IT201800005009A1

IT201800005009A1 - Metodo di realizzazione di un filo metallico a due fasi, in particolare in lega a base oro e in argento ed un elemento tubolare semilavorato

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Publication number: IT201800005009A1
Application number: IT102018000005009A
Authority: IT
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2018-05-02
Publication date: 2019-11-02
Also published as: WO2019211660A1; US20210093055A1; EP3787812C0; EP3787812A1; EP3787812B1

Description

METODO DI REALIZZAZIONE DI UN FILO METALLICO A DUE FASI, IN

PARTICOLARE IN LEGA A BASE ORO E IN ARGENTO ED UN ELEMENTO

TUBOLARE SEMILAVORATO

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un metodo di realizzazione di un filo metallico a due strati, in particolare in lega a base oro e in argento ed un elemento tubolare semilavorato.

Sono sempre più richiesti nel mercato monili in metallo prezioso che siano sempre meno cari e versatili, costringendo i produttori del settore a puntare sulla leggerezza o sul rivestimento di metalli base meno costosi con metalli ancora più nobili, quali oro e platino, che hanno una resistenza all'ossidazione più accentuata.

È noto un procedimento di realizzazione di un filo metallico a due strati descritto nel brevetto IT1399133, depositato dalla stessa Richiedente e che prevede di accoppiare un tubolare metallico esterno con un tubolare metallico interno, saldare i due tubolari per formare un elemento tubolare a due strati metallici e quindi accoppiare un tubolare metallico bassofondente, normalmente in rame o in una sua lega, con la cavità interna del tubolare a due strati metallici.

La superficie più interna rispetto all’asse di simmetria dell’elemento tubolare a due strati così ottenuto è quindi saldata alla superficie esterna del bassofondente per formare un elemento tubolare a tre strati metallici con l'anima in bassofondente e il rivestimento superficiale nel materiale del tubo metallico esterno.

Dopo la trafilatura finale, il filo metallico a tre strati ottenuto è svuotato del bassofondente.

Tuttavia, un rivestimento di questo tipo dà luogo a molti scarti di lavorazione, a causa del fatto che l’oro o le sue leghe e l’argento e le sue leghe non hanno una affinità eccezionale.

Il compito che si propone il trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati in tipi noti di metodo di realizzazione di un filo metallico a due strati, in particolare in lega a base oro e in argento, che permetta di realizzare un filo che presenta un rivestimento in lega a base di oro su una matrice di argento resistente all'usura del tempo e all'ossidazione.

Nell'ambito del compito suddetto, uno scopo che si propone il metodo, secondo il trovato, è quello di implementare un metodo realizzativo che riduca al minimo gli scarti di lavorazione.

Un altro scopo del metodo di realizzazione di un filo metallico secondo il trovato è di essere semplice ed economico.

Un altro scopo del metodo secondo il trovato è di realizzare un filo metallico a due strati, in particolare in lega a base oro e in argento, che permetta al filo di subire ogni tipo di lavorazione anche una battitura con utensili massicci.

Un altro scopo che si propone il trovato è di permettere al filo metallico a due strati di essere lavorato senza il rischio di separare l'interfaccia oroargento, evitando antiestetiche bolle, rigature, scrostamenti, graffi e ogni altro genere di imperfezioni superficiali.

Non ultimo scopo del trovato è di attuare un metodo di realizzazione di un filo metallico a due strati, in particolare in lega a base oro e in argento, con mezzi facilmente reperibili in commercio nonché usando macchinari comuni e materiali standard, in modo che il monile, prodotto finale del metodo secondo il trovato, sia economicamente concorrenziale.

Questo compito e gli altri scopi sono raggiunti da metodo di realizzazione di un filo metallico a due strati, in particolare in lega a base oro e in argento, secondo il trovato, che comprende una successione di fasi che consistono nel:

- accoppiare un tubolare metallico esterno ad un tubolare metallico interno interponendo un primo spessore legante in materiale metallico bassofondente,

- saldare la superficie interna di detto tubolare metallico esterno alla superficie esterna di detto primo spessore legante e la superficie interna di detto primo spessore legante alla superficie esterna di detto tubolare metallico interno, per associare solidamente detto tubolare esterno e detto tubolare interno tra di loro, in modo da formare un elemento tubolare presentante almeno tre strati metallici,

- trafilare, mediante una trafilatura finale, detto elemento tubolare per ottenere un filo metallico composto da almeno tre strati metallici, e

- eliminare il materiale metallico bassofondente da detto filo metallico composto per ottenere un filo metallico a due strati.

