DE102011009625A1

DE102011009625A1 - Process for producing a copper-containing silver alloy for a jewelry ring

Info

Publication number: DE102011009625A1
Application number: DE102011009625A
Authority: DE
Inventors: Hans Peter Barth
Original assignee: Eduard G Fidel GmbH
Current assignee: Eduard G Fidel GmbH
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-03-01
Anticipated expiration: 2031-01-29
Also published as: DE102011009625B4; DE202010011820U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kupferhaltigen Silberlegierung für einen Schmuckring sowie einen aus einer entsprechenden Silberlegierung hergestellt Schmuckring. Dabei ist vorgesehen, dass nach einem Zusammenschmelzen von Silber und Kupfer eine phosphorhaltige Zugabe bei einer Schmelztemperatur zwischen 1030° und 1130°C eingeschmolzen wird.The invention relates to a method for producing a copper-containing silver alloy for a jewelry ring and a jewelry ring made from a corresponding silver alloy. It is provided that after melting silver and copper together, a phosphorus-containing addition is melted at a melting temperature between 1030 ° and 1130 ° C.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kupferhaltigen Silberlegierung für Schmuckringe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen aus einer entsprechenden Legierung hergestellten Schmuckring.The invention relates to a method for producing a copper-containing silver alloy for jewelry rings according to the preamble of claim 1 and a jewelry ring made of a corresponding alloy.

Allgemein bekannt sind dabei Verfahren zur Herstellung von Sterlingsilber, das üblicherweise einen Anteil von 92,5 Gew.-% reinem Silber und 7,5 Gew.-% Kupfer aufweist.In this case, processes for the production of sterling silver, which usually has a proportion of 92.5% by weight of pure silver and 7.5% by weight copper, are generally known.

Nachteilig an den bekannten Schmuckkörpern aus Sterlingsilber ist, dass deren Legierung trotz Wärmebehandlung und Kaltverformung üblicherweise als Endprodukt eine Vickershärte von lediglich etwa 120 bis 130 HV erreicht. Insbesondere bei Schmuckkörpern, die beim Tragen größeren mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, wie insbesondere bei am Finger getragenen Ringen, kann es somit leicht zu Verformungen beziehungsweise Beschädigungen kommen, die eine optische Beeinträchtigung darstellen.A disadvantage of the known jewelry bodies made of sterling silver is that their alloy usually reaches a Vickers hardness of only about 120 to 130 HV, despite heat treatment and cold working as the final product. In particular, in jewelry bodies that are exposed to greater mechanical stresses when wearing, especially when worn on the finger rings, it can thus easily be deformed or damaged, which represent a visual impairment.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Verfahren zur Herstellung einer kupferhaltigen Silberlegierung beziehungsweise einem daraus bestehenden Werkstück die genannten Nachteile zu vermeiden und eine höhere Endhärte eines daraus hergestellten Schmuckringes zu ermöglichen.The object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned in a method for producing a copper-containing silver alloy or a workpiece consisting thereof and to enable a higher final hardness of a jewelry ring made therefrom.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird zunächst der im Wesentlichen vollständige Silberanteil mit Kupfer zusammen geschmolzen und anschließend eine phosphorhaltige Zugabe bei einer Schmelztemperatur zwischen 1030° und 1130°C zusätzlich eingeschmolzen. Die Zugabe von Phosphor wirkt dabei beim Schmelzen und Gießen als Reduktionsmittel, durch das ein geringerer Sauerstoffanteil erzielt beziehungsweise der Sauerstoff gänzlich entzogen werden kann. Dies hat wiederum ein feinkörnigeres Gefüge und eine höhere Festigkeit der hergestellten Legierung zur Folge. Zudem werden hierdurch ungewollte Einschlüsse und Risse vermieden sowie die Glanzfähigkeit der Oberfläche verbessert. Durch den auf 1030° bis 1130°C festgelegten Bereich der Schmelztemperatur wird dabei sichergestellt, dass sich der Phosphor-Anteil während der Herstellung der kupferhaltigen Silberlegierung vollständig verflüchtigt.This object is achieved by a method having the features of claim 1. In this case, the substantially complete silver content is first melted together with copper, and then a phosphorus-containing addition is additionally melted in at a melting temperature between 1030 ° and 1130 ° C. The addition of phosphorus acts as a reducing agent during melting and casting, through which a lower oxygen content is achieved or the oxygen can be completely removed. This in turn results in a finer grain structure and higher strength of the produced alloy. In addition, this unwanted inclusions and cracks are avoided and improves the gloss of the surface. It is ensured by the specified at 1030 ° to 1130 ° C range of melting temperature that the phosphorus content during the production of copper-containing silver alloy completely volatilized.

Vorteilhafterweise wird hierbei als phosphorhaltige Zugabe ein Phosphorkupfer verwendet, was ein problemloses Einschmelzen des Phosphors auch bei einem höheren Anteil desselben ermöglicht.Advantageously, a phosphorus copper is used here as a phosphorus-containing addition, which allows a trouble-free melting of the phosphor even at a higher proportion thereof.

