EP4053299A1 - Alliage d'or violet à comportement mécanique amélioré - Google Patents

Alliage d'or violet à comportement mécanique amélioré Download PDF

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EP4053299A1
EP4053299A1 EP21305245.9A EP21305245A EP4053299A1 EP 4053299 A1 EP4053299 A1 EP 4053299A1 EP 21305245 A EP21305245 A EP 21305245A EP 4053299 A1 EP4053299 A1 EP 4053299A1
Authority
EP
European Patent Office
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alloy
mass
total mass
additional element
gold
Prior art date
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Pending
Application number
EP21305245.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Mélanie CARBAJAL
Frédéric DIOLOGENT
Damien GIRAUD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Richemont International SA
Original Assignee
Richemont International SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Richemont International SA filed Critical Richemont International SA
Priority to EP21305245.9A priority Critical patent/EP4053299A1/fr
Priority to EP22159005.2A priority patent/EP4053300A1/fr
Publication of EP4053299A1 publication Critical patent/EP4053299A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/02—Alloys based on gold
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C27/00—Making jewellery or other personal adornments
    • A44C27/001—Materials for manufacturing jewellery
    • A44C27/002—Metallic materials
    • A44C27/003—Metallic alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/14—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of noble metals or alloys based thereon

Definitions

  • the present invention relates to an alloy based on gold and aluminum, useful in particular in the field of jewelry or watchmaking, and having a violet tint.
  • Alloys of this type are known, including the gold alloy commonly called “purple gold". It is an alloy composed of 78.5% by mass of gold and 21.5% by mass of aluminum and which contains crystallographic phases which gives it a violet colour. In particular, the presence of the AuAl 2 intermetallic phase obtained following the melting of the alloy is known as conferring the violet color on the alloy.
  • An object of the present invention is to provide a gold-based alloy which retains the aesthetic interest of violet gold, but improving its mechanical properties, in particular with a view to shaping it, for example by machining or for improve its durability by increasing its breaking strength and more generally to broaden its possibilities of use.
  • the invention aims in particular to provide an alloy having a violet shade of the same type as that of violet gold, with a caratage preferably of at least 18 carats (namely comprising at least 75% by weight of pure gold).
  • the present invention proposes a new type of alloy, based on gold and aluminum, and further comprising at least two addition elements in addition to gold and aluminum, whose inventors have now demonstrated that it has much more interesting mechanical properties than violet gold, and in particular excellent impact resistance, while retaining aesthetically interesting violet nuances.
  • the alloy of the invention may optionally comprise additional elements other than the first and the second additional element defined above.
  • the alloy may comprise the first additional element (Si or Sn); the second additional element distinct from the first and chosen from Si, Sn, Pd, Pt, Ag, and Cu; and a third additional element distinct from the other two, chosen from Si, Sn, Pd, Pt, Ag, and Cu.
  • the alloy may comprise, in addition to the first and at least second additional elements, another element distinct from Si, Sn, Pd, Pt, Ag, and Cu, for example traces of oxygen.
  • the alloy can also include impurities (in general height of less than 0.2% by mass and more preferably less than 0.1% by mass).
  • the alloy of the invention constitutes an alloy which is similar to violet gold, in particular by its high gold content which makes it a precious alloy. It comprises at least 75% gold, this percentage being expressed in mass relative to the total mass of the alloy, which corresponds to a caratage of at least 18 carats for the alloy.
  • the gold content is between 75% and 85%, and for example between 75% and 78% by mass relative to the total mass of the alloy.
  • the alloy has a caratage of 18 carats, with a gold content equal to or slightly greater than 75% by mass relative to the total mass of the alloy.
  • the aluminum content is less than 25%, preferably between 12% and 24%, for example between 16% and 21% by mass relative to the total mass of the alloy.
  • the aluminum content in the alloy may be between 16% and 19% by mass relative to the mass total alloy.
  • the alloy according to the invention comprises at least two additional elements chosen from Si, Sn, Pd, Pt, Ag, and Cu with at least Si or Sn present.
  • the total content of Si, Sn, Pd, Pt, Ag, and Cu elements in the alloy is less than 15%, preferably between 1% and 13%, for example between 4% and 8% by mass relative to the total mass of the alloy.
