DE3022112A1 - Metallisches verbundmaterial fuer schmuckwaren und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Metallisches verbundmaterial fuer schmuckwaren und verfahren zu seiner herstellung

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Description

HEINZ H. PUSCHMANN PATENTANWALT
THOMAS -WlMMER-RiNC 14 . D 8000 MÜNCHEN 22 30?2112
TELEFON (089) 22 78 37 - TELEX 524878 π μ ' "~ *"
MITSUBISHI KINZOKU KABUSHIKI KAISHA
No,5-2, Ootemachi 1-Chome,
Chiyoda-Ku, TokiD, Japan
München, 11. Juni 1980
P 74-6/80
Pu/a
Metallisches Verbundmaterial für Schmuckwaren und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung bstrifi ein metallisches ferbundmaterial für Schmuckwaren und ähnl.,, das aus mindestens swei Metallen unterschiedlicher Färbung besteht sowie ein Verfahren, zur Herstellung des Verbundmaterials·
Bekanntlich werden Edelmetalle, bestimmte andere Metalle, sowie deren Legierungen sowie Verbundwerkstoffe aus diesen Metallen bzw*, den Legierungen vielfach für die Herstellung von modischen Accessoires, Schmuckelementen und handwerkli chen Produkten und ähnl. verwendet, die nachfolgend als Schmuckwaren bezeichnet werden; hierzu gehören auch Armbänder für Uhren, andere Armbänder, Feuerzeuge, Broschen, Schließen, Füllfederhalter, Zigarettenetuis, Anhänger, Krawattennadeln, Manschettenknöpfen u. ähnl·
Verbundwerkstoffe aus Metallen und Legierungen, nachfolgend metallische Verbundwerkstoffe genannt, zur Herstellung der vorstehend aufgezählten Produkte wurden bisher im Einigeverfahren durch Löten und Kleben miteinander verbunden.
030062/071S
Das Einlegeverfahren erwies sich als wenig zufriedenstellend , da vielfach Lücken oder kleine Spalte an den Berührungsflächen der au verbindenden Metalle entstehen, die ein Lösen der zusammengefügten Metalle voneinander begünstigen· Selbst wenn sich die Metalle nicht voneinander lösen, so hat dieses Verfahren doch den Nachteil, daß sich in den Lücken leicht Fremdkörper wie Staub, Schmutz absetzen können, worunter das Aussehen der Verbundwerkstoffe bzw® der daraus gefertigten Endprodukte erheblich leidetβ Dies ist aus Gründen der Ästhetik unerwünscht*
Auch das Lötverfahren und das ferkleben erfüllte nicht die Erwartungen, da der jeweilige Lötstoff bzw· der Kleber unweigerlich an den Berührungsflächen der miteinander zu verbindenden Metallteile etwas austritt, also von außen sichtbar wird. Hierdurch werden angestrebte Farbgebungen der Verbundwerkstoffe beeinträchtigt.
