EP2548982A1

EP2548982A1 - Alliage de titane affiné

Info

Publication number: EP2548982A1
Application number: EP12175562A
Authority: EP
Inventors: Olivier Piotrowski
Original assignee: Titanium Engineering Sarl
Current assignee: Titanium Engineering Sarl
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2013-01-23

Abstract

La présente invention se réfère à un alliage constitué de titane et d'au moins un autre matériau, contenant entre 50% et 99% de titane et entre 1 % et 50% de l'autre matériau. L'autre matériau est un des métaux précieux, notamment l'un quelconque entre l'or, l'argent, le platine ou le palladium. La présente invention se réfère également à un procédé de production d'un tel alliage et à une pièce d'horlogerie et/ou de bijouterie-joaillerie fabriquée en cet alliage.

Description

Domaine technique de l'invention

Cette invention se réfère au domaine technique de la métallurgie, en particulier au domaine technique des alliages constitués de titane et d'au moins un autre matériau.

Etat de la technique

L'utilisation industrielle du titane et de ses alliages a commencé au début des années cinquante. En effet, avant les années quarante, il n'était pas possible de produire, à des coûts raisonnables, ce métal qui a plusieurs propriétés avantageuses. Du point de vue technologique, le titane possède notamment une résistance mécanique spécifique élevée et une résistance à la corrosion très grande dans différents environnements agressifs. En outre, la résistance mécanique du titane peut encore être améliorée par addition d'éléments d'alliage tels que l'aluminium et le vanadium. En même temps, la densité du titane est de 40 % inférieure à celle des aciers au carbone, ce qui le rend particulièrement adapté pour différentes applications où le rapport entre le poids et la résistance des matériaux jouent un rôle important.
La résistance à la corrosion du titane est accompagnée d'une résistance à l'érosion par des fluides chargés de produits à caractère abrasif (p.ex. sable dans l'eau de mer), au feu et aux attaques chimiques. Ces propriétés sont principalement dues à l'aptitude du titane à se passiver par la formation d'un film protecteur d'oxyde. Ainsi, le titane résiste parfaitement à tous les milieux naturels (atmosphère, eau de mer,...) et à de nombreux produits chimiques, en particulier à ceux qui contiennent du chlore.
Une autre propriété remarquable du titane est sa bonne biocompatibilité, donc essentiellement la propriété d'un matériau à ne pas induire de réactions négatives lorsqu'il est mis en contact avec des tissus biologiques (p.ex. la peau, l'os, le sang, etc.). En effet, une grande partie des instruments chirurgicaux et des implants médicaux sont aujourd'hui fabriqués en un alliage de titane approprié.
D'autre côté, l'utilisation du titane dans les domaines de la bijouterie, de la joaillerie ou de l'horlogerie reste plutôt symbolique. Malgré ces différents avantages technologiques, les aspects esthétiques du titane le rendent plutôt inintéressant pour ces domaines dans lesquels l'apparence et la valeur monétaire des produits jouent toujours un rôle primordial. Dû à ce fait, les métaux les plus utilisés dans les domaines de la joaillerie, de la bijouterie et de l'horlogerie haut de gamme sont les métaux précieux, en particulier l'or, l'argent, le platine ou le palladium. Ces métaux sont notamment appréciés pour les propriétés esthétiques, mais également par la valeur économique.
Bien que le plus précieux, l'or pur, donc allié à aucun autre métal, est assez peu utilisé en bijouterie ou en horlogerie. En effet, l'or pur est un métal assez mou et plastique et il n'a pas toujours la consistance nécessaire pour toutes les applications. En particulier, l'utilisation de l'or pur dans la production des boîtiers de montres reste assez peu courante vu d'un côté ces propriétés mécaniques désavantageuses et d'autre côté son prix prohibitif pour une application à large échelle. En ce qui concerne l'argent, il est bien plus adapté pour une utilisation comme matériau des boîtiers, mais c'est cette fois à cause de sa caractéristique à se ternir très rapidement qu'il est très peu utilisé dans la fabrication haut de gamme. Concernant le platine, c'est le seul utilisé à l'état pur mais de manière sporadique à cause de son prix et de la difficulté de mise en oeuvre.
II serait donc préférable de trouver un matériau, notamment pour la production des boîtiers de montres, qui combinerait les avantages technologiques (une résistance mécanique élevée et une inertie chimico-physique presque parfaite, combinées avec une petite densité et une excellente biocompatibilité) de titane avec les avantages esthétiques et valorisante des métaux précieux.