  • the content of the first additional element, chosen from Si and Sn, is between 0.1% and 6%.
  • silicon (Si) When silicon (Si) is present as an additional element in the alloy, its content is preferably less than 4%, for example from 0.1% to 3%, in particular from 0.1% to 2% in mass relative to the total mass of the alloy. This is in particular the case when silicon is present as the first additional element. In this case, the total content of the other additional elements is in complementary proportion with respect to the total mass of the alloy.
  • the second additional element can, according to an advantageous embodiment, be chosen from palladium (Pd); platinum (Pt); silver (Ag), and copper (Cu), and this second element is then present in the alloy at a content ranging for example from 4 to 6% by mass relative to the total mass of the alloy.
  • tin (Sn) When included as an additional element in the alloy, it is preferably present at a rate of 0.1% to 6%, for example between 2 and 6%, by mass relative to the total mass. of the alloy. This is in particular the case when tin is present as the first additional element. In this case, the total content of the other additional elements is in a complementary proportion by mass relative to the total mass of the alloy.
  • the second additional element can, according to an advantageous embodiment, be chosen from platinum (Pt) and silver (Ag), and this second element is then present in the alloy at a content ranging for example from 2 to 6% by mass relative to the total mass of the alloy.
  • the alloy of the invention comprises both silicon (Si) and tin and (Sn).
  • each of Si and Sn can be considered as the first or a second additional element.
  • the silicon content is preferably less than 4%, more preferably between 1.5 and 2.5%, for example 2%, by mass relative to the total mass of the alloy and the content pewter is preferably between 2 and 6% by mass relative to the total mass of the alloy.
  • the alloy contains both silicon (Si) and tin (Sn)
  • it may comprise an additional third element preferably chosen, where appropriate, from Pd, Pt, Ag, Cu, and Mn, and this third element is preferably platinum (Pt) or palladium (Pd).
  • an alloy according to the invention is obtained by a preparation process which comprises (i) the melting of the various constituents of the alloy in the metallic state (isolated or in the form of pre-alloys) in the proportions of the alloy whose synthesis is desired, whereby a mixture of the constituent elements of the alloy in the molten state is obtained, then (ii) cooling of the mixture obtained which leads to obtaining the desired alloy.
  • This method of preparation constitutes, according to another aspect, another object of the present invention.
  • An alloy according to the invention can also be obtained by a process comprising (i) powdering the constituent elements of the alloy or a pre-alloy by crushing or preferably by atomization, (ii) mixing and homogenizing the powder in the case where the alloy elements are powdered separately and (iii) a sintering step, for example by Laser or preferably by SPS (Spark Plasma Sintering).
  • a sintering step for example by Laser or preferably by SPS (Spark Plasma Sintering).
  • the alloys according to the invention With the alloys according to the invention, problems similar to those encountered with violet gold can be encountered even if these are reduced.
  • the solidification of the molten mixture is likely to form porosities, for example of the micro-resintage type, which are at least partly the cause of the fragility observed for violet gold.
  • the composition of the alloys of the invention already makes it possible in itself to limit the formation of this type of porosity, but, to reduce them further, it is interesting to play on the process parameters.
  • an alloy according to the invention can in particular be obtained by progressively cooling the liquid mixture comprising the constituents of the alloy in the proportions of the final alloy.
  • This liquid mixture can in particular be obtained by melting (for example within a crucible) shot, plates or other solid elements. comprising the elements of the desired alloy within a suitable heating device (induction furnace for example, or arc furnace).
  • the liquid mixture comprising the constituents of the alloy in the proportions of the final alloy is then cooled to form the final alloy.
  • the final alloy can in particular be cast in an ingot mold.
  • the ingot mold can advantageously be preheated before the mixture is poured into it.
  • their method of obtaining can advantageously comprise a heat treatment step following the cooling of step (ii).
  • This heat treatment which induces a relaxation of the material and therefore a reduction in its internal stresses, which further increases its mechanical performance and in particular its ductility.
  • the alloys obtained within the scope of the invention have an advantageous violet coloring associated with advantageous mechanical properties, in particular in terms of impact resistance.
