-
Die Erfindung betrifft eine Edelmetall-Legierung, enthaltend Palladium und Rhodium.
-
In der Schmuck- und Uhrenindustrie ist eine besonders weiße Metallfarbe einer Edelmetall-Legierung gewünscht, da hierdurch der Glanz von Steinen, insbesondere von Edelsteinen wie Diamanten, welche ein aus dieser Edelmetall-Legierung hergestelltes Schmuckstück aufweist, in besonders guter Weise unterstützt wird. Weißgold wird daher sehr häufig mit einer galvanischen Rhodiumschicht überzogen, um die weniger weiße Farbe von Weißgold oder einer Weißgold-Legierung, die zur Herstellung des Schmuckstücks verwendet wird, zu verbessern. Rhodium ist bekanntermaßen das Edelmetall mit der besten weißen Farbe. Eine derartige Vorgangsweise ist z. B. in der
DE 10 2008 050 135 beschrieben. Nachteilig daran ist aber nicht nur, dass bei der Herstellung des Schmuckstücks aus Weißgold oder einer Weißgold-Legierung ein zusätzlicher Arbeitsgang – die galvanische Rhodinierung dieses Schmuckstücks – durchgeführt werden muß. Wesentlicher ist für einen Käufer eines derartig gefertigten Schmuckstücks, dass galvanisch aufgebrachte Rhodiumschichten beim Gebrauch des Schmuckstücks einem natürlichen Verschleiß unterworfen sind, so dass nach einer gewissen Tragezeit die Rhodium-Beschichtung des Schmuckstücks erneuert werden muß, da durch deren Abnutzung die weniger weiße Farbe des Grundmaterials des Schmuckstücks, also der Weißgold-Legierung, sichtbar geworden ist.
-
Ein Schmuckstück aus Rhodium oder einer Rhodium-Legierung als massive Legierung herzustellen ist unpraktikabel, da Rhodium sehr spröde und daher für die Herstellung von Schmuckstücken wie Schmuck, Juwelierwaren, Uhrengehäusen, Schreibgeräten, etc. nicht oder zumindest nicht in hinreichendem Maße geeignet ist.
-
Platin sowie hochlegierte Platinlegierungen wie z. B. eine Legierung mit 95 Gew.-% Platin besitzen für die meisten in der Schmuck- und Uhrenindustrie auftretenden Anwendungen eine hinreichend weiße Farbe und werden allgemein als besonders wertig angesehen, da Platin das Edelmetall mit dem höchsten Metallpreis ist.
-
Palladium ist ein weißes Edelmetall mit den niedrigsten Reflektionsgrad von Licht und wirkt deshalb grau im Vergleich zu Platin-Legierungen. Aus diesem Grund wird Palladium zur Zeit nur für ausgewählte Anwendungen in der Schmuck- und Uhrenindustrie eingesetzt, bei denen es auf eine „ideal-weiße” Farbe eines aus Palladium oder einer Palladium-Legierung hergestellten Produkts nicht oder nicht primär ankommt, verwendet. Palladium besitzt gegenüber Platin nicht nur den Vorteil, dass es etwa 40% leichter ist als dieses Edelmetall. Vielmehr ist der Metallpreis von Palladium deutlich geringer als der von Platin. Die beiden vorgenannten Vorteile lassen sich aber aufgrund der vorstehend beschriebenen nachteiligen Farbe – Palladium wirkt grau – nur unzureichend in der Schmuck- und Uhrenindustrie nutzen.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Legierung auf der Basis von Palladium zu schaffen, die sich zur Herstellung von Schmuckstücken wie Schmuck, Uhren, Juwelierwaren oder Schreibgeräten eignet und eine im Vergleich zu reinem oder hochlegiertem Palladium „weißere” Farbe besitzt.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erfindungsgemäße Edelmetall-Legierung Palladium in einem Anteil von 40–60 Gew.-% und Rhodium in einem Anteil 60–40 Gew.-% aufweist, wobei sich die Gewichtsanteile von Palladium und Rhodium zusammen mit üblichen Verunreinigungen und Beimischungen zu 100 Gew.-% ergänzen.
