DE3717044A1

DE3717044A1 - Material fuer zieranwendungen

Info

Publication number: DE3717044A1
Application number: DE19873717044
Authority: DE
Inventors: Toshiharu Hoshi; Masayuki Takamura
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1987-05-21
Publication date: 1987-12-03
Also published as: JPS62278032A

Description

Die Erfindung betrifft ein Material für Zieranwendungen (ornamental application), wie z. B. Brillengestelle und Uhrenarmbänder.

Bei einem Brillengestell zum Beispiel ist es im allgemeinen erforderlich, daß das zur Herstellung verwendete Material eine leichte Konstruktion, hohe Steifigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, hohe mechanische Haltbarkeit und hohe Elastizität aufweist.

Wenn herkömmliche metallische Materialien, die zur Herstellung von Brillengestellen verwendet werden, besonders mit Bezug auf Korrosionsbeständigkeit und mechanische Haltbarkeit geschätzt werden, zeigt ein Brillengestell, das nur aus Grundmetall besteht, doch eine ziemlich schlechte Korrosionsbeständigkeit. Die Korrosionsbeständigkeit kann durch Plattieren des Grundmaterials mit Au oder Rh verbessert werden. Die plattierte Schicht kann jedoch durch mechanische Angriffe beschädigt werden, daher hat solches plattiertes Material eine schlechte mechanische Haltbarkeit.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Korrosionsbeständigkeit und mechanische Haltbarkeit bei gleichzeitig hoher Elastizität eines Materials für Zieranwendungen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Grundkörper mit einer amorphen Legierungsschicht überzogen wird, welche 1 bis 80 Atom-% Cr enthält.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Im Einzelnen zeigen

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teststücks, welches für einen Biegetest verwendet wird, und

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Anordnung für den Biegetest.

Wie oben erwähnt, sollte die amorphe Legierungsschicht, welche zum Überziehen des Grundkörpers verwendet wird, gemäß der Erfindung 1 bis 80 Atom-% Cr enthalten.

Jeder Gehalt, der weniger als 1 Atom-% beträgt, kann keine merkliche Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Haltbarkeit gewährleisten. Wenn der Gehalt 80 Atom-% übersteigt, ist es schwierig, einen amorphen Zustand der Legierung zu erhalten. Die Dicke der amorphen Legierungsschicht sollte vorzugsweise 0,1 µm oder mehr betragen. Die Härte der amorphen Legierungsschicht sollte vorzugsweise HV 300 (Vickershärte) oder mehr betragen.

Der Grundkörper kann aus rostfreiem Stahl, Ni-Cr- Legierungen, Neusilber, Monelmetall, Ti, Ti- Basislegierungen, Be-Cu-Legierungen, Ti-Cu-Legierungen oder Cu-Ni-Mn-Legierungen bestehen. Als Ersatz für das Metall kann auch Kunststoff verwendet werden.

Eine typische Legierung, welche als Deckschicht verwendet wird, enthält 1 bis 80 Atom-% Cr, 3 bis 40 Atom-% P, 3 bis 40 Atom-% C, 3 bis 40 Atom-% B und M als Rest, wobei M Fe, Ni, Co oder eine Mischung dieser Metalle sein kann. Eine andere typische Legierung, welche als Deckschicht verwendet wird, enthält 1 bis 80 Atom-% Cr, 1 bis 50 Atom-% Ni, 5 bis 50 Atom-% Ta und Fe als Rest. Die andere typische Legierung, welche als Deckschicht verwendet wird, enthält 1 bis 80 Atom-% Cr, 1 bis 50 Atom-% Ni, 5 bis 50 Atom-% Ti und Fe als Rest.

Die amorphe Legierungsschicht wird vorzugsweise durch Sputtering (Ionenbeschuß) oder ein Vakuum- Verdampfungsverfahren auf den Grundkörper aufgebracht. Das Sputteringverfahren ist am vorteilhaftesten, da dieses Verfahren gut dazu geeignet ist, eine große Oberfläche zu beschichten und den Gebrauch einer Großanlage erlaubt.

Die amorphe Legierungsschicht enthält keine grobkristallinen Bereiche, Übergänge, Schichtenfehler, Trennungen, Ausscheidungen und Inflektionszonen und zeigt deshalb eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und mechanische Haltbarkeit.

Wenn eine amorphe Schicht, welche Ti enthält, in einer Umgebung, welcher Sauerstoff zugesetzt wurde, durch Sputtering auf ein Grundmaterial aufgetragen wird, hat das resultierende Material eine schöne Färbung.

Beispiel 1:

Wie in Tabelle 1 dargestellt, wurden amorphe Legierungsschichten und herkömmliche Metallschichten mit verschiedenen Zusammensetzungen auf Grundkörper aus SUS304 oder Ti aufgetragen, und die erhaltenen Proben wurden durch künstlichen Schweiß Korrosionstests unterzogen. Die Proben wurden einem Biegetest und Messungen der Härte und Dicke unterzogen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

In der Spalte "Kunstschweißtest" bedeutet 0, daß keine Änderung auf dem Teststück beobachtet wurde, Δ bedeutet, daß örtlich punktförmige Korrosion auf dem Teststück beobachtet wurde, und X bedeutet, daß überall auf dem Teststück punktförmige Korrosion beobachtet wurde.