Auch lassen sich mit den zuvor genannten Verfahren nur wenige Metalle zu Verbundwerkstoffen verarbeiten, so daß zwar Verbundwerkstoffe mit einfachen Farbzusammenstellungen auf dem Markt zu haben sind, Verbundwerkstoffe mit vielschichtigen Farbkombinationen aber nicht erzielbar sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesem bekannten Mangel abzuhelfen und einen Verbundwerkstoff sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, durch das ein Verbundwerkstoff mit geringem fertigungstechnischen Aufwand und kostengünstig herstellbar ist und sowohl hinsichtlich der Farbgebung als auch der Strukturierung bisher nicht erzielbare Effekte ermöglicht«
- 5 * sich
030062/071 S
Ausgehend von einem metallischen Verbundwerkstoff der eingangs erwähnten Art ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Metalle an ihren jeweiligen Berührungsflächen metallurgisch miteinander verbunden sind und daß auf dem Endprodukt durch verschiedenartige Fließspuren ein dekoratives Dekor vorhanden ist·
Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundmaterials ist gemäß der Erfindung durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet: Einbringen mindestens zweier Metalle unterschiedlicher Färbung und vorbestimmter Partikelkonfiguration in einen Metallbehälter, anschließendes Evakuieren und Vakuumverschließen dieses Behälters; Warmwalzen des Behälters bis auf mehr als 30 % des ursprünglichen Bearbeitungsvolumens zum Zwecke der metallurgischen Verbindung der Metsllbestandteile an ihren jeweiligen Berührungsflächen; Ablösen des Behälters von dem metallischen Ausgangsmaterial zur Ausbringung des Endproduktes, dessen unregelmäßigen Bearbeitungs- oder Fließspuren ein dekoratives Muster unterschiedlicher Tönung darstellen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Als Ausgangsmaterial für den Verbundwerkstoff dienen also mehr als zwei Metalle unterschiedlicher Tönung in Form von Pulver, Granulaten, Stäben, Plättchen oder Spänen und dergl., die in einen Metallbehälter mit vorzugsweise höherem Schmelzpunkt als dem metallischen Ausgangsmaterial gefüllt werden. Der Metallbehälter kann beispielsweise auf seiner Inneowandung ein die Verformung begünstigendes Schmiermittel aufweisen. Der Metallbehälter wird anschließend vakuumverschlossen und einem weiteren Verfahrensschritt unterworfen, bei der dieser bis auf mehr als 30 % seines ursprünglichen Bearbeitungsvolumens reduziert wird, beispielsweise
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durch Warmwalzen, Warm-Extradieren, Extrudieren unter hydrostatischem Druck, Warmashen und dergl· . Hierbei werden die aneinanderstoßenden Metallteile der Einzelwerkstoffe metallurgisch miteinander verbunden. Der das Ausgangsmaterial aufnehmende Behälter wird dann vom Ausgangsmaterial durch Beizen, Schleifen oder mit Hilfe eines spanabhebenden Verfahrens abgenommen · Auf diese Weise entsteht ein Verbundwerkstoff, dessen Oberfläche infolge der während der Bearbeitungsvorgänge unter Hitze entstehenden Bearbeitungs- oder Fließspuren eine vielschichtige Musterung verschiedenster Farbkombinationen aufweist. Bas auf diese Weise erhaltene Endprodukt in Form eines Rohlings kann noch einem Satinierungs- oder Mattierungsverfahren unterzogen werden, um eine matte Oberfläche zu erreichen, bei der die farblichen Kontraste besser zur Geltung kommen. Bei der Warmbehandlung muß der Rohling auf mehr als 30 %' seiner ursprünglichen Dicke reduziert werden, weil bei einem geringeren Prozentsatz die Gefahr besteht, daß sich bestimmte Metalle nicht vollständig metallisch miteinander zu dem gewünschten Verbundwerkstoff verbinden. Diese Gefahr besteht aber bei keiner Zusammensetzung von Metallen, wenn dieser Prozentwert über 30 % liegt.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Barstellung, teilweise im Schnitt, eines Zylinders, der mit metallischen Ausgangsstoffen unterschiedlicher Färbung gefüllt ist,
Fig. 2 eine Figur 1 entsprechende Darstellung, in der der mit Metallstoffen gefüllte Zylinder zusammengedrückt ist und
Fig. 3 perspektivisch einen Rohling des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Werkstoffes.
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Die Herstellung eines in Figur 3 dargestellten Rohlings R wird nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnungen anhand von drei Beispielen im einzelnen beschrieben.
