EP4177366A1 - Alliage de platine - Google Patents

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EP4177366A1
EP4177366A1 EP21206249.1A EP21206249A EP4177366A1 EP 4177366 A1 EP4177366 A1 EP 4177366A1 EP 21206249 A EP21206249 A EP 21206249A EP 4177366 A1 EP4177366 A1 EP 4177366A1
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EP
European Patent Office
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weight
platinum alloy
content
alloy
alloy according
Prior art date
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Pending
Application number
EP21206249.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gregory Kissling
Vincent Fays
Jonas Vannod
Christian Charbon
Denis Vincent
Stéphane Lauper
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Omega SA
Original Assignee
Omega SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Omega SA filed Critical Omega SA
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Publication of EP4177366A1 publication Critical patent/EP4177366A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C22C5/04—Alloys based on a platinum group metal
    • 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
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • 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 a platinum alloy.
  • the invention also relates to an article, in particular to a decorative article, and more specifically to a watch component, made of this alloy.
  • the addition elements will therefore respond to a technical constraint specific to the element.
  • the first classical addition elements are ruthenium, cobalt, copper, iridium.
  • Platinum-ruthenium alloys have a universal use for jewelry and watchmaking, especially for machined products.
  • the platinum ruthenium alloy has the characteristic of being the whitest platinum alloy on the market. Unfortunately, this alloy is difficult to cast due to its high casting temperature and relatively low melting range. In addition, this alloy does not easily lend itself to traditional machining techniques such as bar turning, milling and drilling.
  • platinum-iridium alloys have been developed. Compared to platinum-ruthenium alloys, they have the disadvantage of being less white and therefore less aesthetic. Next, iridium has the disadvantage of being, to date, more expensive than ruthenium and of having higher recycling costs than those of ruthenium.
  • the object of the present invention is to propose a novel platinum alloy which is dazzlingly white, easy to cast while having good machinability.
  • the present invention relates to a platinum alloy consisting by weight of 95.00 to 96.00% Pt, 1.00 to 4.99% Ru, 0.01 to 2.00% Au and any impurities with a total content less than or equal to 0.50%.
  • the Ru content is between 2.00 and 4.99% by weight. More preferably, it is between 3.00 and 4.70% by weight. Particularly preferably, the Ru content is between 3.50 and 4.40% by weight. Even more preferably, it is between 4.00 and 4.40% by weight.
  • the Au content is between 0.05 and 2.00% by weight. More preferably, the Au content is between 0.10 and 1.70% by weight. Particularly preferably, the Au content is between 0.30 and 1.20% by weight. Even more preferably, it is between 0.30 and 0.70% by weight.
  • the ruthenium brings some hardening and whiteness to the alloy while the addition of gold increases the machinability of the alloy and makes it possible to increase the melting range while reducing the casting temperature.
  • the addition of gold makes it possible to significantly increase the hardness of the alloy.
  • the alloy according to the invention has a yellowness index Yi10° of between 7 and 8 and a hardness HV2 of between 125 and 140.
  • composition of this alloy therefore makes it possible to reach an excellent compromise between hardness, machinability and flowability, without having a negative impact on the white color of the alloy.
  • the present invention also relates to an article and in particular a watch component made of this alloy.
  • the alloy of the present invention is a platinum alloy at 95% by weight.
  • the platinum alloy consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 1.00 to 4.99% of Ru, of 0.01 to 2.00% of Au and any impurities with a total content ⁇ 0.50% .
  • the alloy is made up of these different elements and impurities, ie. that the total of Pt, Ru, Au and any impurities reaches the percentage of 100%.
  • the Ru content is between 2.00 and 4.99% by weight. More preferably, it is between 3.00 and 4.70% by weight. Particularly preferably, the Ru content is between 3.50 and 4.40% by weight. Even more preferably, it is between 4.00 and 4.40% by weight.
  • the Au content is between 0.05 and 2.00% by weight. More preferably, the Au content is between 0.10 and 1.70% by weight. Particularly preferably, the Au content is between 0.30 and 1.20% by weight. Even more preferably, it is between 0.30 and 0.70% by weight.
  • the platinum alloy consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 2.00 to 4.99% of Ru, of 0.05 to 2.00% of Au and any impurities with a total content ⁇ 0.50%.