  • the alloys according to the invention can resist a ball drop, as defined for example according to the ISO 14368-3 standard, advantageously from a height of at least 5 cm, preferentially from a height of at least 10 cm, and even more preferably with a height of at least 20 cm.
  • an alloy having the aforementioned Composition 5 (comprising 2% Si and 6% Pt) resists, under the conditions of standard ISO 14368-3, a ball falling from a height of 27 cm.
  • an alloy having the aforementioned Composition 8 (comprising 2% Si and 6% Ag) resists, under the conditions of standard ISO 14368-3, a ball falling from a height of 33 cm.
  • the test referred to herein is a cumulative test, with the samples tested being progressively subjected to ball drop tests with increasing drop heights.
  • an alloy according to the invention is more resistant to corrosion, that is to say that the time to observe a deterioration of the alloy, for example by a pitting phenomenon, when it is placed in a corrosive environment , for example salt spray or moist heat, and longer than with violet gold known from the prior art.
  • the alloys of the invention can be used as constituent materials of all or part of luxury items including, without limitation, items of jewelry or watches, writing instruments, luggage and belt buckles as well as leather goods accessories. These various uses constitute yet another object of the present invention.
  • the invention also relates to the above-mentioned luxury articles comprising at least one part consisting of an alloy according to the invention.

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Abstract

La présente invention concerne un alliage d'or et d'aluminium présentant une coloration violette, et qui comprend, en outre : au moins un premier élément additionnel choisi parmi Si et Sn ; et au moins un deuxième élément additionnel, distinct du premier, choisi parmi Pd, Pt, Ag, Cu, Si et Sn.L'invention concerne également la préparation de cet alliage, ainsi que son utilisation notammnet pour la confection d'articles de luxe.

Description

  • La présente invention concerne un alliage à base d'or et d'aluminium, utile notamment dans le domaine de la joaillerie ou l'horlogerie, et présentant une teinte violette.
  • Des alliages de ce type sont connus, parmi lesquels l'alliage d'or communément appelé « or violet ». Il s'agit d'un alliage composé à 78,5% en masse d'or et à 21,5% en masse d'aluminium et qui contient des phases cristallographiques qui lui confère une coloration violette. En particulier, la présence de la phase intermétallique AuAl2 obtenue suite à la fonte de l'alliage est connue comme conférant la coloration violette à l'alliage.
  • Malgré l'intérêt esthétique de sa coloration originale, l'or violet a des applications très limitées compte tenu de sa grande fragilité. En effet, il est connu pour se briser aisément sous l'effet d'un choc et sa déformation à froid est compliquée, voire impossible. Compte tenu de ce côté cassant, il est surtout employé sous forme d'incrustations.
  • Un but de la présente invention est de fournir un alliage à base d'or qui conserve l'intérêt esthétique de l'or violet, mais en améliorant ses propriétés mécaniques, notamment en vue de le mettre en forme, par exemple par usinage ou pour améliorer sa durabilité par une augmentation de sa résistance à la rupture et plus généralement pour élargir ses possibilités d'utilisation. Dans ce cadre, l'invention vise en particulier à fournir un alliage présentant une nuance violette du même type que celle de l'or violet, avec un caratage de préférence d'au moins 18 carats (à savoir comprenant au moins 75% massique d'or pur).
  • A cet effet, la présente invention propose un nouveau type d'alliage, à base d'or et d'aluminium, et comprenant en outre au moins deux éléments d'addition en plus de l'or et de l'aluminium, dont les inventeurs ont maintenant mis en évidence qu'il présente des propriétés mécaniques beaucoup plus intéressantes que l'or violet, et notamment une excellente résistance aux chocs, tout en conservant des nuances violettes esthétiquement intéressantes.
  • Plus précisément, selon un premier aspect, la présente invention a pour objet un alliage d'or et d'aluminium présentant une coloration violette caractérisé en ce qu'il comprend, en plus de l'or et de l'aluminium :
    • au moins un premier élément additionnel choisi parmi le silicium (Si) et l'étain (Sn) ; et
    • au moins un deuxième élément additionnel, distinct dudit premier élément additionnel, choisi parmi le palladium (Pd), le platine (Pt), l'argent (Ag), le cuivre (Cu), le silicium (Si, possible uniquement lorsque le premier élément additionnel est Sn) et l'étain (Sn, possible uniquement lorsque le premier élément additionnel est Si).
