DE19807551A1 - Gold-colored copper-tin jewelry alloy for production of gold-plated fashion articles e.g. finger rings - Google Patents

Gold-colored copper-tin jewelry alloy for production of gold-plated fashion articles e.g. finger rings

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Abstract

The copper-tin jewelry alloy, has specified contents of tin, silicon, manganese, antimony and zirconium. A jewelry alloy, has the composition (by wt.): 8.0-20.0% Sn, 0.1-1.0% Si, 0.05-4.0% Mn, 0.01-3.0% Sb, 0.05-0.5% Zr and balance Cu. Preferred Features: The alloy has the composition (a) 14.5-15% Sn, 0.3-0.5% Si, 0.1-1.0% Mn, 0.05-1.0% Sb, 0.05-0.5% Zr and balance Cu; (b) 8-10% Sn, 0.1-1.0% Si, 0.05-1.3% Mn, 0.01-1.5% Sb, 0.05-0.5% Zr and balance Cu; or (c) 19-20% Sn, 0.1-1.0% Si, 0.05-1.3% Mn, 0.05-1.0% Sb, 0.05-0.5% Zr and balance Cu.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmucklegierung. Bei der Herstellung von Modeschmuck werden seit langem Kupfer-Le­ gierungen als Grundmaterial verwendet, die überwiegend Kupfer und Zink enthalten. Diese Legierungen werden zur Bildung des Schmuckgegenstandes in eine Form gegossen und anschließend galvanisch vergoldet und rhodiniert. Die Dicke der Goldschicht liegt je nach geforderter Beanspruchbarkeit und Qualität des Schmuckstückes bei 0,1 bis 15 µm.The invention relates to a jewelry alloy. At The manufacture of costume jewelry has long been copper-le Alloys used as base material, the predominant Contain copper and zinc. These alloys become Formation of the jewelry item poured into a mold and then electroplated and rhodium-plated. The fat the gold layer lies depending on the required durability and quality of the piece of jewelry at 0.1 to 15 microns.

Bei längerem Tragen wird diese Goldschicht abgerieben, insbesondere bei mechanisch stärker beanspruchten Schmuck­ stücken, wie z. B. Fingerringen. Das überwiegend Kupfer enthaltene Grundmaterial schimmert dann kupferfarben durch, so daß man dem Schmuckstück seinen Verschleiß ansieht. In manchen Fällen kann sogar, insbesondere in Verbindung mit Körperschweiß, das Material schwarz anlaufen oder grünspanig werden. This gold layer is rubbed off when worn for a longer period especially for jewelry that is subject to greater mechanical stress pieces, such as B. finger rings. Mostly copper contained base material then shimmers through copper-colored, so that you can see the wear of the piece of jewelry. In some cases, even in combination with body sweat, tarnish the material black or become verdigris.  

Die bekannten Kupfer-Legierungen bilden zwar beim Vergießen die Form sehr exakt ab, haben jedoch eine relativ hohe Porositätsneigung und die Neigung zur Lunkerbildung. Die Oberfläche des hieraus hergestellten Schmuckstücks hat eine gewisse Rauhigkeit, was dazu führt, daß die Oberfläche relativ matt aussieht und nicht glänzend. Schließlich bereitet die bekannte Legierung erhebliche Probleme hinsichtlich der Beständigkeit gegen Körperschweiß.The known copper alloys form during casting the shape very exactly, but have a relatively high Porosity tendency and the tendency to form voids. The Surface of the piece of jewelry made from it a certain roughness, which leads to the surface looks relatively matt and not shiny. In the end the known alloy causes considerable problems in terms of resistance to body sweat.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Schmucklegie­ rung zu schaffen, die insbesondere eine verbesserte Schweiß­ beständigkeit hat, goldfarben ist, gute Gieß- und Abform­ eigenschaften sowie eine geringe Oberflächenrauhigkeit nach dem Vergießen hat.The object of the invention is an improved jewelry alloy tion, which in particular improves sweat has durability, is gold-colored, good casting and impression properties and low surface roughness after shedding.