Innanzitutto, è chiarito che i termini "interno" ed "esterno" sono riferiti rispetto all'asse di simmetria dell'elemento tubolare formato da almeno le tre strati metallici costituite dal tubolare metallico esterno, dal primo spessore legante (metallo bassofondente) e dal tubolare metallico interno e pertanto, le parti più interne saranno quelle più vicine a tale asse (e quindi al centro dell'elemento tubolare), mentre al contrario le parti più esterne saranno quelle più lontane dallo stesso asse di simmetria.

La Richiedente ha notato che le leghe in metallo prezioso, a base oro, platino o argento presentano buona parte dei strati in rame o altri metalli alliganti.

Ad esempio la lega Au-14kt (lega oro a 14 carati) ha un titolo di 585 millesimi di grammo di oro puro (o fino) su un grammo di lega totale, mentre gli altri 415 mgr. sono in metalli alliganti.

Allo stesso modo, la lega in argento e rame che normalmente presenta almeno 725 milligrammi di argento puro per ogni grammo di lega totale e prende il nome di Ag725 (argento 725), ha circa 275 mgr. di rame per ogni grammo di lega.

La Richiedente ha percepito che interponendo uno spessore di bassofondente, meglio se di rame o di un altro elemento alligante, esso aiuto la compenetrazione delle particelle del metallo del tubolare esterno con il metallo del tubolare interno.

Ad esempio, nel caso in cui si interponga uno spessore di rame ad un tubolare esterno in Au-14kt e ad un tubolare interno in Ag725, il microscopio elettronico conferma la vera e propria migrazione di alcune particelle di oro nello strato di argento e viceversa, dando luogo ad una saldatura tra i due tubolari.

Vantaggiosamente, la saldatura del primo spessore legante all'tubolare esterno e all'tubolare interno avviene in un forno provvisto di trasportatori a nastro definenti una direzione di movimentazione. Il forno presenta una prima camera di combustione e una seconda camera di combustione a temperature differenti.

Una variante del procedimento appena descritto prevede di accoppiare un secondo spessore legante internamente al tubolare interno.

Vantaggiosamente, la superficie esterna del secondo spessore legante è saldata alla faccia interna del tubolare metallico interno in modo da formare un elemento tubolare composto da quattro strati metallici.

Vantaggiosamente, la saldatura del secondo spessore legante all'tubolare interno avviene dopo la saldatura del primo spessore legante agli elementi tubolari esterno e interno.

In questo caso, l'elemento tubolare con i tre strati metallici (tubolare esterno, primo spessore legante e tubolare interno), subisce una prima trafilatura prima di essere accoppiato al secondo spessore legante.

Tale prima trafilatura consiste nel passaggio forzato dell'elemento tubolare a tre strati all'interno di almeno un foro lungo la direzione di trafilatura.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del metodo di realizzazione di un filo metallico a due strati, in particolare in lega a base oro e in argento, illustrato a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:

la figura 1 rappresenta l'elemento tubolare 7 a tre strati metallici, in vista prospettica con una porzione sezionata;

la figura 2 rappresenta l'elemento tubolare 107 a quattro strati metallici, in vista prospettica con una porzione sezionata;

la figura 3 rappresenta la trafilatura dell'elemento tubolare 9 di figura 1, con una sezione in tratteggio nel filo 5;

la figura 4 rappresenta il filo metallico a due fasi prodotto col metodo realizzativo secondo il trovato.