  • L'alliage de l'invention peut éventuellement comprendre d'autres éléments additionnels que le premier et le deuxième élément additionnel définis ci-dessus. En particulier, selon un mode de réalisation possible, l'alliage peut comprendre le premier élément additionnel (Si ou Sn) ; le deuxième éléments additionnel distinct du premier et choisi parmi Si, Sn, Pd, Pt, Ag, et Cu ; et un troisième élément additionnels distinct des deux autres, choisi parmi Si, Sn, Pd, Pt, Ag, et Cu.Selon un autre mode de réalisation, l'alliage peut comprendre, en plus du premier et du au moins deuxième éléments additionnel, un autre élément distinct de Si, Sn, Pd, Pt, Ag, et Cu, par exemple des traces d'oxygène. L'alliage peut également comprendre des impuretés (en général hauteur de moins de 0,2% en masse et plus préférentiellement moins de 0,1% en masse).
  • L'alliage de l'invention constitue un alliage qui s'apparente à l'or violet, notamment par sa forte teneur en or qui en fait un alliage précieux. Il comprend au moins 75% d'or, ce pourcentage étant exprimé en masse par rapport à la masse totale de l'alliage, ce qui correspond à un caratage d'au moins 18 carats pour l'alliage. Préférentiellement la teneur en or est entre 75% et 85%, et par exemple entre 75% et 78% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage. Selon un mode intéressant, l'alliage a un caratage de 18 carats, avec une teneur en or égale ou légèrement supérieure à 75% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Par ailleurs, dans l'alliage de l'invention, la teneur en aluminium est inférieure à 25 %, de préférence entre 12% et 24%, par exemple entre 16% et 21% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Dans le cas particulier où la teneur en or dans l'alliage est de 75% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage, la teneur en aluminium peut être comprise entre 16% et 19% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • En plus de l'or et de l'aluminium, l'alliage selon l'invention comprend au moins deux éléments additionnels choisis parmi Si, Sn, Pd, Pt, Ag, et Cu avec au moins Si ou Sn présent. Quel que soit le nombre et la nature des éléments additionnels introduits, la teneur totale en éléments Si, Sn, Pd, Pt, Ag, et Cu dans l'alliage est inférieure à 15%, de préférence comprise entre 1% et 13%, par exemple entre 4% et 8% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • De préférence, la teneur en le premier élément additionnel, choisi parmi Si et Sn, est compris entre 0,1% et 6%.
  • Lorsque du silicium (Si) est présent à titre d'élément additionnel dans l'alliage, sa teneur est de préférence inférieure à 4%, par exemple de 0,1% à 3%, notamment de 0,1% à 2% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage. C'est en particulier le cas lorsque le silicium est présent à titre de premier élément additionnel. Dans ce cas, la teneur totale en les autres éléments additionnels est en proportion complémentaire par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Lorsque le silicium est employé à titre de premier élément additionnel dans l'alliage, le deuxième élément additionnel peut, selon un mode de réalisation intéressant, être choisi parmi le palladium (Pd); le platine (Pt); l'argent (Ag), et le cuivre (Cu), et ce deuxième élément est alors présent dans l'alliage à une teneur allant par exemple de 4 à 6% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Selon une variante envisageable, un alliage selon l'invention peut comprendre (voire consister en) :
    • 75% à 75,5% d'or (Au) ; et
    • 17% à 21% d'aluminium (Al); et
    • 0,1% à 2% de silicium (Si) ; et
    • 4% à 6% de palladium (Pd) ; et
    • d'éventuelles impuretés, présentes à raison de moins de 0,2%,
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Des exemples illustratifs d'alliages correspondant à cette variante ont les compositions suivantes :
    • Composition 1 : Au : 75,28% ; Al : 20,62% ; Si : 0,10% ; Pd : 4,00%