-
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise eine massive Edelmetall-Legierung geschaffen, die eine weiße Farbe besitzt, die mit derjenigen von Rhodium oder einer Rhodium-Beschichtung oder zumindest der von Platin oder Platin-Legierungen vergleichbar ist. Die erfindungsgemäße Edelmetall-Legierung wirkt daher in vorteilhafter Art und Weise besonders hell und eignet sich folglich in besonderem Maße zur Herstellung von Schmuckstücken, insbesondere von Schmuckstücken, die Edelsteine wie Diamanten aufweisen. Da die erfindungsgemäße Edelmetall-Legierung – da sie metallurgisch hergestellt und nicht nur eine Beschichtung ist – diese Farbe selbst aufweist, ist es nicht mehr erforderlich, zur Herstellung von Schmuckstücken deren Farbe durch einen weiteren Behandlungsschritt, wie z. B. eine galvanische Rhodierung, zu verbessern.
-
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Edelmetall-Legierung ist, dass sie gewichtsmäßig deutlich leichter als eine Platin-Legierung gleicher oder vergleichbarer weißer Farbe ist, und dass sie deutlich kostengünstiger herzustellen ist als eine derartige Platin-Legierung, da – wie bereits vorstehend ausgeführt – der Metallpreis von Rhodium und Palladium deutlich geringer ist als derjenige von Platin.
-
Die erfindungsgemäße Edelmetall-Legierung weist eine Härte weich im Bereich von 180–200 HV auf und ist daher besonders gut zur Herstellung eines Schmuckstücks mittels einer Heißverformung geeignet. Sie besitzt eine Härte hart im Bereich von mehr als 250 HV, vorzugsweise mehr als 300 HV, und zeichnet sich deshalb durch eine gute Verschleißbeständigkeit auf. Aus der erfindungsgemäßen Edelmetall-Legierung hergestellte Schmuckstücke zeichnen sich daher dadurch aus, dass ihre Glanz-Oberfläche lange erhalten bleibt.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erfindungsgemäße Edelmetall-Legierung Palladium einen Gewichtsanteil von 47 bis 53 Gew.-% und Rhodium einen Gewichtsanteil von 53 bis 47 Gew.-% enthält, wobei sich die Anteile von Rhodium und Palladium sowie den vorgenannten Verunreinigungen und Beimischungen zu 100 Gew.-% ergänzen. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil einer noch weißeren Farbe der erfindungsgemäßen Edelmetall-Legierung.
-
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erfindungsgemäße Edelmetall-Legierung 50–52 Gew.-% Palladium und 50–48 Gew.-% Rhodium aufweist, wobei sich die vorgenannten Anteile von Palladium und Rhodium – von vorgenannten Verunreinigungen und Beimischungen abgesehen – zu 100 Gew.-% ergänzen.
-
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erfindungsgemäße Edelmetall-Legierung 50 Gew.-% Palladium und 50 Gew.-% Rhodium aufweist, wobei sich diese beiden Anteile von Palladium und Rhodium – von vorgenannten Verunreinigungen und Beimischungen abgesehen – zu 100 Gew.-% ergänzen.
-
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erfindungsgemäße Edelmetall-Legierung 47–50 Gew.-% Palladium und 53–50 Gew.-% Rhodium aufweist, wobei sich die Anteile von Palladium und Rhodium – von vorgenannten Verunreinigungen und Beimischungen abgesehen – zu 100 Gew.-% ergänzen.
-
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erfindungsgemäße Legierung Gold, Platin, Ruthenium und/oder Iridium in einem Anteil von zusammen von mehr als Null und maximal 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-% bis 5 Gew.-%, weiter vorzugsweise 3 Gew.-% aufweist, wobei sich die Anteile von Rhodium und Palladium sowie der vorgenannten sekundären Legierungskomponenten zu 100 Gew.-% ergänzen und die sekundären Legierungskomponenten vorzugsweise den entsprechenden Anteil von Rhodium ersetzen.
-
Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im Folgenden beschrieben werden.
