DE102008053633A1

DE102008053633A1 - Making a stable connection between a metal and stone comprises preheating stone with non-smooth surface in an investment material, heating the metal and bringing together the metal with the stone and cooling the stone associated with metal

Info

Publication number: DE102008053633A1
Application number: DE200810053633
Authority: DE
Inventors: Thomas Kindler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2028-10-30
Also published as: DE102008053633B4

Abstract

Producing a stable connection between a metal and stone comprises bringing the stone with non-smooth surface in an investment material; preheating the stone in the investment material to a predetermined temperature; heating the metal to its liquid temperature and bringing together the metal with the stone, so that a connection is formed between the non-smooth surface of the stone and metal; and controlled cooling of the stone associated with the metal, as an object.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Herstellen einer dauerhaften Verbindung zwischen Metall und Stein.The The invention relates generally to a method of making a permanent connection between metal and stone.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Fassungen, Umrandungen und/oder Beschichtungen oder partiellen Beschichtungen aus Metall für in der Natur vorkommende Nicht-Edelsteine. Solche Verfahren, wie Schleudergussverfahren, Vakuumdruckgussverfahren oder Schwerkraftgießverfahren, sind auf dem Gebiet der Schmuckgestaltung oder einer speziellen Steinbearbeitung bekannt.Especially the invention relates to a method for producing sockets, Outlines and / or coatings or partial coatings made of metal for naturally occurring non-gemstones. Such methods, like Centrifugal casting, vacuum die casting or gravity casting, are in the field of jewelry design or a special one Stone processing known.

Eine dauerhafte Verbindung zwischen Metall und Stein ist normalerweise keine chemische Verbindung, sondern beruht vielmehr auf einer physikalischen, mechanischen Verzahnung, einer sogenannten Verzahnungshaftung, wobei sich erwärmtes Metall in vorhandene Hohlräume auf der Oberfläche des, beispielsweise in eine Einbettmasse verbrachten, Steins verzahnt.A Permanent connection between metal and stone is usually no chemical compound, but rather is based on a physical, mechanical gearing, a so-called gearing liability, wherein warmed up Metal in existing cavities on the surface of, For example, spent in an investment mass, stone interlocked.

Beim Herstellen einer solchen Verbindung gibt es das Problem, dass eine solche Verzahnung aufgrund der unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften von Metall und Stein nicht auf zufriedenstellende Weise erreicht werden kann. Weiterhin gibt es das Problem, dass bei oder nach dem Zusammenbringen von Metall mit dem Stein der Stein zerbricht oder springt.At the Making such a connection there is the problem that one such gearing due to the different physical and chemical properties of metal and stone are not satisfactory Way can be achieved. Furthermore, there is the problem that at or after bringing metal together with the stone, the stone breaks or jumps.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Verfahren zum Herstellen einer dauerhaften Verbindung zwischen Metall und Stein zur Verfügung zu stellen, bei welchem eine gute Verzahnungshaftung erreicht werden kann und gleichzeitig eine Gefahr eines Brechens oder Springens des Steins auf ein Minimum reduziert wird.It is therefore an object of the present invention, such a Method for making a permanent connection between metal and stone available to provide, in which a good tooth adhesion are achieved can and at the same time a risk of breaking or jumping of the stone is reduced to a minimum.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 14 zeigen spezielle Ausführungsformen des Verfahrens gemäß Anspruch 1.These The object is achieved by the solved in claim 1 method. The dependent claims 2 to 14 show specific embodiments the method according to claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer dauerhaften Verbindung zwischen Metall und Stein weist insbesondere die folgenden Schritte auf:
Verbringen des Steins mit nicht glatter Oberfläche in eine Einbettmasse;
Vorwärmen des Steins in der Einbettmasse auf eine vorbestimmte Temperatur;
Erwärmen des Metalls auf seine Liquidustemperatur und Zusammenbringen des Metalls mit dem Stein, so dass es eine Verbindung mit der nicht glatten Oberfläche des Steins eingeht; und
gesteuertes Abkühlen des mit dem Metall verbundenen Steins als Objekt.The method according to the invention for producing a permanent connection between metal and stone has in particular the following steps:
Transferring the stone with a non-smooth surface into an embedding compound;
Preheating the stone in the investment to a predetermined temperature;
Heating the metal to its liquidus temperature and contacting the metal with the stone so as to make contact with the non-smooth surface of the stone; and
controlled cooling of the stone connected to the metal as an object.

