-惯性振荡器元件；
-摆轮；
-用于卡罗素或陀飞轮的托架；
-擒纵叉杆；
-调节螺钉；
-用于摆轮的惯性摆陀或惯性调节螺钉。
本发明还涉及一种用于制造线材的方法，该线材由铸造为初始直径小于或等于20mm的13至15K金合金线材制造以便获得具有包含在0.3至2.0mm之间的最终直径的线材。该方法执行以下步骤：
-(10)制备根据本发明的贵金属合金合成物并将所述贵金属合金合成物置于溶液中；
-(11)通过连续铸造制成棒材，所述棒材的横截面内接于8.0至20.0mm的直径；
-(12)通过在每个线材轧制道次(pass)之前使获得的中间产品转动四分之一圈，将所铸造的棒材进行线材轧制为大致矩形的横截面，并且横截面变形被限制为小于或等于每个道次20％的值；
-(13)测量中间产品与铸造棒材的初始横截面相比的累积变形；
-(14)当累积横截面变形包含在60％至75％之间时，线材轧制停止，以便在600℃和650℃之间的温度下将具有中间横截面的中间产品在由N2和H2组成的还原气体气氛中退火20至30分钟，退火之后进行气冷或水冷；
-(15)测量所获得的中间产品的弹性极限，当弹性极限大于或等于950MPa时，所有热处理停止；
-(16)以相同的参数再次开始线材轧制，测量中间产品与中间横截面相比的累积变形，并且当中间产品的横截面与所述中间横截面之间的累积横截面变形包含在60％至75％之间时线材轧制停止以进行退火，并且重复线材轧制、测量和退火处理，直到达到所需的中间产品横截面，并且弹性极限大于或等于950MPa；
-(17)拉拔中间产品以使横截面回复到基本圆形的轮廓并获得异形线材(sectionwire)。
更特别地，在线材轧制期间，横截面变形被限制为小于或等于每道次13％的值。
更特别地，所述退火的次数限于三。
更特别地，拉拔道次的数量限于三。
更特别地，通过所述拉拔道次获得的线材被重新成形。
更特别地，当制造完成时，将异形线材切割为一定长度。
Claims (28)
1.一种用于钟表应用的贵金属合金，其仅有的成分来自排他地包括金、钯、银、铜、铱、锌、铁、镍和钴的群组，所述合金以质量计包括全部的千分之540至630的金、150至220的钯，100至265的银、严格地多于150且至多265的铜、0.0至0.2的铱，0.0至4.0的锌，以及一千份额中的含有铁和/或镍和/或钴的剩余部分，其特征在于，金、钯、银、铜、铱和锌的总含量的质量比大于全部的千分之999.900，所述剩余部分的质量比小于全部的千分之0.100，合金密度在13.5至14.5g/cm3之间，钴的质量比小于全部的千分之0.005，铁的质量比小于全部的千分之0.005，镍的质量比小于全部的千分之0.005，并且所述合金包括的铜和锌的总含量以质量计在全部的千分之150至270之间。
2.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计千分之100至210的银。
3.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计严格地多于千分之180且至多220的钯。
4.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计千分之150至160的钯。
5.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计总含量在全部的千分之150和160之间的铜和锌。
6.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计总含量在全部的千分之250和270之间的铜和锌。
7.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计总含量在全部的千分之300和320之间的钯和铜。
8.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计严格地多于千分之1.0且至多4.0的锌。
9.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计千分之0.0至0.1的锌。
10.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计严格地多于千分之150且至多160的铜。
11.根据权利要求2所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计千分之100到110的银。