Diese Aufgabe wird durch eine Schmucklegierung gelöst, die im wesentlichen aus folgendem in Gewichtsprozent besteht:
This task is solved by a jewelry alloy, which essentially consists of the following in percent by weight:

Zinntin 8,0-20,0%8.0-20.0% Siliziumsilicon 0,1-1,0%0.1-1.0% Manganmanganese 0,05-4,0%0.05-4.0% Antimonantimony 0,01-3,0%0.01-3.0% ZirconiumZirconium 0,05-0,5%0.05-0.5% Kupfercopper Restrest

Der Antimonanteil in Höhe von 0,01-3,0 Gewichtsprozent hat den Effekt, beim Vergießen einen Anbrand zu verhindern, d. h. eine Reaktion des Metalles mit dem Stoff der Gießform (z. B. Gips).The proportion of antimony in the amount of 0.01-3.0 percent by weight has the effect of preventing scorching when potted, d. H. a reaction of the metal with the material of the mold (e.g. plaster).

Der Zirconiumanteil in Höhe von 0,05-0,5 Gewichtsprozent wirkt sich ebenfalls positiv auf die Eigenschaften der Legierung aus, da Zirconium eine hohe Sauerstoff-, Wasserstoff-, Stickstoff- und Schwefelaffinität hat und deshalb desoxidierend, wasserstoffbindend, denitrierend und entschwefelnd wirkt. Die wasserstoffbindende Eigenschaft verhindert eine Lösung von Wasserstoff in der Schmelze, wodurch Wasserstoff- und/oder Wasserdampf-Gasporositäten vermieden werden. Zusätzlich werden durch das Zirconium die Kornfeinung und die Duktilität der Legierung verbessert.The zirconium content of 0.05-0.5 percent by weight also has a positive effect on the properties of the Alloy, because zirconium has a high oxygen, Has affinity for hydrogen, nitrogen and sulfur and therefore deoxidizing, hydrogen binding, denitrifying and has a desulfurizing effect. The hydrogen-binding property prevents a solution of hydrogen in the melt, whereby hydrogen and / or water vapor gas porosities  be avoided. In addition, through the zirconium improves grain refinement and ductility of the alloy.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Legierung zusätzlich noch 0,02-0,2 Gewichtsprozent Phosphor beigegeben, das die Desoxidationseigenschaften verbessert.According to a development of the invention, the alloy additionally 0.02-0.2 percent by weight phosphorus added, that improves the deoxidation properties.

Die so erhaltene Legierung ist weißgelb bis goldfarben und eignet sich daher hervorragend zur Herstellung von vergoldetem Modeschmuck, da eine Abnutzung der dünnen Vergol­ dungsschicht kaum sichtbar ist.The alloy thus obtained is white-yellow to gold-colored and is therefore ideal for the production of gold-plated costume jewelry because of wear and tear of the thin vergol layer is hardly visible.

Die Legierung hat eine feindendritische Gefügeausbildung. Sie bildet beim Vergießen nur sehr wenig Schlacke und benö­ tigt für das Vergießen keine zusätzlichen Desoxidations- oder Abdeckmittel. Vergußtemperaturschwankungen haben nur einen sehr geringen Einfluß auf Festigkeit und Oberflächengü­ te. Die Legierung hat eine ganz hervorragende Fließfähigkeit. Damit können auch Wandstärken unter 0,5 mm im Gußstück erreicht werden und die Angußquerschnitte können erheblich kleiner sein als bei bekannten Schmucklegierungen auf Kupfer­ basis, wodurch sich sehr gute Gußergebnisse erzielen lassen.The alloy has a hostile dritic structure. It forms very little slag when pouring and requires does not require additional deoxidation or cover means. Casting temperature fluctuations only have very little influence on strength and surface quality te. The alloy has an excellent flowability. This means that wall thicknesses of less than 0.5 mm can be found in the casting can be achieved and the gate cross sections can be considerable be smaller than with known jewelry alloys on copper basis, which enables very good casting results to be achieved.

Bei Probestücken wurden auch keine Lunkerungen, Porositäten oder Gasblasen festgestellt und zwar weder bei sehr dickwan­ digen Schmuckstücken noch bei Übergängen von dick- zu dünn­ wandigen Teilen.There were no voids or porosities in the case of test pieces or gas bubbles were found, and neither in very thick jewelry with transitions from thick to thin walled parts.