  • the platinum alloy consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 3.00 to 4.70% of Ru, of 0.10 to 1.70% of Au and any impurities with a total content ⁇ 0.50%.
  • the platinum alloy consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 3.50 to 4.40% of Ru, 0.30 to 1.20% Au and possible impurities with a total content ⁇ 0.50%.
  • the platinum alloy consists, by weight, of 95.00 to 96.00% of Pt, of 4.00 to 4.40% of Ru, of 0.30 to 0.70% of Au and any impurities with a total content ⁇ 0.50%.
  • the platinum alloys according to the invention find a particular application for the production of a watch component and more specifically of a watch component for dressing such as a middle part, a back, a bezel, a pusher, a bracelet link, a bracelet clasp, a dial, a hand and a dial index.
  • this alloy can be used for any article and more specifically any decorative article, for example, in the field of jewelry or jewelry.
  • the alloy according to the invention has a hardness HV2 of between 125 and 140 and a yellowness index Yi10° as defined below of between 7 and 8.
  • the colorimetric values and the hardness of various alloys according to the invention prepared with the method described above are presented in Table 1 with comparative examples.
  • the compositions of the comparative examples are devoid of ruthenium and contain iridium and optionally germanium and gold. The measurements were carried out on annealed and polished samples.
  • L*a*b* colorimetric values in CIELAB colorimetric space were measured with a KONICA MINOLTA CM-2600d spectrophotometer with D65 illuminant and 10° viewing angle.
  • the Yellowness index Yi10° which is an indicator of the whiteness of the alloy, was calculated on the basis of the L*a*b* values according to the ASTM E313 standard. The lower this index, the whiter the alloy.
  • alloys No. 1 to No. 4 according to the invention have a yellowness index which is significantly lower than that of the comparative examples with values comprised between 7.3 and 7.7 versus values comprised between 8.6 and 9.3.
  • the alloys according to the invention typically have a hardness of between 128 and 138 HV2 with alloy No. 1 which has the best hardness/yellowness index compromise with respective values of 138 and 7.6.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adornments (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à un alliage de platine constitué, en poids, des éléments suivants :- 95.00 à 96.00 % de Pt,- 1.00 à 4.99 % de Ru,- 0.01 à 2.00% d'Au,- les impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%.

Description

    Domaine technique de l'invention
  • La présente invention se rapporte à un alliage de platine. L'invention se rapporte également à un article, notamment à un article décoratif, et plus spécifiquement à un composant horloger, réalisé dans cet alliage.
    • Arrière-plan technologique
  • Il existe sur le marché plusieurs familles d'alliages à base de platine utilisées en horlogerie et bijouterie. Ces alliages ont la particularité d'être principalement utilisés par un titre internationalement reconnu de 95% poids, ce qui limite fortement la teneur des éléments d'addition. Les éléments d'addition vont donc répondre à une contrainte technique spécifique à l'élément. Les premiers éléments d'addition classiques sont le ruthénium, le cobalt, le cuivre, l'iridium. Les alliages de platine au ruthénium ont une utilisation universelle pour la bijouterie et l'horlogerie notamment pour les produits usinés. L'alliage de platine au ruthénium a pour caractéristique d'être l'alliage de platine le plus blanc sur le marché. Malheureusement, cet alliage est difficile à couler en raison de sa température de coulée élevée et de son intervalle de fusion relativement faible. De plus, cet alliage ne se prête que difficilement aux techniques d'usinage traditionnelles telles que le décolletage, le fraisage et le perçage.
  • D'autres alliages de platine à l'iridium ont été développés. Comparé aux alliages de platine au ruthénium, ils ont pour désavantage d'être moins blancs et donc moins esthétiques. Ensuite, l'iridium présente pour inconvénient d'être, à ce jour, plus onéreux que le ruthénium et d'avoir des coûts de recyclage supérieurs à ceux du ruthénium.
    • Résumé de l'invention
  • La présente invention a pour objet de proposer un nouvel alliage de platine éclatant de blancheur, facile à couler tout en ayant une bonne aptitude à l'usinage.
  • A cet effet, la présente invention se rapporte à un alliage de platine constitué en poids, de 95.00 à 96.00 % de Pt, de 1.00 à 4.99 % de Ru, de 0.01 à 2.00% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale inférieure ou égale à 0.50%.