Con riferimento alle citate figure, è mostrata una forma di realizzazione preferita del metodo di realizzazione di un filo metallico a due strati, in particolare in lega a base oro e in argento, che comprende una successione di fasi che consistono nel:

- accoppiare un tubolare metallico esterno 2 ad un tubolare metallico interno 4 interponendo un primo spessore legante 3 in materiale metallico bassofondente,

- saldare la superficie interna 12 del tubolare metallico esterno 2 alla superficie esterna 13' del primo spessore legante 3 e la superficie interna 13" del primo spessore legante 3 alla superficie esterna 14' del tubolare metallico interno 4, per associare solidamente l'tubolare esterno 2 e l'tubolare interno 4 tra di loro, in modo da formare un elemento tubolare 7 o 107 che presenta almeno tre strati metallici distinti,

- trafilare, mediante una trafilatura finale, l'elemento tubolare 7 o 107 per ottenere un filo metallico composto 9 da almeno tre strati metallici, ed - eliminare il materiale metallico bassofondente dal filo metallico composto 9 per ottenere un filo metallico a due strati 1.

Nella nostra soluzione realizzativa, il tubolare metallico esterno è una lega a base oro con titolo 750/1000 (Au-14kt), con uno spessore compreso sostanzialmente tra mm. 0,10-0,20.

Il tubolare metallico interno è invece una lega in argento 725 (Ag725) di spessore variabile all'incirca tra 1,00 e 2,80 millimetri.

Gli spessori bassofondenti 3 e 5 sono in rame (Cu).

La dimensione dello spessore 3 è preferibilmente compresa tra 0,6 e 0,9 mm, estremi inclusi, ancor più preferibilmente tra 0,7 e 0,8 mm, estremi inclusi, nel nostro caso è sostanzialmente pari a 0,75 mm.

Per quanto riguarda lo spessore 5, invece la sua dimensione minima è circa 1,5 mm, visto che durante le lavorazioni intermedie funge da anima di supporto per il filo metallico a tre (9) o quattro strati ottenuto dalla trafilatura.

Una volta progettata la lega metallica che costituisce i tubolari esterno e interno, il titolo del materiale allegante di base e gli spessori, si vanno a mettere i metalli di lega nella fonditrice e di seguito nella formatrice che produce la lastra metallica di Au-14kt o Au-18kt e Ag725.

Con la lavorazione al tornio, la lastra assume lo spessore voluto e di seguito si fa passare alla profilatrice che, mediante una saldatura ad argon, permette di ottenere il tubolare desiderato.

Questa serie di operazioni per la formatura dei tubolari esterno 2 e interno 4 sono di per sé note.

Prima di andare ad accoppiare il tubolare esterno 2, in lega a base oro Au-14kt, con il tubolare interno 4 di Ag725, è preferibile procedere ad una pulizia della superficie esterna del tubolare interno 4, ad esempio mediante una fresatura, in modo da eliminare gli ossidi formati in superficie e/o i residui di precedenti lavorazioni.

L'accoppiamento del tubolare esterno 2, interno 4 e con lo spessore legante 3 è realizzato mediante il passaggio dei due tubolari l'uno internamente rispetto all'altro, ad esempio attraverso una trafila widia presentante un foro di diametro pari al diametro esterno del tubolare esterno.

Vantaggiosamente, la saldatura del primo spessore legante 3 all'tubolare esterno 2 e all'tubolare interno 4, avviene in un forno provvisto di trasportatori a nastro definenti una direzione di movimentazione, la quale, ad esempio, può coincidere con la direzione definita dall'asse di simmetria 10 (o 110) dell'elemento tubolare 7 (o 107).

il forno presenta inoltre una prima camera di combustione e una seconda camera di combustione, poste a temperature differenti: la prima camera presenta una temperatura di circa 770°C, la temperatura della camera è sostanzialmente di 775°C.

Modificando la velocità dei nastri, varia il tempo di permanenza in forno e, in questo modo si riesce ad ottimizzare la saldatura in modo tale che gli strati metallici 2, 3 e 4 si associno saldamente evitando, al contempo, di rincuocere troppo il materiale. Dopo numerosi tentativi, è stato calcolato che la velocità di rotazione ottimale del nastro è di 150 giri/min, pari ad un tempo di permanenza in un forno lungo esterno metri, di circa 10 minuti.