Beispiel 1
18 K Goldlegierungspartikel (75 % Au - 25 % Cu) mit rötlicher Färbung, 18 K Goldlegierungspartikel (75 % Au - 20 % Pd 5 % Ag) weißlicher Färbung und 18 K Goldlegierungspartikel (75 % Au - 17 % Ag - 8 % Cu) gelblicher Färbung - die Prozentangaben sind Gewichtsprozente - dienen als Ausgangsmaterial«
Die in Figur 1 mit P bezeichneten Partikel dieser 18 K Goldlegierungen haben einen Durchmesser von 1 bis 3 atm· Die Legierungen wurden zu gleichen Teilen vermischt und das Gemisch wurde dann in einen an einer Stirnseite geschlossenen zylindrischen Behälter 1 aus Fließstahl gefüllt, vgl· Figur 1 Dieser zylindrische Behälter ist 50 mm lang9 der lichte Durch messer beträgt 30 mm und die Wandstärke 2 mm. Der Innendruck im Behälter wurde auf 10"-* Torr evakuiert und dieser Druck durch Vakuumverschluß gehalten.
Der nunmehr verschlossene Behälter wurde auf eine Temperatur von +750° C erhitzt und dreimal im Warmwalzverfahren zwecks Überführung in die in Figur 2 gezeigte Form gewalzt. Der Behälter wurde anschließend in ein verdünntes Schwefelsäurebad eingetaucht, damit sich der Behältermantel von dem darin befindlichen Metall löst. Die nunmehr von ihrer Umhüllung, nämlich dem Behälter, befreite Goldlegierung wurde einer Wärmebehandlung von 750° C unterworfen und wurde anschließend siebenmal warmgewalzt, so daß sie auf 20 % ihrer ursprünglichen Dicke reduziert wurde. Das Yerbundmaterial in Form eines Rohlings H aus einer gesinterten Goldlegierung hat nunmehr die in Figur 3 gezeigte Dicke.
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Bei dem nach diesem Verfahren erzielten Endprodukt sind die drei unterschiedlichen Goldlegierungen in Teilchenform vollständig metallurgisch an ihren jeweiligen Berührungsflächen miteinander verbunden· Das Verbundmaterial weist ferner ein vielseitiges Dekor in verschiedenen FarbBusammenstellungen auf, das das beim Warmwalzen entstandene Fließgebilde wiederspiegelt·
Beispiel 2
Das Ausgangsmaterial für den Verbundwerkstoff bestand hier aus Plättchen aus rostfreiem, weißlichem Stahl (Normbezeichnung SUS 385) und aus reinen Kupferplättchen rote Farbe. Hieraus wurde zu gleichen Teilen ein Gemisch hergestellt» Das Gemisch wurde in eine Form gefüllt, deren Aufnahmeraum 50 mm lang, 100 mm breit und 10 mm tief war. Die Metallplättchen wurden nunmehi unter Druck von 30 kg/mm zu einem festen Teil gesintert» Dieses feste Teil wurdeλ in einen kastenförmigen Behälter aus weichem Stahl mit einer Wandstärke von 5 ^m gelegt. Der Innenraum des Behälters hatte die Abmessungen 100 mm Breite, 50 mm Länge und B> mm Tiefe. Der Behälter wurde nunmehr vakuumverschlossen. Anschließend wurde der Behälter auf +9000C erhitzt und durch zweimaliges Warmwalzen auf 30 % seiner ursprünglichen Dicke reduziert. Der gewalzte Behälter wurde dann in ein verdünntes Schwefelsäurebad zwecks Entfernen des Behälters getaucht. Nach diesem Ätzvorgang war das Endprodukt, also der Rohling R, fertig. Der Vorgang wurde so ausgeführt, daß die Stahlplättchen und die Kupferplättchen an ihren jeweiligen Berührungsflächen vollständig metallisch miteinander verbunden waren. Infolge der beim Warmwalzen auftretenden Fließspuren erhielt die Oberfläche des Verbundmaterials ein neuartiges dekoratives Muster, das auf der Farbkombination beruht.
Die auf diese Weise hergestellten Rohlinge können im Kaltwalzverfahren zu Platten mit einer für die praktische Verwendung geeigneten Dicke gewalzt werden.