-
Das erste Ausführungsbeispiel der beschriebenen Edelmetall-Legierung weist 40–60 Gew.-% Palladium und 60–40 Gew.-% Rhodium auf, wobei sich die vorgenannten Anteile von Palladium und Rhodium zu 100 Gew.-% ergänzen, wenn man von den üblichen Verunreinigungen und Beimischungen dieser Metalle absieht. Es bedarf für den Fachmann keiner Erläuterungen, dass die vorstehend genannten Gewichtsanteile sowie auch die Gewichtsanteile der nachfolgenden Ausführungsbeispiele so zu verstehen sind, dass diese die bei einem metallurgischen Herstellungsprozess auftretenden üblichen Toleranzen einschließen.
-
Die beschriebene Edelmetall-Legierung weist einen Yellowness-Index YI im Bereich von 9 bis 10 auf. Ein derartiger Yellowness-Index YI von unter 10 ist für derartige Edelmetall-Legierung en als sehr niedrig anzusehen und wird in der Regel nur von Rhodium selbst oder einer Rhodium-Platin-Legierung erreicht.
-
Der Helligkeitswert (L*-Wert) der beschriebenen Legierung liegt im Bereich zwischen 86 und 88, was überraschend ist, da der L*-Wert deutlich höher als bei den reinen Edelmetallen Palladium bzw. Rhodium ist: Rhodium weist einen L*-Wert von 83,8 und Palladium einen von 81,1 auf. Die beschriebene Edelmetall-Legierung wirkt daher in vorteilhafter Art und Weise sehr hell, weist also eine sehr weiße Farbe auf, die auf dem Niveau von Platin-Legierung mit 95 Gew.-% Platin liegt. Die beschriebene Edelmetall-Legierung ist daher visuell kaum von Rhodium, einer galvanisch auf einem Grundmaterial aufgebrachten Rhodiumschicht, einer Rhodium-Platin-Legierung zu unterscheiden oder zumindest von Platin oder einer Platin-Legierung mit 95 Gew.-% Platin, ist aber in vorteilhafter Art und Weise kostengünstiger herzustellen.
-
Die vorstehend aufgeführten Werte wurden durch Messungen und den durch die DIN 5033 definierten Standard-Bedingungen ermittelt. Die weiteren Werte des L* a* b*-Farbraums liegen für das beschriebene Ausführungsbeispiel im Bereich von 0,7 < = a* < = 0,9 und 3,5 < = b* < = 4.
-
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Edelmetall-Legierung sieht vor, dass die Edelmetall-Legierung 53–47 Gew.-% Palladium und 47–53 Gew.-% Rhodium enthält, wobei sich die vorgenannten Anteile unter Berücksichtigung unvermeidbarer Verunreinigungen und Beimischungen sowie der entsprechenden metallologischen Toleranzgrenzen zu 100 Gew.-% ergänzen. Eine derartige Legierung besitzt einen L*-Wert im Bereich von 87,3 und einen Yellowness-Index YI im Bereich von 9,7. Die Farbparameter a* und b* betragen ungefähr 0,8 bzw. 3,8.
-
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Edelmetall-Legierung sieht vor, dass die Edelmetall-Legierung 52–50 Gew.-% Palladium und 48–50 Gew.-% Rhodium enthält, wobei sich die Anteile von Palladium und Rhodium – von üblichen Beimischungen und Verunreinigungen sowie Legierungstoleranzen abgesehen – zu 100 Gew.-% ergänzen. Eine derartige Legierung besitzt einen Yellowness-Index YI von 9,8, einen L*-Wert von 87,3. Die Farbparameter a* und b* betragen 0,8 bzw. 3,8.
-
Ein viertes Ausführungsbeispiel der Edelmetall-Legierung sieht vor, dass diese 50 Gew.-% Palladium und 50 Gew.-% Rhodium enthält, wobei sich die Anteile von Palladium und Rhodium – von üblichen Beimischungen und Verunreinigungen sowie Legierungstoleranzen abgesehen – zu 100 Gew.-% ergänzen. Eine derartige Legierung weist einen Yellowness-Index YI im Bereich von 9,8 auf. Die Helligkeit L* liegt im Bereich von 87,3 und die Farbparameter a* und b* betragen 0,8 bzw. 3,8.