Aufgrund des feinkörnigen Gefügeaufbaus ist die Legierung beim Vergießen äußerst genau abbildend. Auch lassen sich Oberflächenrauhigkeiten von 1-5 µm erzielen. Zusätzlich ist ein Gußstück aus dieser Legierung gut polierfähig.The alloy is due to the fine-grained structure extremely accurate when casting. Also can be Achieve surface roughness of 1-5 µm. In addition a casting made from this alloy is easy to polish.

Schließlich ist die Legierung im Vergleich zum Stand der Technik sehr gut schweißbeständig, wie z. B. in künstlicher Schweißlösung, die mit einer 12-14 Karat (500-700 tausendstel Goldanteil) Goldlegierung vergleichbar ist. Finally, the alloy is compared to the state of the art Technology very good sweat resistant, such as B. in artificial Welding solution using a 12-14 carat (500-700 thousandth Gold content) gold alloy is comparable.  

Die mit der obigen Legierung hergestellten Schmuckstücke haben folgende mechanischen Eigenschaften:
The jewelry made with the above alloy has the following mechanical properties:

0,2-Grenze: 140-290 N/mm2
Zugfestigkeit: 260-400 N/mm2
Bruchdehnung A5: 12-32%
Brinellhärte HB 10: 70-140.0.2 limit: 140-290 N / mm 2
Tensile strength: 260-400 N / mm 2
Elongation at break A5: 12-32%
Brinell hardness HB 10: 70-140.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung weiter:The following examples further illustrate the invention:

Beispiel IExample I Zusammensetzungcomposition

Zinntin 14,5-15%14.5-15% Siliziumsilicon 0,3-0,5%0.3-0.5% Manganmanganese 0,1-1,0%0.1-1.0% Antimonantimony 0,05-1,0%0.05-1.0% ZirconiumZirconium 0,05-0,5%0.05-0.5% Kupfercopper Restrest

Diese Legierung hat folgende Eigenschaften:This alloy has the following properties:

Festigkeitstrength

0,2-Grenze: ca. 200 N/mm2
0.2 limit: approx. 200 N / mm 2

Zugfestigkeit: ca. 360 N/mm2
Tensile strength: approx. 360 N / mm 2

Bruchdehnung A5: 12-22%
Brinellhärte HB 10: 90-120
Liquidustemperatur: ca. 930°C
Solidustemperatur: ca. 820°C.Elongation at break A5: 12-22%
Brinell hardness HB 10: 90-120
Liquidus temperature: approx. 930 ° C
Solidus temperature: approx. 820 ° C.

Die übrigen Eigenschaften Schweißbarkeit, Gießfähigkeit, Gefügeausbildung etc. sind mit der eingangs geschilderten Legierung im wesentlichen gleich.The other properties of weldability, pourability, Microstructure formation etc. are with the above Alloy essentially the same.

Beispiel IIExample II Zusammensetzungcomposition

Zinntin 8-10%8-10% Siliziumsilicon 0,1-1,0%0.1-1.0% Manganmanganese 0,05-1,3%0.05-1.3% Antimonantimony 0,01-1,5%0.01-1.5% ZirconiumZirconium 0,05-0,5%0.05-0.5% Kupfercopper Restrest

Festigkeitstrength

0,2-Grenze: ca. 140 N/mm2
0.2 limit: approx. 140 N / mm 2

Zugfestigkeit: ca. 260 N/mm2
Tensile strength: approx. 260 N / mm 2

Bruchdehnung A5: ca. 30%
Brinellhärte HB 10: 70-90
Liquidustemperatur: ca. 1000°C
Solidustemperatur: ca. 870°C.Elongation at break A5: approx. 30%
Brinell hardness HB 10: 70-90
Liquidus temperature: approx. 1000 ° C
Solidus temperature: approx. 870 ° C.

Auch hier waren die übrigen oben geschilderten Eigenschaften denen der eingangs geschilderten Legierung im wesentlichen gleich.Here, too, were the other properties described above those of the alloy described above essentially equal.