  • De préférence, la teneur en Ru est comprise entre 2.00 et 4.99% en poids. Plus préférentiellement, elle est comprise entre 3.00 et 4.70% en poids. De manière particulièrement préférée, la teneur en Ru est comprise entre 3.50 et 4.40% en poids. Encore plus préférentiellement, elle est comprise entre 4.00 et 4.40% en poids.
  • De préférence, la teneur en Au est comprise entre 0.05 et 2.00% en poids. Plus préférentiellement, la teneur en Au est comprise entre 0.10 et 1.70% en poids. De manière particulièrement préférée, la teneur en Au est comprise entre 0.30 et 1.20% en poids. Encore plus préférentiellement, elle est comprise entre 0.30 et 0.70% en poids.
  • Le ruthénium amène un certain durcissement et la blancheur de l'alliage tandis que l'ajout d'or augmente l'usinabilité de l'alliage et permet d'augmenter l'intervalle de fusion tout en réduisant la température de coulée. De plus, l'ajout d'or permet d'augmenter sensiblement la dureté de l'alliage.
  • Typiquement, l'alliage selon l'invention a un yellowness index Yi10° compris entre 7 et 8 et une dureté HV2 comprise entre 125 et 140.
  • La composition de cet alliage permet donc d'atteindre un excellent compromis entre dureté, usinabilité et coulabilité et ce sans impacter négativement sur la couleur blanche de l'alliage.
  • La présente invention concerne également un article et en particulier un composant horloger réalisé dans cet alliage.
    • Description détaillée de l'invention
  • L'alliage de la présente invention est un alliage de platine au titre de 95% en poids.
  • Selon l'invention, l'alliage de platine est constitué en poids, de 95.00 à 96.00% de Pt, de 1.00 à 4.99% de Ru, de 0.01 à 2.00% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%. L'alliage est constitué de ces différents éléments et impuretés, c.à.d. que l'ensemble du Pt, du Ru, de l'Au et des impuretés éventuelles atteint le pourcentage de 100%.
  • De préférence, la teneur en Ru est comprise entre 2.00 et 4.99% en poids. Plus préférentiellement, elle est comprise entre 3.00 et 4.70% en poids. De manière particulièrement préférée, la teneur en Ru est comprise entre 3.50 et 4.40% en poids. Encore plus préférentiellement, elle est comprise entre 4.00 et 4.40% en poids.
  • De préférence, la teneur en Au est comprise entre 0.05 et 2.00% en poids. Plus préférentiellement, la teneur en Au est comprise entre 0.10 et 1.70% en poids. De manière particulièrement préférée, la teneur en Au est comprise entre 0.30 et 1.20% en poids. Encore plus préférentiellement, elle est comprise entre 0.30 et 0.70% en poids.
  • Avantageusement, selon une première variante, l'alliage de platine est constitué, en poids, de 95.00 à 96.00 % de Pt, de 2.00 à 4.99 % de Ru, de 0.05 à 2.00% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%.
  • Avantageusement, selon une deuxième variante, l'alliage de platine est constitué, en poids, de 95.00 à 96.00 % de Pt, de 3.00 à 4.70% de Ru, de 0.10 à 1.70% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%.
  • Avantageusement, selon une troisième variante, l'alliage de platine est constitué, en poids, de 95.00 à 96.00 % de Pt, de 3.50 à 4.40% de Ru, de 0.30 à 1.20% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%.
  • Avantageusement, selon une quatrième variante, l'alliage de platine est constitué, en poids, de 95.00 à 96.00 % de Pt, de 4.00 à 4.40% de Ru, de 0.30 à 0.70% d'Au et des impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%.
  • Les alliages de platine selon invention trouvent une application particulière pour la réalisation d'un composant horloger et plus spécifiquement d'un composant horloger d'habillage tel qu'une carrure, un fond, une lunette, un poussoir, un maillon de bracelet, un fermoir de bracelet, un cadran, une aiguille et un index de cadran. De manière générale, cet alliage peut être utilisé pour tout article et plus spécifiquement tout article décoratif, par exemple, dans le domaine de la bijouterie ou de la joaillerie.
  • L'alliage selon l'invention a une dureté HV2 comprise entre 125 et 140 et un yellowness index Yi10° tel que défini ci-après compris entre 7 et 8.