-
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Edelmetall-Legierung sieht vor, dass die Edelmetall-Legierung 47–50 Gew.-% Palladium und 53–50 Gew.-% Rhodium enthält, wobei sich die Anteile von Rhodium und Palladium – von üblichen Beimischungen und Verunreinigungen sowie Legierungstoleranzen abgesehen – zu 100 Gew.-% ergänzen. Eine derartige Edelmetall-Legierung weist einen Yellowness-Index YI im Bereich von 9,8 auf. Die Helligkeit L* liegt im Bereich von 87,4 und die Farbparameter a* und b* betragen 0,9 bzw. 3,7.
-
Ein sechstes Ausführungsbeispiel der Edelmetall-Legierung sieht vor, dass die Edelmetall-Legierung 40 Gew.-% Palladium und 60 Gew.-% Rhodium enthält, wobei sich die Anteile von Rhodium und Palladium – von üblichen Beimischungen und Verunreinigungen sowie Legierungstoleranzen abgesehen – zu 100 Gew.-% ergänzen. Eine derartige Legierung weist einen Yellowness-Index YI im Bereich von 9,0 auf. Die Helligkeit L* liegt im Bereich von 87,1 und die Farbparameter a* und b* betragen 0,8 bzw. 3,5.
-
Bevorzugt unter den vorgenannten Edelmetall-Legierung en wird diejenige des vierten Ausführungsbeispiels, also eine Legierung, die einen Gewichtsanteil von 50 Gew.-% Palladium und 50 Gew.-% Rhodium besitzt. Wie sich aus den vorstehend ausgeführten Farbparametern ergibt, weist diese einen Gelb-Blau-Wert b* von 3,8 auf, der in der Nähe des arithmetischen Mittels der entsprechenden b* Werte von Rhodium (b* = 2,8) und Palladium (b* = 6,0) liegt. Der Grün-Rot-Wert a* der Legierung des vierten Ausführungsbeispiels ist etwas höher als das arithmetische Mittel der primären Legierungskomponenten dieser Legierung; Rhodium besitzt einen a*-Wert von a* = 0,6 und Palladium einen solchen von a* = 0,4. Der Grün-Rot-Wert a* der Legierung des vierten Ausführungsbeispiels beträgt ca. 0,8, ist aber im Wesentlichen immer noch in der Nähe von Null und daher immer noch vernachlässigbar.
-
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass der Helligkeits-Wert L* der beschriebenen Legierungen, insbesondere der Legierung des vierten Ausführungsbeispiels mit L* = 87,3 deutlich höher als derjenige der reinen Materialien ist. Palladium besitzt eine Helligkeit L* von 81,1 und einen Yellowness-Index YI von 13,6. Die entsprechenden Werte von Rhodium lauten L* = 83,8 und YI = 6,8. Der L*-Wert der Legierung des vierten Ausführungsbeispiels ist mit L* = 87,3 auf dem Niveau einer 95% Platin-Legierung, wodurch diese Legierung sehr hell wirkt, was sich auch aus dem Yellowness-Index von YI = 9,8 ergibt. Dadurch ist insbesondere die Edelmetall-Legierung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kaum von Rhodium, einer galvanischen Rhodiumschicht, einer Rhodium-Platin-Legierung oder zumindest von Platin oder einer hochlegierten Platin-Legierung wie Pt 950 visuell zu unterscheiden.
-
Es wird bevorzugt, dass die vorstehend beschriebenen Edelmetall-Legierungen Gold, Platin, Ruthenium und/oder Iridium in einem Anteil von mehr als 0 Gew.-% und maximal 10 Gew.-% als sekundäre Legierungskomponenten beigefügt wird, wobei sich die Anteile von Rhodium und Palladium sowie diejenigen der sekundären Legierungskomponenten zu 100 Gew.-% ergänzen, wenn man von üblichen Beimischungen und Verunreinigungen sowie Legierungstoleranzen absieht. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass das Gußgefüge einer derartig ausgebildeten Edelmetall-Legierung eine feinere Gefügestruktur besitzt.