Erfindungsgemäß wird somit ein Stein mit nicht glatter Oberfläche auf eine vorbestimmte Temperatur vorgewärmt, so dass erwärmtes Metall sich mit der nicht glatten Oberfläche des Steins ohne weiteres verzahnen kann. Das Abkühlen des Objekts aus Stein mit dem Metall erfolgt dann auf eine gesteuerte Weise. Dadurch kann erfindungsgemäß eine gute dauerhafte Verbindung zwischen Stein und Metall erreicht werden, während die Gefahr reduziert wird, dass Brüche oder Sprünge am Stein auftreten.Thus, according to the invention a stone with a non-smooth surface to a predetermined temperature preheated so that heated Metal easily with the non-smooth surface of the stone can interlock. Cooling the object of stone with the metal is then placed on a controlled Wise. As a result, according to the invention, a good permanent connection between stone and metal while reducing the danger that breaks or jumps occur on the stone.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt das Zusammenbringen des Metalls mit dem Stein durch Eingießen von erwärmtem Metall in die Einbettmasse zur Anlage an den Stein.According to one embodiment the metal is brought into contact with the stone by pouring heated Metal in the investment to attach to the stone.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ausbrennbares Material verwendet, das entsprechend einer gewünschten Form für eine Verbindung mit dem Stein modelliert und an diesen angelegt wird. Zum Zusammenbringen des Metalls mit dem Stein wird dann vorzugsweise die Anordnung aus Stein und ausbrennbarem Material durch das Ausbrennverfahren erwärmt. Das Modellieren und das Erwärmen der neuen Gussform können mehrfach wiederholt werden und mit dem gleichen oder mit verschiedenen Metallen ausgegossen werden. Bei einer Wiederholung mit verschiedenen Metallen ist darauf zu achten, dass das Metall mit dem höchsten Schmelzpunkt zuerst verwendet wird.According to one another embodiment is burnable material used according to a desired Form for a connection with the stone modeled and applied to this becomes. For bringing the metal with the stone is then preferably the arrangement of stone and burnable material by the Ausbrennverfahren heated. Modeling and heating the new mold can be repeated several times and with the same or different Metals are poured out. In a repetition with different Metals should be taken to ensure that the metal with the highest melting point is used first.

Der Stein ist insbesondere ein in der Natur vorkommender Nicht-Edelstein.Of the Stone is especially a naturally occurring non-gemstone.

Weiterhin ist der Stein bevorzugt ein Naturstein der Gruppen Amazonit-Granit, Anhydrit, Anorthosit, Aplit, Basalt, Charnockit, Chlorit-Schiefer, Cordierit, Diabas, Diorit, Eisenerz, Gabbro, Gneis, Granit, Granodiorit, Granulit, Hornfels, Kalkstein, Konglomerat, Lamprophyr, Lava, Marmor, Metatexite, Migmatit, Mikrolin-Quarz-Phyllit, Monzonit, Norit, Ophicalit, Orbiculargranit, Orthogneis, Orthoklas-Quarz-Phyllit, Paragneis, Pegmatit, Porphyr, Quarz-Phyllit, Quarzit, Rhyolit, Sandstein, Schiefer, Serizit-Quarz-Phyllit, Serpentit, Sodalit-Syenit, Speckstein, Spessartit, Syenit, Tonalit, Trachyt, Travertin, Tuff.Farther the stone is preferably a natural stone of the groups Amazonite granite, Anhydrite, anorthosite, aplite, basalt, charnockite, chlorite-slate, Cordierite, diabase, diorite, iron ore, gabbro, gneiss, granite, granodiorite, Granulite, Hornfels, Limestone, Conglomerate, Lamprophyr, Lava, Marble, Metatexite, Migmatite, Microlin Quartz Phyllite, Monzonite, Norit, Ophicalite, Orbicular granite, orthogneiss, orthoclase quartz phyllite, paragneiss, Pegmatite, porphyry, quartz phyllite, quartzite, rhyolite, sandstone, schist, sericite quartz phyllite, Serpentite, sodalite syenite, soapstone, spessartite, syenite, tonalite, Trachyte, travertine, tuff.