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Beispiel 3
Das nach dem Beispiel 1 hergestellte Verbundmaterial aus drei verschiedenen Goldlegierungen wurde nunmehr geschwabbelt und in einem bekannten Trommelverfahren satiniert, um eine matte Oberfläche zu erzielen. Auf diese Weise konnte eine auffallende Änderung in der Tönung des Dekors im Material erzielt werden· Die Mattierung kann auch durch andere bekannte Verfahren erreicht werden, beispielsweise durch Ätzen oder durch spanabhebende Verfahren, wie Diamantschleifen.
Außer den in den vorgerannten Beispielen aufgeführten Metallen können als Ausgangsmaterial auch andere Metalle ver-
ΐ wendet werden. Für einen weißlichen on eignen sich Flußstahl, Nickel und Nickellegierungen, Aluminium und Aluminiumlegierungen, Titan und Titanlegierungen, Kupfernickelmetalle, Monel-Metall, Alpaca, also Nickel-Silberlegierungen, Silber und Silberlegierungen u. ähnl.. Als Ausgangsmaterial im Gelbton eignet sich Gold, Messing, Aluminiumbronze; als Ausgangsmaterial mit rötlicher Färbung dagegen reines Kupfer, niedrig legiertes Kupfer und ähnl..
Der erfindungsgemäße metallische Verbundstoff weist erhebliche Vorteile auf, da die einzelnen Metallbestandteile metallurgisch fest miteinander verbunden sind, so daß Verschiebungen oder ein Ablösen der Komponenten auch dann nicht vorkommen kann, wenn das Verbundmaterial starken Beanspruchungen, wie bei Verformungsverfahren, unterworfen wird.
Darüber hinaus erhält das metallische Verbundmaterial in modisches Aussehen mit einem inherenten dekorativen Effekt und läßt sich ohne Aufwand und mit geringen Kosten herstellen.
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Claims (6)

  1. HEINZ H. PUSCHMANN · PAT-= N"-"ANWALT
    THOMA5-W1MMER-RING 14 · D 8000 MÜNCHEN 22 ^ O 7 ? t 1
    TELEFON [O89J 227887 . TELEX 524878 rrm
    MITSUBISHI KINZOEU KABUSHIKI KAISHA
    No.5-2, Ootemachi 1-Chome^
    Chiyoda-Ku, Tokio, Japan
    München, 11. Juni 1980
    P 746/80
    Pu/a
    PATENTANSPRÜCHE
    1e Metallisches Verbundmaterial für Schmuckwaren und ähnl«, das w aus mindestens zwei Metallen unterschiedlicher Färbung besteht, dadurch gekennzeichnet , daß die Metalle an ihren Jeweiligen Berührungsflächen metallurgisch miteinander verbunden sind und daß auf dem Endprodukt (R) durch verschiedenartige Fließspuren ein dekoratives Dekor vorhanden ist.
  2. 2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine satinierte Oberfläche aufweist.
  3. 3. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Verbundmaterials für Schmuckwaren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Einbringen mindestens zweier Metalle unterschiedlicher Färbung und vorbestimnibarer Partikelkonfiguration in einen Metallbehälter, anschließendes Evakuieren und Vakuumverschließen dieses Behälters; Warmwalzen des Behälters bis auf mehr als 30 % des ursprünglichen Bearbeitungsvolumens zum Zwecke der metallurgischen Verbindung der Metallbestandteile an ihren jeweiligen. Berührungsflächen; Ablösen des Behälters von dem metallischen Ausgangsmaterial zurAusbringung des Endproduktes, dessen unregelmäßigen Bearbeitungs- oder Fließspuren ein dekoratives Muster unterschiedlicher Tönung darstellen«
    — 2 —
    0 3 0062/071 S
  4. 4-. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling nach dem Ablösen des Behälters einer weiteren Warmbehandlung unterworfen wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle vor Einbringung in den Behälter in einer Form gesintert werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Verbundmaterials nach Abnehmen des Behälters satiniert wird.
    030062/071S
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