-
Bei der Herstellung der vorgenannten Gold, Platin, Rhotenium und/oder Rhodium enthaltenen Edelmetall-Legierung aus einer Legierung gemäß einem der ersten fünf Ausführungsbeispiele ist vorzugsweise vorgesehen, dass der entsprechende Anteil von Rhodium durch den zu diesen Legierungen hinzugefügten Anteil der vorgenannten sekundären Legierungskomponenten ersetzt wird. Es ist aber auch möglich, dass nicht Rhodium, sondern Paladium ersetzt wird. Genauso ist eine Kombination der beiden vorgenannten Maßnahmen, nämlich, dass durch die vorgenannten sekundären Legierungskomponenten die entsprechenden Anteile von Rhodium und Paladium ersetzt werden, möglich.
-
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die beschriebenen Edelmetall-Legierungen sehr gut für den Schmuckguß nach dem Wachsausschmelzverfahren geeignet sind, wobei übliche Anlagen und Einbettmassen für das Gießen von Edelmetall-Legierungen verwendet werden können. Die aus den beschriebenen Legierungen hergestellten Gußteile haben im Wesentlichen keine oder nur eine geringe Porosität. Sie weisen eine Härte im Bereich von 180–200 HV auf. Diese große Gußhärte besitzt den Vorteil, dass zur Herstellung von Schmuckstücken fertige Formen gegossen werden können und deren Härte nicht von einer Vielzahl von Anwendungen nicht nachträglich durch Verformung verbessert werden muß.
-
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Edelmetall-Legierungen ist, dass Oberflächenfehler durch Reaktionen mit einer Einbettmasse praktisch nicht beobachtet wurden. Die unerwartet geringe Erstarrungsschrumpfung der beschriebenen Edelmetall-Legierungen im Vergleich zu anderen Schmuckwerkstoffen wie Platin 950 oder Weißgold 750 vermindert die Gefahr einer Schrumpfungsporosität, welche ein Hauptproblem beim Schmuckgießen darstellt.
-
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Edelmetall-Legierungen ist, dass Gas- und/oder Einbettmassenreaktionen fast ausgeschlossen sind, da sowohl Rhodium als auch Palladium eine hohe chemische Beständigkeit aufweisen. Dies bedingt auch, dass ein Wiedervergießen von Resten der beschriebenen Edelmetall-Edelmetall-Legierungen ohne größere Schwierigkeiten durchführbar ist, da diese beschriebenen Edelmetall-Legierungen nicht durch chemische Reaktionen beim Schmuckguß-Vorgang beeinträchtigt werden. Diese dadurch gegebene Wiederverwendbarkeit von Resten des Gießprozesses führt zu einer guten Materialausnutzung.
-
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Edelmetall-Legierungen besteht in Verbindung mit dem Schmuckgießen darin, dass durch einen derartigen Schmuckguß hergestellte Gußteile endabmessungsnahe Ausmaße besitzen, was in Verbindung mit einer guten Wiedervergießbarkeit einen sparsamen Materialeinsatz mit sich bringt.
-
Die Gußhärten der beschriebenen Legierungen im Bereich von 180–200 HV, insbesondere von 190 HV, besitzt den Vorteil, dass diese Legierungen am besten mittels eines Heißverform-Prozesses bearbeitet werden können, wozu sich eine Temperatur oberhalb der Mischungslücke bei ca. 845°C eignet. Besonders geeignet ist eine Temperatur von 1200–1300°C. Der Vorteil ist, dass bei einer derartigen Temperatur noch ein Hämmern oder Walzen möglich ist, wobei Verformungen bis zu 10% pro Formungsschritt möglich ist.
-
Nach der Heißverformung und einer dadurch erzielten Umwandlung des Gußgefüges ist auch eine Kaltverformung mit Maschinen, wie sie üblicherweise in der Edelmetallverarbeitung eingesetzt werden, möglich. Der lösungsgeglühte Zustand (Glühen bei 1000°C und anschließendes Abschrecken) hat eine Härte von 130 HV bis 140 HV. Durch Kaltverformung können Härten größer als 250 HV, vorzugsweise größer als 300 HV erreicht werden. Die hohe Härte der beschriebenen Edelmetall-Legierungen sorgt für eine gute Verschleißbeständigkeit und bietet dadurch einen guten Erhalt einer Glanz-Oberfläche eines aus den beschriebenen Legierungen hergestellten Schmuckes wie eines Schmuckstückes, eines Uhrengehäuses, eines Schreibgeräts, von Juwelierwaren oder dergleichen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-