    • Composition 2 : Au : 75,00% ; Al : 17% ; Si : 2,00% ; Pd : 6,00%
    • Composition 3 : Au : 75,00% ; Al : 18% ; Si : 1,00% ; Pd : 6,00%
    • Composition 4 : Au : 75,00% ; Al : 18,90% ; Si : 0,10% ; Pd : 6,00%
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Selon une autre variante envisageable, un alliage selon l'invention peut comprendre (voire consister en) :
    • de l'ordre de 75% d'or (Au) ; et
    • 17% à 19% d'aluminium (Al) ; et
    • 0,1% à 2% de silicium (Si) ; et
    • 4 à 6%, par exemple de l'ordre de 6% de platine (Pt) ; et
    • d'éventuelles impuretés, présentes à raison de moins de 0,2%,
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Des exemples illustratifs d'alliages correspondant à cette variante ont les compositions suivantes :
    • Composition 5 : Au : 75,00% ; Al : 17,00% ; Si : 2,00% ; Pt : 6,00%
    • Composition 6 : Au : 75% ; Al : 18,90% ; Si : 0,10% ; Pt : 6,00%
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage
  • Selon encore une autre variante envisageable, un alliage selon l'invention peut comprendre (voire consister en) :
    • entre 75% et 75,5% d'or (Au) ; et
    • 17% à 21% d'aluminium (Al) ; et
    • 0,1 à 2% de silicium (Si) ; et
    • 4 à 6%, par exemple de l'ordre de 6% d'argent (Ag) ; et
    • d'éventuelles impuretés, présentes à raison de moins de 0,2%,
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Des exemples illustratifs d'alliages correspondant à cette variante ont les compositions suivantes :
    • Composition 7 : Au : 75,28% ; Al : 20,62% ; Si : 0,10% ; Ag : 4,00%
    • Composition 8 : Au : 75,00% ; Al : 19,00% ; Si : 2,00% ; Ag : 4,00%
    • Composition 9 : Au : 75,00% ; Al : 18,90% ; Si : 0,1% ; Ag : 6,00%
    • Composition 10 : Au : 75,00% ; Al : 17,00% ; Si : 2,00% ; Ag : 6,00%
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Selon encore une autre variante envisageable, un alliage selon l'invention peut comprendre (voire consister en) :
    • entre 75% et 75,5% d'or (Au) ; et
    • 19% à 21% d'aluminium (Al) ; et
    • 0,1 à 2% de silicium (Si) ; et
    • 4 à 6%, par exemple de l'ordre de 4% de cuivre (Cu) ; et
    • d'éventuelles impuretés, présentes à raison de moins de 0,2%,
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Des exemples illustratifs d'alliages correspondant à cette variante ont les compositions suivantes :
    • Composition 11 : Au : 75,28% ; Al : 20,62% ; Si : 0,10% ; Ag : 4,00%
    • Composition 12 : Au : 75,00% ; Al : 19,00% ; Si : 2,00% ; Ag : 4,00%
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage
  • Lorsque de l'étain (Sn) est compris à titre d'élément additionnel dans l'alliage, il est préférentiellement présent à raison de 0.1% à 6%, par exemple entre 2 et 6%, en masse par rapport à la masse totale de l'alliage. C'est en particulier le cas lorsque l'étain est présent à titre de premier élément additionnel. Dans ce cas, la teneur totale en les autres éléments additionnels est en proportion complémentaire en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Lorsque l'étain est employé à titre de premier élément additionnel dans l'alliage, le deuxième élément additionnel peut, selon un mode de réalisation intéressant, être choisi parmi le platine (Pt) et l'argent (Ag), et ce deuxième élément est alors présent dans l'alliage à une teneur allant par exemple de 2 à 6% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Selon une variante envisageable lorsque l'étain est employé à titre de premier élément additionnel, un alliage selon l'invention peut comprendre (voire consister en) :
    • de l'ordre de 75% d'or (Au) ; et
    • 17% à 19% d'aluminium (Al) ; et
    • 2% à 6% d'étain (Sn) ; et
    • 2 à 6% de platine (Pt) ; et
    • d'éventuelles impuretés, présentes à raison de moins de 0,2%,
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Des exemples illustratifs d'alliages correspondant à cette variante ont les compositions suivantes :
    • Composition 13 : Au : 75,00% ; Al : 17,00% ; Sn : 2,00% ; Pt : 6,00%