Dabei ist es günstig, wenn eine Ausgangsschmelze der Silberlegierung, die beim Einschmelzen der Zugabe vorliegt, eine Zusammensetzung von 90,0 bis 93,0 Gew.-% Silber, 7,0 bis 7,3 Gew.-% Kupfer und 0,03 bis 5,0 Gew.-% P10 cu 90 Phosphorkupfer aufweist, was die Herstellung eines Werkstückes mit einer Vickershärte von über 150 HV ermöglicht.It is advantageous if a starting melt of the silver alloy, which is present in the melting of the addition, a composition of 90.0 to 93.0 wt .-% silver, 7.0 to 7.3 wt .-% copper and 0.03 to 5.0% by weight of P10 Cu 90 phosphorus copper, which allows the production of a workpiece with a Vickers hardness of over 150 HV.

Vorteilhafterweise beträgt die Schmelzzeit im Falle eines konventionellen Schmelz-Gießverfahrens und einer Menge von beispielsweise etwa 1500 Gramm zwischen 4 und 8 min oder im Falle eines Stranggussverfahrens und einer Menge von beispielsweise etwa 2500 Gramm zwischen 12 und 20 min. Hierdurch kann ein vollständiges Verflüchtigen des Phosphors während des Schmelzvorganges gewährleistet werden.Advantageously, in the case of a conventional melt casting process and an amount of, for example, about 1500 grams, the melting time is between 4 and 8 minutes, or in the case of a continuous casting process and an amount of, for example, about 2500 grams between 12 and 20 minutes. As a result, a complete volatilization of the phosphor can be ensured during the melting process.

Zudem ist es günstig, wenn die Legierung nach dem Schmelzen zu einem Werkstück gegossen wird und in einem nachfolgenden Schritt ein Querschnitt des Werkstückes um wenigstens 50% durch Walzen reduziert wird, wodurch die Materialhärte deutlich erhöht wird.In addition, it is advantageous if the alloy is cast to a workpiece after melting and in a subsequent step, a cross section of the workpiece is reduced by at least 50% by rolling, whereby the material hardness is significantly increased.

Vorteilhafterweise wird das Werkstück nach dem Walzen über eine Aushärtezeit von 2,5 bis 3,5 h hinweg bei einer Temperatur von 260° bis 300°C ausgehärtet.Advantageously, the workpiece is cured after rolling over a curing time of 2.5 to 3.5 h at a temperature of 260 ° to 300 ° C.

Auf diese Weise können Spannungen innerhalb des Materials abgebaut werden, um die beim Walzen erzielte Härte beizubehalten.In this way stresses within the material can be relieved to maintain the hardness achieved during rolling.

Ferner ist es günstig, wenn das Werkstück auf eine gewünschte Blechstärke zwischen 12 und 0,5 mm ausgewalzt wird und anschließend wenigstens ein Rohling mittels eines Verbundwerkzeuges ausgehauen wird. Durch eine derartige Herstellung des Rohlings aus einem kalt verformten Blech der Silberlegierung weist dieser eine höhere Dichte und Härte auf.Further, it is advantageous if the workpiece is rolled to a desired sheet thickness between 12 and 0.5 mm and then at least one blank is cut by means of a composite tool. By such a preparation of the blank from a cold-formed sheet of silver alloy, this has a higher density and hardness.

Vorteilhafterweise wird der Rohling einer weiteren Nachbearbeitung unterzogen, die wenigstens ein Kaltverformungsverfahren, wie beispielsweise Rändeln oder Rundwalzen, umfasst. Auf diese Weise kann bei der abschließenden Formgebung eines aus dem Rohling hergestellten Schmuckringes eine gewünschte Endhärte erzeugt werden.Advantageously, the blank is subjected to a further post-processing, which comprises at least one cold-forming process, such as knurling or round rolls. In this way, a desired final hardness can be generated in the final shaping of a jewelry ring produced from the blank.

Ferner wird die Aufgabe durch einen Schmuckring, der aus einer in einem der oben genannten Verfahren hergestellten Legierung hergestellt ist, gelöst, wobei der Schmuckring eine Endhärte zwischen 150 bis 160 HV aufweist. Bei einem solchen Schmuckring können bei den im üblichen Gebrauch auftretenden mechanischen Beanspruchungen Verformungen oder Beschädigungen, die eine optische Beeinträchtigung zur Folge hätten, im Wesentlichen ausgeschlossen werden.Furthermore, the object is achieved by a jewelery ring, which is made of an alloy produced in one of the above-mentioned method, wherein the jewelery ring has a final hardness between 150 to 160 HV. In the case of such a jewelery ring, deformations or damage which would result in a visual impairment can essentially be ruled out in the case of the mechanical stresses occurring in normal use.