Exposé de l'invention

La présente invention a alors pour objet de proposer un nouveau matériau, notamment pour la production des pièces d'horlogerie et/ou de joaillerie, permettant de s'affranchir des limitations de l'état de la technique mentionnées ci-dessus, en réduisant également de façon significative les coûts de production des pièces.
Selon un premier aspect de la présente invention ces objectifs sont notamment atteints à l'aide d'un alliage selon la revendication indépendante 1.
L'avantage de cette invention par rapport à toutes les solutions connues dans l'état de la technique est que l'alliage résultant présente une combinaison de propriétés très avantageuse. D'un côté, le nouveau matériau proposé possède les propriétés mécaniques du titane, à savoir une très bonne résistance à la corrosion et autres attaques chimiques, ainsi qu'une grande dureté et résistance mécaniques. En même temps, ce nouvel alliage possède également les propriétés héritées des métaux précieux, notamment une excellente polissabilité, une bonne brillance, ainsi qu'une couleur spécifique avec reflets différents selon la teneur en métal précieux. De même, ce nouveau matériau peut également être facilement coloré, grâce aux propriétés de coloration du titane complètement conservées.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est prévu un procédé de fabrication de l'alliage selon la revendication 5.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est prévu une pièce d'horlogerie, bijouterie et/ou de joaillerie selon la revendication 8.
Les autres aspects de la présente invention se trouvent dans les revendications dépendantes.

Description détaillée des modes de réalisation

Ci-après quelques modes de réalisation non-limitatifs de la présente invention seront décrits plus en détail.
Selon un aspect de la présente invention, les objectifs de la présente invention sont effectivement atteints à l'aide d'un alliage qui est constitué de titane et d'au moins un autre matériau, contenant entre 50% et 99% de titane et entre 1% et 50% de l'autre matériau, et dans lequel l'autre matériau est un des métaux précieux.
La dureté et la couleur de l'alliage, ainsi que sa valeur pécuniaire dépendent essentiellement de la quantité des métaux précieux utilisés dans l'alliage.
La variété des couleurs de l'alliage selon l'invention peut aller du vert ou bleu au gris, en passant par le rose ou le jaune pâle, en fonction des besoins concrets.
De manière notable, le métal précieux utilisé dans l'alliage peut être l'un quelconque entre l'or, l'argent, le platine ou le palladium. Bien entendu, il est également possible d'utiliser d'autres matériaux (métaux ou non-métaux) dans l'élaboration de l'alliage selon l'un des modes de réalisation préférés de la présente invention.
Selon un de ces modes de réalisation préférés, l'alliage contient uniquement le titane et un seul métal précieux, sous réserve d'impuretés inévitables. Typiquement, l'alliage selon l'invention contiendra entre 85% et 95% de titane et entre 5% et 15% du métal précieux. Les meilleurs résultats au niveau de combinaison de propriétés souhaitées seront atteints avec un taux de métal précieux d'environ 10%. Par exemple et en particulier on peut obtenir un alliage titane-or 90-10 avec les caractéristiques suivantes :

couleur blanche avec reflet doré ;
polissabilité parfaite ;
traitement électro plasma possible ; et
dureté 350 Hv.

Nous tenons à préciser que les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un procédé pour la fabrication de l'alliage, ainsi qu'à l'aide d'une pièce d'horlogerie et/ou de joaillerie fabriquée en cet alliage.
Notamment, le titane et le métal précieux sont alliés sous atmosphère et/ou sous pression contrôlées. Le titane et le métal précieux sont alliés dans une enceinte close permettant d'obtenir des conditions de pression et d'atmosphère contrôlée. En effet, il est important vu l'avidité du titane envers l'oxygène de travailler sous une atmosphère neutre exempte d'oxygène. Pour ce faire un vide relativement poussé est effectué dans l'enceinte de la machine après introduction des éléments d'alliage. Ce n'est qu'une fois l'oxygène éliminé ou remplacé par un gaz neutre tel que l'argon que les éléments sont fondus et alliés par décharge électrique. On obtient ainsi des alliages avec des propriétés parfaitement maitrisées.
Les pièces en question étant notablement des éléments d'habillage horloger destinés à être polis. La pièce en question peut notablement être un boîtier de montre, un bracelet, une couronne, certains éléments d'un mouvement, tels qu'une platine, des ponts, etc. Bien entendu, d'autres pièces sont absolument possibles.
Les détails de production de l'alliage selon l'invention qui ne sont pas explicitement décrits dans cette demande de brevet peuvent être compris par un homme du métier, en application de ses connaissances ordinaires.

Claims

Alliage constitué de titane et d'au moins un autre matériau, contenant entre 50% et 99% de titane et entre 1% et 50% de l'autre matériau, caractérisé en ce que l'autre matériau est un des métaux précieux.
Alliage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le métal précieux est l'un quelconque entre l'or, l'argent, le platine ou le palladium.
Alliage selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'alliage contient uniquement le titane et un seul métal précieux, sous réserve d'impuretés inévitables.
Alliage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alliage contient entre 5% et 15%, de préférence 10% du métal précieux.
Procédé pour la fabrication de l'alliage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le titane et le métal précieux sont alliés sous atmosphère et/ou sous pression contrôlées.
Procédé pour la fabrication de l'alliage selon la revendication 5, dans lequel le titane et le métal précieux sont alliés sous une atmosphère neutre exempte d'oxygène.
Procédé pour la fabrication de l'alliage selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le titane et le métal précieux sont fondus et alliés par décharge électrique dans une enceinte une fois que l'oxygène est éliminé ou remplacé par un gaz neutre.
Pièce d'horlogerie, bijouterie et/ou de joaillerie, caractérisée en ce qu'elle est fabriquée en un alliage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
Pièce selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'il s'agit d'un boîtier de montre.