    • Composition 14 : Au : 75,00% ; Al : 19,00% ; Sn : 2,00% ; Pt : 4,00%
    • Composition 15 : Au : 75,00% ; Al : 17,00% ; Sn : 4,00% ; Pt : 4,00%
    • Composition 16 : Au : 75,00% ; Al : 17,00% ; Sn : 6,00% ; Pt : 2,00%
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Selon une autre variante envisageable, un alliage selon l'invention peut comprendre (voire consister en) :
    • de l'ordre de 75% d'or (Au) ; et
    • 17% à 19% d'aluminium (Al) ; et
    • 2 à 4% d'étain (Sn) ; et
    • 3 à 4% d'argent (Ag) ; et
    • d'éventuelles impuretés, présentes à raison de moins de 0,2%,
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Des exemples illustratifs d'alliages correspondant à cette variante ont les compositions suivantes :
    • Composition 17 : Au : 75.00% ; Al : 19,00% ; Sn : 2,0% ; Ag : 4%
    • Composition 18 : Au : 75,00% ; Al : 17,00% ; Sn : 4,00% ; Ag : 4,00%
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage
  • Selon un mode de réalisation particulier, l'alliage de l'invention comprend à la fois du silicium (Si) et de l'étain et (Sn). Dans ce cas, chacun de Si et Sn peut être considéré comme le premier ou un deuxième élément additionnel. Dans ce cas de figure particulier, la teneur en silicium est préférentiellement inférieure à 4%, plus préférentiellement comprise entre 1,5 et 2.5%, par exemple de 2%, en masse par rapport à la masse totale de l'alliage et la teneur en étain est de préférence comprise entre 2 et 6% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage. Lorsque l'alliage contient à la fois du silicium (Si) et de l'étain (Sn), il peut, selon une première variante, ne contenir que ces éléments à titre de premier et deuxième éléments additionnels. Alternativement, il peut comprendre un troisième élément additionnel choisi le cas échéant de préférence parmi Pd, Pt, Ag, Cu, et Mn, et ce troisième élément est de préférence le platine (Pt) ou le palladium (Pd).
  • Ainsi, selon une variante envisageable un alliage selon l'invention peut comprendre (voire consister en) :
    • de l'ordre de 75% d'or (Au) ; et
    • 17% à 19% d'aluminium (Al) ; et
    • de l'ordre de 2% de silicium (Si) ; et
    • 4 à 6% d'étain (Sn) ; et
    • d'éventuelles impuretés, présentes à raison de moins de 0,2%,
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Des exemples illustratifs d'alliages correspondant à cette variante ont les compositions suivantes :
    • Composition 19 : Au : 75,00% ; Al : 19,00% ; Si : 2,00% ; Sn : 4,00%
    • Composition 20 : Au : 75,00% ; Al : 17,00% ; Si : 2,00% ; Sn : 6,00%
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Selon encore une variante envisageable un alliage selon l'invention peut comprendre (voire consister en) :
    • de l'ordre de 75% d'or (Au) ; et
    • 16% à 17% d'aluminium (Al) ; et
    • de l'ordre de 2% de silicium (Si) ; et
    • de l'ordre de 2% d'étain (Sn) ; et
    • de l'ordre de 4% de platine (Pt) ou de palladium (Pd) ; et
    • d'éventuelles impuretés, présentes à raison de moins de 0,2%,
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Des exemples illustratifs d'alliages correspondant à cette variante ont les compositions suivantes :
    • Composition 21 : Au : 75,00% ; Al : 17,00% ; Si : 2,00% ; Sn : 2,00% ; Pt : 4,00%
    • Composition 22 : Au : 75,00% ; Al : 16% ; Si : 2,50% ; Sn : 2,50% ; Pd : 4,00%
    les pourcentages étant en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  • Quelle que soit sa composition exacte, un alliage selon l'invention est obtenu par un procédé de préparation qui comprend (i) la fusion des différents constituants de l'alliage à l'état métallique (isolés ou sous forme de pré-alliages) dans les proportions de l'alliage dont la synthèse est souhaitée, ce par quoi est obtenu un mélange des éléments constitutifs de l'alliage à l'état fondu, puis (ii) un refroidissement du mélange obtenu qui conduit à l'obtention de l'alliage recherché. Ce procédé de préparation constitue, selon un autre aspect, un autre objet de la présente invention.