Nel caso in cui la lega a base oro fosse del tipo Au-18kt, le temperatura della prima e della seconda camera di combustione sarebbero rispettivamente di circa 780 e 770°C, mentre la velocità di rotazione del nastro aumenterebbe conseguentemente in modo da avere un tempo di permanenza in un forno ad esempio di 2 metri, di circa 13 minuti.

Nel caso in cui si decida di ricorrere ad un secondo spessore legante 5, da accoppiare internamente al tubolare interno 4 e quindi a saldare la superficie esterna 15 del secondo spessore legante 5 alla superficie interna 14" del tubolare metallico interno 4 in modo da formare un elemento tubolare 107 composto da quattro strati metallici (fig. 4), si procede nella seguente maniera.

Dopo che si sono accoppiati e saldati il tubolare esterno in Au-14kt (o Au-18kt), lo spessore legante in rame (Cu) e il tubolare interno in Ag725 tra di loro a formare l'elemento tubolare a tre strati 7 (in Au-14kt+Cu+Ag725 o Au-18kt+Cu+Ag725), quest'ultimo subisce una prima trafilatura, innanzi ad essere accoppiato con il bassofondente, in modo da essere compattato ed incrudito. Questa prima trafilatura può consistere nel passaggio forzato, normalmente a freddo, del tubolare a due strati all'interno di un foro lungo la direzione di trafilatura.

Anche l'accoppiamento bassofondente 5 con la cavità interna dell'elemento tubolare 7 si esegue facendoli passare l'uno dentro all'altro attraverso un'altra trafila widia, che presenta questa volta un foro di diametro pari al diametro esterno del tubolare a tre strati 7.

Anche la saldatura dell'elemento tubolare a tre strati 7 e del bassofondente 5 è realizzata in un secondo forno del tutto simile al forno suddetto, sempre mediante trasportatori a nastro. Le temperature di riferimento per le camere di combustione del secondo forno possono variare in questo caso in un intervallo compreso tra i 780 e gli 850°C.

Può essere ovviamente previsto che la saldatura del tubolare a tre strati 7 con quello bassofondente 5, avvenga proprio nello stesso forno usato per la saldatura dei tubolari esterno e interno, con l'accorgimento di aumentare le temperature delle camere di combustione.

Con riferimento alla figura 3, la trafilatura finale consiste nel far passare a forza l'elemento tubolare 7 o 107 attraverso una serie di fori 6, definiti nella trafila 16, lungo la direzione di trafilatura finale 8. Ciascuno di questi fori 6 presenta un diametro via via inferiore rispetto al diametro del foro successivo.

Il filo metallico così ottenuto 9 a tre strati (oppure a quattro strati se si parte dal tubolare 107) viene passato alle macchine utensili in modo da ottenere un filo lavorato della forma estetica desiderata.

Si effettua poi l'eliminazione del materiale metallico bassofondente (rame o sue leghe) dal filo 9 immergendo il filo lavorato in un bagno di svuotatura.

Questo materiale bassofondente, sciogliendosi, passa in soluzione e successivamente il filo lavorato già svuotato viene passato alle operazioni di finitura in modo da ottenere il filo metallico a due strati 1.

Ad esempio, se la lavorazione del filo 1 è eseguita per realizzare una catena, il filo a tre o quattro strati 9 viene tagliato in modo da ottenere magline che, una volta svuotate e pulite possono essere connesse tra di loro per formare una catena.

L'eliminazione del materiale bassofondente, di per sé nota, consiste nel lasciare il filo lavorato in un bagno di svuotatura contenente una soluzione che corrode solo il bassofondente senza aggredire gli altri metalli.

Nel nostro esempio esecutivo, la soluzione comprende una miscela di sali diluita in acqua contenente poliamione di ferro in concentrazione variabile sostanzialmente dal 30 al 50% e una miscela di inibitori di corrosione in concentrazione massima del 5%. Ad esempio la soluzione usata può essere quella commercialmente nota con il nome di ADIX118.

La diluizione in acqua permette all'argento di formare l'ossido superficiale che ne impedisce la corrosione acida.