Der Nicht-Edelstein kann ein poröser Stein, wie beispielsweise Lava, Tuffstein oder Bimsstein, sein, der von Natur aus eine nicht glatte Oberfläche hat. Er kann aber auch oder ein Stein mit glatter Oberfläche, wie beispielsweise Granit oder Marmor, sein, der zum Erhalten einer nicht glatten Oberfläche geschliffen oder auf andere Weise aufgeraut wird.Of the Non-gemstone can be a porous one Stone, such as lava, tufa or pumice, which by nature does not have a smooth surface. He can, too or a stone with a smooth surface, such as granite or marble, which has been ground to obtain a non-smooth surface or roughened in any other way.

Das Vorwärmen des Steins in der Einbettmasse ist vorzugsweise ein Prozess von mehreren Stunden und erfolgt demgemäß langsam, was zum Reduzieren einer Bruchgefahr beiträgt. Die vorbestimmte Temperatur, auf die der Stein vorgewärmt wird, ist insbesondere eine Vorwärmtemperatur, die höchstens ein Drittel unter der Liquidustemperatur des Metalls liegt. Das bedeutet, dass zum Erhalten einer homogenen Verbindung zwischen Stein und Metall eine thermische Abstimmung der beiden Komponenten erfolgen muss. Beispielsweise ist es für Steine wie Kalkstein oder Marmor problemlos möglich, Metalle wie Silber, Kupfer oder Bronze zu verwenden.Preheating the stone in the embedding The mass is preferably a process of several hours and is accordingly slow, which contributes to reducing the risk of breakage. The predetermined temperature to which the stone is preheated is in particular a preheating temperature which is at most one third below the liquidus temperature of the metal. This means that in order to obtain a homogeneous connection between stone and metal, a thermal coordination of the two components must take place. For example, it is easily possible for stones such as limestone or marble to use metals such as silver, copper or bronze.

Als Metalle werden vorzugsweise Aluminium, Blei, Cadmium, Chrom, Eisen, Gold, Indium, Iridium, Kalium, Kupfer, Molybdän, Nickel, Palladium, Platin, Rhodium, Ruthenium, Silber, Titan, Vanadium, Zink, Zinn und deren Legierungen als Metall verwendet.When Metals are preferably aluminum, lead, cadmium, chromium, iron, Gold, indium, iridium, potassium, copper, molybdenum, nickel, palladium, platinum, Rhodium, ruthenium, silver, titanium, vanadium, zinc, tin and theirs Alloys used as metal.

Das Vorwärmen des Steins wird bevorzugt in einem Vorwärmofen durchgeführt, in welchem dann auch das gesteuerte Abkühlen des Objekts durchgeführt wird.The preheat of the stone is preferably carried out in a preheating furnace, in which then also the controlled cooling of the object is performed.