Im Folgenden wird ein beispielhafter Ablauf eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wiedergegeben:
In einem ersten Schritt werden die für die Ausgangsschmelze vorgesehenen Materialanteile in einer Zusammensetzung von 90,0 bis 93,0 Gew.-% Silber, 7,0 bis 7,3 Gew.-% Kupfer und 0,03 bis 5,0 Gew.-% P10 cu 90 Phosphorkupfer bereit gehalten.An exemplary sequence of a production method according to the invention is reproduced below:
In a first step, the material fractions intended for the starting melt in a composition of 90.0 to 93.0 wt .-% silver, 7.0 to 7.3 wt .-% copper and 0.03 to 5.0 wt. -% P10 cu 90 phosphorus copper held ready.

Anschließend erfolgt in einem zweiten Schritt zunächst das Zusammenschmelzen des Silberanteils mit dem Kupferanteil. In einem dritten Schritt wird dann bei einer Schmelztemperatur von 1030° bis 1130°C zusätzlich der P10 cu 90 Phosphorkupfer in die bestehende Silber-Kupfer-Schmelze eingeschmolzen.Subsequently, in a second step, first the melting together of the silver content with the copper content. In a third step, the P10 Cu 90 phosphorus copper is then melted in the existing silver-copper melt at a melting temperature of 1030 ° to 1130 ° C.

Bei einem konventionellen Schmelz-Gießverfahren wird hierbei hinsichtlich der Gesamtschmelze eine Schmelzzeit von 4 bis 8 min bei einer Menge von 1500 g vorgesehen.In a conventional melt-casting process, a melting time of 4 to 8 minutes at 1500 g is provided for the total melt.

Bei einem Stranggußverfahren wird dagegen eine Schmelzzeit von 8 bis 12 min bei einer Menge von 2500 g vorgesehen.In a continuous casting, however, a melting time of 8 to 12 minutes is provided at an amount of 2500 g.

Nach dem Schmelzen wird aus der hierbei entstandenen Legierung ein Werkstück gegossen, das eine gewisse Querschnittsstärke aufweist. Diese Querschnittsstärke wird anschließend durch Walzen des Werkstückes um wenigstens 50% reduziert.After melting, a workpiece is cast from the resulting alloy, which has a certain cross-sectional thickness. This cross-sectional thickness is then reduced by rolling the workpiece by at least 50%.

Nach dem Walzvorgang wird das Werkstück über einen Zeitraum von 2,5 bis 3,5 Stunden hinweg ausgehärtet, wobei die Aushärttemperatur des Werkstückes in einem Bereich von 260° bis 300°C gehalten wird.After the rolling process, the workpiece is cured for a period of 2.5 to 3.5 hours, wherein the curing temperature of the workpiece is maintained in a range of 260 ° to 300 ° C.

Anschließend erfolgt ein zweiter Walzvorgang, bei dem das Werkstück auf eine gewünschte Rohlingsbreite ausgewalzt wird, die üblicherweise zwischen 0,5 und 12 mm liegt. Aus diesem durch Kaltverformung gewonnenen Blech werden dann die Rohlinge mittels eines Folgeverbundwerkzeuges ausgehauen.This is followed by a second rolling process, in which the workpiece is rolled to a desired blank width, which is usually between 0.5 and 12 mm. For this sheet obtained by cold deformation then the blanks are chamfered by means of a progressive tool.

Die Rohlinge werden anschließend gerändelt, rundgewalzt und durch Drehen auf ihre endgültige Form gebracht, wobei der dabei hergestellte Schmuckring eine Endhärte zwischen 150 und 160 HV aufweist.The blanks are then knurled, rolled round and brought to their final shape by turning, with the jewelry ring produced thereby has a final hardness between 150 and 160 HV.

Claims

A process for preparing a copper-containing silver alloy for a jewelery ring, characterized in that, after a melting together of copper and silver a phosphorus-containing addition at a melt temperature of between 1030 ° and 1130 ° C is melted.

A method according to claim 1, characterized in that phosphorus copper is used as the phosphorus-containing addition.

A method according to claim 2, characterized in that a starting melt of the silver alloy is a composition of 90.0 to 93.0 Wt .-% silver 7.0 to 7.3 Wt .-% copper and 0.03 to 5.0 Wt .-% P10 cu 90 phosphor copper

having.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the melting time is in a conventional melt-casting process between 4 and 8 min.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the melting time is in a continuous casting process between 12 and 20 min.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the alloy is poured after melting to a workpiece and in a subsequent step, a cross section of the workpiece is reduced by at least 50% by rolling.

A method according to claim 6, characterized in that the workpiece is cured after rolling over a curing time of 2.5 to 3.5 h at a temperature of 260 ° to 300 ° C.

A method according to claim 6 or 7, characterized in that the workpiece is rolled to a desired plate thickness between 12 and 0.5 mm and then at least one blank is cut by means of a composite tool.

A method according to claim 8, characterized in that the blank is subjected to a post-processing, which comprises at least one cold-forming process.

Jewelery ring made of an alloy, which is produced according to one of claims 1 to 9, characterized in that the jewelery ring has a final hardness of between 150 and 160 HV.