Für den Kunstschweißtest aus Tabelle 1 wurden amorphe Legierungsschichten mit den in Tabelle 1 dargestellten Zusammensetzungen auf rechteckigen Teststücken gebildet, und jedes Teststück wurde 100 Stunden in ein künstliches Schweißbad mit 50°C getaucht. Das künstliche Schweißbad wurde durch Lösen von 4,9 g Natriumchlorid, 0,03 g Ammoniakwasser, 0,4 g Natriumsulfid, 5,62 g Milchsäure, 0,1 g Saccharose und 0,85 g Harnstoff in 500 cm³ Wasser hergestellt.

Für den Biegetest wurde ein Teststück, wie in Fig. 1 dargestellt, verwendet. Der Grundkörper 1 hatte eine Dicke von 0,9 mm und eine Breite von 3,5 mm. Eine amorphe Schicht 2 wurde auf dem Grundmaterial 1 gebildet, um ein Teststück 3 zu erhalten. Danach wurde, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Ende des Teststücks 3 mit einer Klammer 4 so gehalten, daß es aufrecht stand. An einer Stelle A 50 mm über der Klammer 4 wurde eine seitliche Last von 600 g angewendet, und der Beugungsgrad wurde an einer Stelle B 90 mm über der Klammer bei jedem Teststück gemessen.

Aus den Ergebnissen aus Tabelle 1 geht hervor, daß die Materialien gemäß der Erfindung deutlich eine hervorragende mechanische Haltbarkeit, höhere Korrosionsbeständigkeit und einen geringeren Beugungsgrad im Vergleich zu herkömmlichen Materialien zeugen.

Beispiel 2:

Amorphe Legierungsschichten mit Zusammensetzungen aus Tabelle 2 wurden auf Grundkörpern gebildet, und die so hergestellten Teststücke wurden den gleichen Tests und Messungen unterzogen wie die Teststücke von Beispiel 1.

Tabelle 2

Aus Tabelle 2 geht klar hervor, daß Teststücke, welche kein Cr enthalten, schlechte Korrosionsbeständigkeit, geringe Härte und einen großen Beugungsgrad aufweisen. Wenn 1 Atom-% Cr enthalten ist, sind die Härte und Elastizität etwas verbessert, aber die Teststücke haben noch immer eine etwas schlechte Korrosionsbeständigkeit. Aufgrund dieses experimentellen Ergebnisses, wird gemäß der Erfindung die untere Grenze für Cr auf 1 Atom-% festgesetzt.

Beispiel 3:

Teststücke wurden durch Überziehen eines Ti-Grundkörpers mit amorphen Legierungsschichten der Zusammensetzungen, welche in Tabelle 3 dargestellt sind, hergestellt, und Tests und Messungen wie die Teststücke aus Beispiel 1 unterzogen.

Tabelle 3

Aus Tabelle 3 wird klar, daß gute Korrosionsbeständigkeit, hohe Härte und geringer Beugungsgrad bei den amorphen Legierungsschichten vom Fe-Cr-Typ, vom Ni-Cr-Typ und Co-Cr- Typ erhalten werden können.

Beispiel 4

Teststücke wurden durch Überziehen von Ti-Grundkörpern mit amorphen Legierungsschichten der Zusammensetzungen aus Tabelle 4 hergestellt. Die Teststücke wurde den gleichen Tests und Experimenten unterzogen wie die Teststücke in Beispiel 1.

Tabelle 4

Tabelle 4 zeigt deutlich, daß Herstellungsverfahren jeden Typs ein gutes Ergebnis gewährleisten können, solange das Grundkonzept der Erfindung angewendet wird.

Claims

1. Material für Zieranwendungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundkörper mit einer amorphen Legierungsschicht überzogen, welche 1 bis 80 Atom-% Cr enthält.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der amorphen Legierungsschicht 0,1 µm oder mehr beträgt.

3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der amorphen Legierungsschicht HV 300 (Vickershärte) oder mehr beträgt.

4. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper aus einem Material aus der Gruppe von rostfreiem Stahl, Ni-Cr-Legierungen, Neusilber, Monelmetall, Ti, Ti-Basislegierungen, Be- Cu-Legierungen, Ti-Cu-Legierungen, Cu-Ni-Mn- Legierungen und Kunststoffen besteht.

5. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Legierungsschicht 1 bis 80 Atom-% Cr, 3 bis 40 Atom-% P, 3 bis 40 Atom-% C, 3 bis 40 Atom-% B und M als Rest enthält, wobei M Fe, Ni, Co oder eine Mischung dieser Metalle ist.

6. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Legierungsschicht 1 bis 80 Atom-% Cr, 1 bis 50 Atom-% Ni, 5 bis 50 Atom-% Ta und Fe als Rest enthält.

7. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Legierungsschicht 1 bis 80 Atom-% Cr, 1 bis 50 Atom-% Ni, 5 bis 50 Atom-% Ti und Fe als Rest enthält.