  • Pour préparer l'alliage de platine selon l'invention, on procède de la façon suivante :
    • Les principaux éléments entrant dans la composition de l'alliage ont une pureté entre 999 et 999.9 pour mille et sont désoxydés.
    • On place les éléments de la composition de l'alliage dans un creuset que l'on chauffe jusqu'à fusion des éléments.
    • Le chauffage est réalisé dans un four à induction étanche sous pression partielle d'argon.
    • L'alliage fondu est coulé dans une lingotière.
    • Après solidification, on fait subir au lingot une trempe à l'eau.
    • Le lingot trempé est ensuite laminé à froid puis recuit. Le taux d'écrouissage entre chaque recuit est de 40 à 80 %.
    • Chaque recuit dure 20 à 120 minutes et se fait entre 900°C et 1100°C sous une atmosphère réductrice composée de H2 et/ou N2.
    • Le refroidissement après les recuits se fait par une trempe à l'eau.
  • Les valeurs colorimétriques et la dureté de différents alliages selon l'invention préparés avec le procédé décrit ci-dessus sont présentées dans le tableau 1 avec des exemples comparatifs. Les compositions des exemples comparatifs sont dépourvues de ruthénium et comportent de l'iridium et éventuellement du germanium et de l'or._Les mesures ont été réalisées sur des échantillons recuits et polis.
  • Les valeurs colorimétriques L*a*b* dans l'espace colorimétrique CIELAB (conforme aux normes CIE n°15, ISO 7724/1, DIN 5033 Teil 7, ASTM E-1164) ont été mesurées avec un spectrophotomètre KONICA MINOLTA CM-2600d avec un illuminant D65 et un angle d'observation de 10°. Le Yellowness index Yi10° qui est un indicateur de la blancheur de l'alliage a été calculé sur base des valeurs L*a*b* selon la norme ASTM E313. Plus cet index est bas, plus l'alliage est blanc.
    Figure imgb0001
  • On observe que les alliages N°1 à N°4 selon l'invention présentent un yellowness index qui est significativement plus bas que celui des exemples comparatifs avec des valeurs comprises entre 7.3 et 7.7 versus des valeurs comprises entre 8.6 et 9.3.
  • Les alliages selon l'invention ont typiquement une dureté comprise entre 128 et 138 HV2 avec l'alliage N°1 qui présente le meilleur compromis dureté/yellowness index avec des valeurs respectives de 138 et 7.6.

Claims (13)

  1. Alliage de platine constitué, en poids, des éléments suivants :
    - 95.00 à 96.00 % de Pt,
    - 1.00 à 4.99 % de Ru,
    - 0.01 à 2.00% d'Au,
    - les impuretés éventuelles avec une teneur totale ≤ 0.50%.
  2. Alliage de platine selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en Ru est comprise entre 2.00 et 4.99% en poids.
  3. Alliage de platine selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Ru est comprise entre 3.00 et 4.70% en poids.
  4. Alliage de platine selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Ru est comprise entre 3.50 et 4.40% en poids.
  5. Alliage de platine selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Ru est comprise entre 4.00 et 4.40% en poids.
  6. Alliage de platine selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Au est comprise entre 0.05 et 2.00% en poids.
  7. Alliage de platine selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Au est comprise entre 0.10 et 1.70% en poids.
  8. Alliage de platine selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Au est comprise entre 0.30 et 1.20% en poids.
  9. Alliage de platine selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la teneur en Au est comprise entre 0.30 et 0.70% en poids.
  10. Alliage de platine selon l'une des revendications précédentes, caractérisé qu'il a une dureté HV2 comprise entre 125 et 140 et un yellowness index Yi10° compris entre 7 et 8.
  11. Article réalisé dans l'alliage de platine selon l'une des revendications précédentes.
  12. Article selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un article décoratif.
  13. Article selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un composant horloger choisi parmi le groupe comprenant une carrure, un fond, une lunette, un poussoir, un maillon de bracelet, un fermoir de bracelet, un cadran, une aiguille et un index de cadran.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018044228A (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 株式会社グローバルコーポレーション 金属アレルギーを誘起しにくい白金合金、及びその製造方法
EP3502286A1 (fr) * 2017-12-20 2019-06-26 Omega SA Alliage de platine

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