  • Un alliage selon l'invention peut également être obtenu par un procédé comprenant (i) la mise en poudre des éléments constituants l'alliage ou un pré-alliage par concassage ou préférentiellement par atomisation, (ii) le mélange et homogénéisation de la poudre dans le cas où les éléments d'alliages sont mis en poudre séparément et (iii) une étape de frittage par exemple par Laser ou préférentiellement par SPS (Spark Plasma Sintering).
  • Avec les alliages selon l'invention, des problématiques similaires à celles rencontrées avec l'or violet peuvent être rencontrées même si celles-ci sont réduites. En particulier, la solidification du mélange fondu est susceptible de former des porosités par exemple de type microretassures, qui sont au moins en partie à l'origine de la fragilité observée pour l'or violet. La composition des alliages de l'invention permet déjà en elle-même de limiter la formation de ce type de porosité, mais, pour les réduire encore, il est intéressant de jouer sur les paramètres du procédé.
  • Pour limiter, par exemple, l'apparition de porosité au sein de l'alliage, on préfère notamment éviter les chocs thermiques lors du refroidissement de l'alliage fondu. Pour ce faire, un alliage selon l'invention peut notamment être obtenu en effectuant un refroidissement progressif du mélange liquide comprenant les constituants de l'alliage dans les proportions de l'alliage final. Ce mélange liquide peut notamment être obtenu en fondant (par exemple au sein d'un creuset) de la grenaille, des plaques ou d'autres éléments solides comprenant les éléments de l'alliage souhaité au sein d'un dispositif de chauffage adéquat (four à induction par exemple, ou four à arc).
  • Dans le procédé de préparation selon l'invention, le mélange liquide comprenant les constituants de l'alliage dans les proportions de l'alliage final est ensuite refroidi pour former l'alliage final. A cet effet, il peut notamment être coulé dans une lingotière. Pour que le refroidissement soit effectué le moins brutalement possible, la lingotière peut avantageusement être préchauffée avant que le mélange y soit coulé. En contrôlant ainsi le refroidissement on obtient une diminution importante de la porosité, et donc, en d'autres termes, une densification de l'alliage, qui permet d'améliorer encore ses performances mécaniques finales. Ainsi, à titre illustratif, il a été observé avec la composition 5 précitée l'obtention d'une porosité de 35% en volume avec une coulée non contrôlée, alors que la fait de préchauffer la lingotière a conduit à une porosité de l'ordre de 1% en volume.
  • Pour améliorer encore les performances des alliages selon l'invention, leur procédé d'obtention peut avantageusement comprendre une étape de traitement thermique suite au refroidissement de l'étape (ii). Ce traitement thermique, qui induit une détente du matériau et donc une diminution de ses contraintes internes, ce qui augmente encore ses performances mécaniques et notamment sa ductilité.
  • Les alliages obtenus dans le cadre de l'invention ont une coloration violette intéressante associée à des propriétés mécaniques intéressantes, notamment en termes de résistance au choc.
  • En particulier, les alliages selon l'invention peuvent résister à une chute de bille, comme définie par exemple selon la norme ISO 14368-3, avantageusement d'une hauteur d'au moins 5 cm, préférentiellement d'une hauteur d'au moins 10 cm, et encore plus préférentiellement d'une hauteur d'au moins 20 cm.
  • Par exemple, un alliage ayant la Composition 5 précitée (comprenant 2% de Si et 6% de Pt) résiste, dans les conditions de la norme ISO 14368-3, à une chute de bille d'une hauteur de 27 cm. De même un alliage ayant la Composition 8 précitée (comprenant 2% de Si et 6% de Ag) résiste, dans les conditions de la norme ISO 14368-3, à une chute de bille d'une hauteur de 33 cm. A noter que le test auquel il est fait référence ici est un test cumulatif, les échantillons testés étant progressivement soumis à des tests de chute de bille avec des hauteurs de chute croissantes.