12.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计严格地多于千分之200且至多265的银。
13.根据权利要求12所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计严格地多于千分之200且至多210的银。
14.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计严格地多于千分之600且至多630的金。
15.根据权利要求1所述的贵金属合金，其特征在于，所述合金含有以质量计为全部的千分之540至630的金、150至160的钯、100至110的银、严格地多于150且至多160的铜、0.0至0.2的铱、0.0至0.1的锌，以及包含铁和/或镍和/或钴的剩余部分，其特征在于，金、钯、银、铜、铱、锌的总含量的质量比大于全部的千分之999.900，所述剩余部分的质量比小于全部的千分之0.100，合金的密度在14.0和14.5g/cm3之间，钴的质量比小于全部的千分之0.005，铁的质量比小于全部的千分之0.005，镍的质量比小于全部的千分之0.005。
16.根据权利要求15所述的贵金属合金，其特征在于，所述剩余部分的质量比小于全部的千分之0.010，并且钴的质量比小于全部的千分之0.001。
17.根据权利要求15所述的贵金属合金，其特征在于，所述剩余部分的质量比小于全部的千分之0.010，并且铁的质量比小于全部的千分之0.001。
18.根据权利要求15所述的贵金属合金，其特征在于，所述剩余部分的质量比小于全部的千分之0.010，并且镍的质量比小于全部的千分之0.001。
19.根据权利要求15所述的贵金属合金，其特征在于，金的质量比在全部的千分之585和587之间，钯的质量比在全部的千分之155和156之间，银的质量比在全部的千分之103和104之间，铜的质量比在全部的千分之155和156之间。
20.根据权利要求19所述的贵金属合金，其特征在于，金的质量比在全部的千分之585.8和586.2之间，钯的质量比在全部的千分之155.1和155.5之间，银的质量比在全部的千分之103.4和103.6之间，铜的质量比在全部的千分之155.1和155.3之间。
21.根据权利要求1或15所述的贵金属合金，其特征在于，一千份额中的所述剩余部分仅含有铁和/或镍和/或钴。
22.一种非磁性钟表部件，其特征在于，形成所述部件的材料是根据权利要求1所述的合金。
23.根据权利要求22所述的非磁性钟表部件，其特征在于，所述部件是惯性振荡器元件。
24.根据权利要求22所述的非磁性钟表部件，其特征在于，所述部件是摆轮。
25.根据权利要求22所述的非磁性钟表部件，其特征在于，所述部件是用于卡罗素或陀飞轮的托架。
26.根据权利要求22所述的非磁性钟表部件，其特征在于，所述部件是调节螺钉。
27.根据权利要求22所述的非磁性钟表部件，其特征在于，所述部件是用于摆轮的惯性块或惯性调节螺钉。
28.一种用于制造13至15K金合金线材的方法，其铸造为初始直径小于或等于20mm，以便获得最终直径在0.3至2.0mm之间的线材，其特征在于：
-(10)制备根据权利要求1所述的贵金属合金合成物并将所述贵金属合金合成物置于溶液中；
-(11)通过连续铸造制成棒材，所述棒材的横截面内接于8.0至20.0mm的直径；
-(12)通过在每个线材轧制道次之前使获得的中间产品转动四分之一圈，将所铸造的棒材进行线材轧制为大致矩形的横截面，并且横截面变形限于小于或等于每道次20％的值；
-(13)测量中间产品与所铸造棒材的初始横截面相比的累积变形；
-(14)当累积横截面变形在60％至75％之间时，线材轧制停止，以便在600℃和650℃之间的温度下将具有中间横截面的中间产品在包含N2和H2的还原气体气氛中退火20至30分钟，退火之后进行气冷或水冷；
-(15)测量所获得的中间产品的弹性极限，当弹性极限大于或等于950MPa时，使所有热处理停止；
-(16)以相同的参数再次开始线材轧制，测量中间产品与中间横截面相比的累积变形，并且当中间产品的横截面与所述中间横截面之间的累积横截面变形在60％至75％之间时使线材轧制停止以进行退火，并且重复线材轧制、测量和退火处理，直到达到所需的中间产品横截面，并且弹性极限大于或等于950MPa；
-(17)拉拔中间产品以使横截面回复到基本圆形的轮廓并获得异形线材。
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