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Verfahren zur Herstellung von Vorlegierungen für das Erschmelzen nickelhaltiger
Weißgoldlegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vorlegierungen
für das Erschmelzen nickelhaltiger Weißgoldlegierungen, wie sie z. B. von Goldschmieden,
Juwelieren und Schmuckherstellern verwendet werden.
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Bekannterweise werden Weißgoldlegierungen hergestellt, indem man zusammen
mit dem Geld variierbare Anteile an Kupfer, Zink und Nickel schmilzt. In der hierbei
entstehenden Legierung vermittelt das Kupfer die mechanischen Eigenschaften, das
Zink die Weißfärbung unter gleichzeitiger Herabsetzung des Schmelzpunktes und Verbesserung
der Schmiedbarkeit und Duktilität und das Nickel die Weißgraufärbung und eine erhöhte
Härte.
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Beim Erschmelzen solcher Weißgeldlegierungen wurde bisher dem reinen
geschmolzenen Gold proportional dem gewünschten Feingehalt eine Legierung aus Kupfer,
Zink und Nickel zugegeben, die in Bruchstücken gehandelt und als Vorlegierung bezeichnet
wird.
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Dieses bisherige Verfahren hat den Nachteil, daß die fertigen Weißgoldlegierungen
nicht den gewünschten Feingehalt besitzen. Außerdem konnte bei dem bisher angewendeten
Verfahren der Feingehalt der hergestellten Weißgeldlegierungen nicht genau angegeben
werden.
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Diese Nachteile beruhen, wie Versuche gezeigt haben, darauf, daß bei
der Herstellung der Legierung ein Teil des bei niedriger Temperatur schmelzenden
Zinks auf Grund der hohen Schmelztemperatur des Nickels verdampft. Nickel schmilzt
etwa bei 1453° C, die Nickel-Kupfer-Zink-Legierung bei etwa 1250° C, während das
Zink bei 419° C schmilzt und bei 906° C siedet. Wenn die Temperatur des Tiegels
von 906 auf etwa 1250° C ansteigt, verdampft somit ein Teil des Zinks, so daß dessen
Anteil in der Legierung kleiner wird.
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Ein weiterer Nachteil der bisher angewandten Verfahren ist die große
Brüchigkeit sowohl der Vorlegierungen als auch der Endlegierungen und der aus ihnen
hergestellten Gegenstände. Dieser Nachteil beruht darauf, daß das Kupfer in den
Tiegel in manchen Fällen nicht mit einer Vorlegierung, sondern in Form von Platten
oder Bruchstücken eingebracht wird, so daß sich bei der Temperaturerhöhung auf Grund
der großen Oberflächen durch den Kontakt mit der Luft Kupferoxydul (Cu20) und Kupferoxyd
(Cu0) bilden. Die genannten Kupferverbindungen sind äußerst brüchig und lassen sich
nicht mehr aus der Legierung beseitigen.
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Ziel der Erfindung ist es, die vorerwähnten Nachteile auszuschalten.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die Metalle Kupfer, Zink und Nickel, die
in an sich bekannter Weise für die Bildung der Vorlegierungen dienen, zu pulverisieren,
in den für die gewünschte Vorlegierung entsprechenden Anteilen zu vermischen und
sodann zu Tabletten zu verpressen.
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Zum Erschmelzen von Weißgoldlegierungen mit den vorerwähnten Tabletten
kann dann erfindungsgemäß so vorgegangen werden, daß die erforderliche Menge an
Tabletten aus Metallpulvergemisch der gewünschten Zusammensetzung auf den Boden
eines Tiegels gebracht und darauf der entsprechende Anteil an Gold aufgelegt wird,
wonach der Tiegelinhalt bis zur Bildung einer Weißgoldlegierung erhitzt wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann den aus Metallpulvergemisch
bestehenden Tabletten ein Flußmittel zugesetzt werden. Außerdem ist es möglich,
die Pulver und/oder die Tabletten mit einer Schutzschicht aus Paraffin zu überziehen.
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Durch die Erfindung wird vermieden, daß bei der Erhöhung der Temperatur
sich das Kupfer mit dem Sauerstoff, das Nickel mit dem Wasserstoff und das Zink
mit dem Kohlenstoff verbindet und auch, daß das Kupfer Sulfide bildet, die ebenfalls
zur Brüchigkeit führen.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens beruhen darauf, daß
das bei niederer Temperatur schmelzende Zink nicht mehr verdampft, wenn es eine
Möglichkeit hat, sich vor der Vereinigung mit
den Metallen mit höherem
Schmelzpunkt, mit dem einen mittleren Schmelzpunkt aufweisenden Kupfer zu legieren.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bilden sich zunächst an unzähligen Stellen und
im wesentlichen gleichzeitig Erstlegierungszonen zwischen den Metallen mit niedrigerem
Schmelzpunkt, wonach die Metalle mit dem höheren Schmelzpunkt beim kontinuierlichen
Ansteigen der Temperatur allmählich in die Erstlegierung eintreten, bis schließlich
die gewünschte Endlegierung erhalten ist.
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Die erfindungsgemäß erhaltenen Vorlegierungen besitzen nicht nur den
genauen Gehalt an Legierungsbestandteilen, sondern sind auch reiner und frei von
Verfärbungen und entsprechen auch allen Anforderungen bezüglich des Schmelzpunktes,
der Schmiedbarkeit, der Duktilität und der mechanischen Eigenschaften.
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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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In einen Mischer bekannter Bauart werden die zu Pulver zerkleinerten
Metalle eingebracht, wobei die Gewichte der Anteile so ausgewählt sind, wie es zur
Herstellung der Vorlegierung erforderlich ist. Das aus dem Pulver hergestellte homogene
Gemisch wird dann unter starkem Druck in einer Presse zu Metallpulvertabletten verpreßt,
die die Metalle in dem der gewünschten Vorlegierung entsprechenden Prozentanteil
enthalten. Hierbei kann die Korngröße der Pulver in einem weiten Bereich schwanken.
Beim Verpressen drücken sich die Körner der härtesten Metalle in die der weicheren
Metalle hinein und werden von letzteren auch dann festgehalten, wenn der Druck wieder
aufgehoben wird. Die Tabletten erhalten hierdurch eine ausreichende mechanische
Festigkeit. Die Erfahrung zeigt, daß das unter starkem Druck zu Tabletten gepreßte
Metallpulver eine bessere Schmelzfähigkeit hat als ein Stück des Metalls selbst.
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Außer Zink, Kupfer und Nickel können die Vorlegierungen auch noch
Palladiumpulver (Pd) enthalten.
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Als Flußmittelzusatz für die Tabletten eignet sich beispielsweise
Borsäure (HB"), Natriumtetraborat (Borax Na2B407 - 10H20) oder auch Kohlenstoff
(C), der eine reduzierende Wirkung ausübt. Diesem Pulver kann gegebenenfalls Natriumfluorid
(NaF) oder ein anderes Fluorid, wie beispielsweise Kaliumfluorid (KF), beigemengt
sein. Da das Kupfer, wenn es zu feinem Pulver zerkleinert ist, Sauerstoff oder Schwefel
aufnimmt, läßt sich das Kupferpulver erfindungsgemäß zur Verhinderung einer schädlichen
Oxydation oder Verbindung mit Schwefel vor oder nach der Tablettierung mit 0,2 Gewichtsprozent
Paraffin schützen. In derselben Weise kann auch ein Schutz für die Nickelpulver,
da diese Wasser adsorbieren, und für die Zinkpulver, da diese sich sonst mit einer
dünnen Schicht an basischem Karbonat überziehen würden, erzielt werden.