Beispiel IIIExample III Zusammensetzungcomposition

Zinntin 19-20%19-20% Siliziumsilicon 0,1-1,0%0.1-1.0% Manganmanganese 0,05-1,3%0.05-1.3% Antimonantimony 0,05-1,0%0.05-1.0% ZirconiumZirconium 0,05-0,5%0.05-0.5% Kupfercopper Restrest

Festigkeitstrength

0,2-Grenze: ca. 290 N/mm2
0.2 limit: approx. 290 N / mm 2

Zugfestigkeit: ca. 400 N/mm2
Tensile strength: approx. 400 N / mm 2

Bruchdehnung A5: ca. 12%
Brinellhärte HB 10: 130-160
Liquidustemperatur: ca. 900°C
Solidustemperatur: ca. 800°C.Elongation at break A5: approx. 12%
Brinell hardness HB 10: 130-160
Liquidus temperature: approx. 900 ° C
Solidus temperature: approx. 800 ° C.

Auch hier waren die übrigen Eigenschaften denen der obigen Legierungen im wesentlichen gleich.Again, the rest of the properties were the same as the above Alloys are essentially the same.

Claims (6)

1. Schmucklegierung bestehend im wesentlichen aus folgen­ dem in Gewichtsprozent:
Zinn 8,0-20,0% Silizium 0,1-1,0% Mangan 0,05-4,0% Antimon 0,01-3,0% Zirconium 0,05-0,5% Kupfer Rest
1. Jewelry alloy consisting essentially of the following in percent by weight:
tin 8.0-20.0% silicon 0.1-1.0% manganese 0.05-4.0% antimony 0.01-3.0% Zirconium 0.05-0.5% copper rest
2. Schmucklegierung bestehend im wesentlichen aus folgen­ dem in Gewichtsprozent:
Zinn 14,5-15% Silizium 0,3-0,5% Mangan 0,1-1,0% Antimon 0,05-1,0% Zirconium 0,05-0,5% Kupfer Rest
2. Jewelry alloy consisting essentially of the following in percent by weight:
tin 14.5-15% silicon 0.3-0.5% manganese 0.1-1.0% antimony 0.05-1.0% Zirconium 0.05-0.5% copper rest
3. Schmucklegierung bestehend im wesentlichen aus folgen­ dem in Gewichtsprozent:
Zinn 8-10% Silizium 0,1-1,0% Mangan 0,05-1,3% Antimon 0,01-1,5% Zirconium 0,05-0,5% Kupfer Rest
3. Jewelry alloy consisting essentially of the following in percent by weight:
tin 8-10% silicon 0.1-1.0% manganese 0.05-1.3% antimony 0.01-1.5% Zirconium 0.05-0.5% copper rest
4. Schmucklegierung bestehend im wesentlichen aus folgen­ dem in Gewichtsprozent:
Zinn 19-20% Silizium 0,1-1,0% Mangan 0,05-1,3% Antimon 0,05-1,0% Zirconium 0,05-0,5% Kupfer Rest
4. Jewelry alloy consisting essentially of the following in percent by weight:
tin 19-20% silicon 0.1-1.0% manganese 0.05-1.3% antimony 0.05-1.0% Zirconium 0.05-0.5% copper rest
5. Schmucklegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,02-0,2 Gewichtsprozent Phosphor enthält.5. jewelry alloy according to one of claims 1 to 4, characterized, that they additionally 0.02-0.2 weight percent phosphorus contains. 6. Schmucklegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Farbe im ausgehärteten Zustand weißgelb bis goldfarben ist.6. jewelry alloy according to one of claims 1 to 5, characterized, that their color in the hardened state is white-yellow to is gold colored.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013159266A1 (en) * 2012-04-25 2013-10-31 苏州金仓合金新材料有限公司 Wear-resisting high-phosphorus copper alloy rod for ships and offshore engineering and production method thereof
WO2013159265A1 (en) * 2012-04-25 2013-10-31 苏州金仓合金新材料有限公司 Antimony-added high-tin bronze alloy rod for high-speed railway equipment and manufacturing method thereof

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Derwent Abstracts, 91-135910/19, LO3M26X12, JP 3-72045 A *

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