Die Einbettmasse ist bevorzugt Formmaterial, dessen Bindemittel Gips, Schamott, Phosphat, Silikat oder Magnesiumoxid enthalten und deren feuerfeste Bestandteile Quarz, Tridymit oder Christobalit enthalten.The Embedding compound is preferably molding material whose binder gypsum, Containing chamotte, phosphate, silicate or magnesium oxide and their refractory components include quartz, tridymite or Christobalite.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zum Herstellen einer Fassung, einer Umrandung und/oder einer Beschichtung oder einer partiellen Beschichtung aus Metall für den Stein gut geeignet.The inventive method is in particular for producing a socket, a border and / or a coating or a partial coating of metal for the Stone well suited.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren detaillierter beschrieben, wobei:The Invention will now be more detailed with reference to the figures described, wherein:

1 die Herstellung einer dauerhaften Verbindung zwischen Stein und Metall im Fall eines Steins mit ursprünglich nicht glatter Oberfläche zeigt; und 1 the production of a permanent connection between stone and metal in the case of a stone with originally not smooth surface shows; and

2 die Herstellung einer dauerhaften Verbindung zwischen Stein und Metall im Fall eines Steins mit ursprünglich glatter Oberfläche zeigt. 2 the production of a permanent connection between stone and metal in the case of a stone with originally smooth surface shows.

In den 1 und 2 ist ein in eine Einbettmasse verbrachter Stein gezeigt. Dabei ist der Stein in der 1 derart gezeigt, dass er ein poröser Stein mit ursprünglich nicht glatter Oberfläche ist. Demgegenüber ist der in der 2 gezeigte Stein ein Stein mit ursprünglich glatter Oberfläche, die vor einem Einbringen des Steins in die Einbettmasse geschliffen oder auf andere Weise aufgeraut worden ist. Die Einbettmasse ist um den Stein derart geformt, dass, nach einem Erwärmen des Steins in der Einbettmasse, erwärmtes Metall eingegossen werden kann und sich dann bei einem Abkühlen des aus Stein und Metall ausgebildeten Objekts entsprechend der Form der Einbettmasse formt.In the 1 and 2 a stone placed in an embedding mass is shown. Here is the stone in the 1 shown to be a porous stone with originally non-smooth surface. In contrast, in the 2 Stone showed a stone with an originally smooth surface, which was ground or otherwise roughened before the stone was introduced into the investment material. The embedding mass is shaped around the stone such that, after heating the stone in the embedding mass, heated metal can be poured in and then formed upon cooling of the object made of stone and metal according to the shape of the embedding mass.

Durch Eingießen von erwärmtem Metall kann ein Zusammenbringen des Metalls mit dem Stein auch dadurch erfolgen, dass ausbrennbares Material einer gewünschten Form entsprechend der äußeren Form des Steins modelliert und an den Stein angelegt wird. Nach dem Erwärmen des Steins erfolgt ein Ausbrennen des Materials, um eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Metall und dem Stein herzustellen.By pour in of heated Metal can also do this by bringing the metal together with the stone take place, that burn-out material of a desired shape according to the external shape The stone is modeled and applied to the stone. After heating the Steins will burn out the material to a permanent one Make connection between the metal and the stone.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Verbindung zwischen Metall und Stein keine chemische Verbindung, sondern, wie es in 2 angegeben ist, eine mechanische Verzahnung bzw. Verzahnungshaftung. Eine gute dauerhafte Verbindung wird insbesondere durch das Vorwärmen des Steins auf eine bestimmte Temperatur und durch das gesteuerte Abkühlen des Objekts aus Stein und Metall erreicht. Weiterhin wird eine Reduzierung der Gefahr eines Brechens oder Springens des Steins erreicht.In the method according to the invention, the connection between metal and stone is not a chemical compound, but, as it is in 2 is specified, a mechanical toothing or tooth adhesion. A good permanent connection is achieved in particular by preheating the stone to a certain temperature and by the controlled cooling of the object made of stone and metal. Furthermore, a reduction of the risk of breaking or jumping of the stone is achieved.

Insbesondere sollen Stein und Metall, die dauerhaft verbunden werden sollen, so ausgewählt werden, dass sie bezüglich ihrer thermischen Eigenschaften gut zueinander passen. Insbesondere sollten die thermischen Eigenschaften so sein, dass die Gusstemperatur des Metalls möglichst nahe bei der Vorwärmtemperatur des Steins liegt.Especially should stone and metal, which should be permanently connected, to be selected that they respect their thermal properties fit well with each other. Especially the thermal properties should be such that the casting temperature the metal as possible close to the preheating temperature of the stone lies.