  • Par ailleurs un alliage selon l'invention est plus résistant à la corrosion, c'est-à-dire que la durée pour observer une détérioration de l'alliage, par exemple par un phénomène de piqûration, quand il est placé dans un environnement corrosif, par exemple un brouillard salin ou de la chaleur humide, et plus longue qu'avec de l'or violet connu de l'art antérieur.
  • Compte tenu de ces propriétés intéressantes, les alliages de l'invention peuvent être employées à titre de matériaux constitutifs de tout ou partie d'articles de luxe incluant de façon non limitative des articles de joaillerie ou d'horlogerie, des instruments d'écritures, de boucles de bagagerie et de ceinture ainsi que des accessoires de maroquinerie. Ces différentes utilisations constituent encore un autre objet de la présente invention.
  • Selon un dernier aspect, l'invention concerne également les articles de luxe précités comprenant au moins une partie constituée par un alliage selon l'invention.

Claims (12)

  1. Alliage d'or et d'aluminium présentant une coloration violette caractérisé en ce qu'il comprend, en plus de l'or et de l'aluminium :
    - au moins un premier élément additionnel choisi parmi le silicium (Si) et l'étain (Sn) ; et
    - au moins un deuxième élément additionnel, distinct dudit premier élément additionnel, choisi parmi le palladium (Pd), le platine (Pt), l'argent (Ag), le cuivre (Cu), le silicium (Si) et l'étain (Sn).
  2. Alliage selon la revendication 1, qui comprend au moins 75% d'or, préférentiellement entre 75% et 85%, plus préférentiellement entre 75% et 78%, en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  3. Alliage selon la revendication 1 ou 2, qui comprend entre 12% et 24% d'aluminium, de préférence entre 16% et 21% d'aluminium, en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  4. Alliage selon l'une des revendications 1 à 3, où la teneur totale en éléments Si, Sn, Pd, Pt, Ag, et Cu est comprise entre 1% et 13%, par exemple entre 4% et 8%, en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  5. Alliage selon l'une des revendications 1 à 4, où le premier élément additionnel est le silicium (Si), présent de préférence à raison de 0,1% à 4% ,par exemple entre 0,1 et 2%, en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  6. Alliage selon la revendication 5, où le deuxième élément additionnel est choisi parmi le palladium (Pd); le platine (Pt); l'argent (Ag), et le cuivre (Cu), et est présent à une teneur allant de 4 à 6% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  7. Alliage selon l'une des revendications 1 à 4, où le premier élément additionnel est l'étain (Sn), présent de préférence à raison de 2% à 6% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  8. Alliage selon la revendication 7, où le deuxième élément additionnel est choisi parmi le platine (Pt) et l'argent (Ag), et est présent à une teneur allant de 2 à 6% en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  9. Alliage selon l'une des revendications 1 à 4, qui comprend à la fois du silicium (Si) et de l'étain et (Sn), avec une teneur en silicium comprise entre 1,5 et 2.5%, par exemple de 2%, et une teneur en étain comprise entre 2 et 6%, en masse par rapport à la masse totale de l'alliage.
  10. Procédé de préparation d'un alliage selon les revendications 1 à 9, qui comprend (i) la fusion des différents constituants de l'alliage à l'état métallique dans les proportions de l'alliage dont la synthèse est souhaitée ce par quoi est obtenu un mélange des éléments constitutifs de l'alliage à l'état fondu, puis (ii) un refroidissement du mélange obtenu, de préférence effectué de façon progressive.
  11. Utilisation d'un alliage selon les revendications 1 à 9, à titre de matériau constitutif de tout ou partie d'un article de luxe tel qu'un article de joaillerie ou d'horlogerie, un instrument d'écriture, une boucle de bagagerie ou de ceinture ou un accessoire de maroquinerie.
  12. Article de luxe, tel qu'un article de joaillerie ou d'horlogerie, un instrument d'écriture, une boucle de bagagerie ou de ceinture ou un accessoire de maroquinerie, ledit article de luxe comprenant au moins une partie constituée par un alliage selon les revendications 1 à 9.
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