Das Verfahren kann besonders vorteilhaft bei der Schmuckgestaltung oder bei einer besonderen Steinbearbeitung eingesetzt werden.The Process can be particularly beneficial in jewelry design or be used in a special stone processing.

Erfindungsgemäß wird insbesondere ein Verfahren zur Verfügung gestellt, bei welchem es durch eine durch Vorwärmen des Steins und gesteuertes Abkühlen eines Objekts aus Stein mit Metall erreichbare gute thermische Abstimmung der beiden Komponenten Stein und Metall möglich wird, eine gute dauerhafte, homogene Verbindung zwischen Stein und Metall zu erreichen, während gleichzeitig das Risiko reduziert wird, dass Brüche oder Sprünge am Stein auftreten.In particular, according to the invention a procedure available in which it is controlled by a preheating of the stone and cooling down a stone object with metal achievable good thermal balance the two components of stone and metal becomes possible, a good lasting, achieving homogeneous connection between stone and metal, while at the same time the Risk is reduced, that breaks or jumps on Stone occur.

Claims

A method of making a permanent bond between metal and stone, the method comprising the steps of: placing the non-smooth surface stone in an investment; Preheating the stone in the investment to a predetermined temperature; Heating metal to its liquidus temperature and contacting the metal with the stone, so that it makes a connection with the non-smooth surface of the stone; and controlled cooling of the stone associated with the metal as an object.

Method according to claim 1, characterized in that that bringing the metal together with the stone by pouring heated Metal is made in the investment for attachment to the stone.

Method according to claim 1, characterized in that that burnable material is used according to a desired Shape for one Modeled on and connected to the stone, and then the metal to bring the metal together with the stone heated by the burnout process becomes.

Method according to claim 3, characterized that modeling and heating of the Metal with the same or with different metals multiple times be repeated, with a repetition with different Metals the metal with the highest Melting point is used first.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the stone is a naturally occurring non-gemstone.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the stone is a natural stone of the groups amazonite granite, anhydrite, anorthosite, Aplit, basalt, charnockite, chlorite-slate, cordierite, diabase, Diorite, iron ore, gabbro, gneiss, granite, granodiorite, granulite, Hornfels, limestone, conglomerate, lamprophyre, lava, marble, metatexite, Migmatite, microline quartz phyllite, monzonite, norite, ophicalite, orbiculargranite, Orthogneiss, orthoclase quartz phyllite, paragneiss, pegmatite, porphyry, quartz phyllite, Quartzite, rhyolite, sandstone, slate, sericite quartz phyllite, serpentite, sodalite syenite, soapstone, Spessartite, syenite, tonalite, trachyte, travertine, tuff is.

Method according to one of claims 5 or 6, characterized that the non-gemstone is a porous one Stone, such as lava, tufa or pumice, is by nature does not have a smooth surface, or a stone with a smooth surface, such as granite or marble, which is ground to obtain a non-smooth surface or to others Way is roughened.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the preheating of the stone is a process of several hours.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the stone and the metal that connect are to be selected so that the preheating temperature for stone and the casting temperature for Metal as possible lie close to each other.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the predetermined temperature to which the stone is warmed up, a preheating temperature is that at most one third is below the liquidus temperature of the metal.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that aluminum, lead, cadmium, chromium, iron, gold, Indium, iridium, potassium, copper, molybdenum, nickel, palladium, platinum, Rhodium, ruthenium, silver, titanium, vanadium, zinc, tin and theirs Alloys can be used as metals.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the preheating of stone in a preheating furnace carried out in which the controlled cooling of the object is also performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the embedding compound is molding material whose binder is gypsum, Containing chamotte, phosphate, silicate or magnesium oxide and their refractory components include quartz, tridymite or Christobalite.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it is for producing a socket, a border and / or a coating or a partial coating of metal for the Stone is used.