Preferibilmente, la diluizione in acqua prevede una quantità di acqua distillata, sul volume totale, non inferiore al 15% e non superiore al 30%.

In particolare, negli esempi qui proposti, la diluizione in acqua nel caso in cui il filo lavorato da svuotare contenga la lega in oro a 14 carati (Au14kt+Cu+Ag725(+Cu)) varia dal 25% al 30%, mentre per leghe in oro a 18 carati (Au-18kt+Cu+Ag725(+Cu)), la percentuale di acqua distillata diminuirà fino ad un intervallo compreso tra il 18% ed il 25%.

La temperatura di svuotatura varia tra gli 80 e i 70°C, il tempo minimo impiegato per svuotare il bassofondente è di circa 24 ore ed il tempo massimo non supera le 40 ore.

È importante infine notare che, aumentando il titolo della lega a base oro, o il suo spessore, aumenteranno le temperature di saldatura in forno, mentre diminuiranno i tempi di permanenza in forno e la diluizione in acqua della soluzione per formare il bagno di svuotatura.

L'elemento tubolare 7 (a tre strati) e 107 (a quattro strati) è un semilavorato che presenta almeno tre strati metallici e comprende un tubolare metallico esterno 2, un tubolare metallico interno 4 e un primo spessore legante 3 interposto tra il tubolare metallico esterno 2 e il tubolare metallico interno 4 (fig. 1).

Una sua variante esecutiva (fig. 2) è di avere un secondo spessore legante 5 interno al tubolare metallico interno 4.

Da quanto sopra descritto, si vede quindi come il trovato raggiunga il compito e gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che viene realizzato un metodo di realizzazione di un filo metallico a due strati, in particolare in lega a base oro e in argento, che consente di realizzare un filo metallico a due fasi, con un rivestimento in lega a base di oro su una matrice di argento resistente all'usura del tempo e all'ossidazione.

In particolare, l'aver pensato ad uno spessore di rame come legante tra lo strato metallico superiore in lega di oro ed inferiore, in lega di argento, permette di ottenere un legame estremamente stabile tra le due fasi, facendo ridurre al minimo gli scarti di lavorazione.

Un altro vantaggio del trovato è dato dal fatto che siccome il filo metallico a due fasi è ottenuto da un filo metallico a tre o più strati, si può pensare ad ogni tipo di lavorazione possibile, senza il rischio che l'interfaccia lega a base oro e interno in argento si possa separare, evitando problemi di sfogliamenti, rigature, bolle o altre imperfezioni superficiali.

Un altro vantaggio del metodo di realizzazione di un filo metallico secondo il trovato è di essere semplice ed economico.

Inoltre, lo strato o gli strati in bassofondente dell'elemento tubolare è facilmente eliminabile dopo le lavorazioni desiderate. Ciò consente di ottenere una catena in argento "placcata" in oro di qualsiasi forma e consistenza, resistente nel tempo e a ogni tipo di ambiente.

Non ultimo vantaggio del trovato è che il metodo di realizzazione del filo metallico a due fasi è attuato con mezzi facilmente reperibili in commercio e con l'uso di macchinari comuni e materiali standard; in questo modo il prodotto finale è economicamente concorrenziale.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze, purché coerenti con lo scopo realizzativo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Metodo di realizzazione di un filo metallico a due strati (1), in particolare in lega a base oro e in argento, che comprende una successione di fasi che consistono nel: - accoppiare un tubolare metallico esterno (2) ad un tubolare metallico interno (4) interponendo un primo spessore legante (3) in materiale metallico bassofondente, - saldare la superficie interna (12) di detto tubolare metallico esterno (2) alla superficie esterna (13') di detto primo spessore legante (3) e la superficie interna (13") di detto primo spessore legante (3) alla superficie esterna (14') di detto tubolare metallico interno (4), per associare solidamente detto tubolare esterno (2) e detto tubolare interno (4) tra di loro, in modo da formare un elemento tubolare (7, 107) presentante almeno tre strati metallici, - trafilare, mediante una trafilatura finale, detto elemento tubolare (7, 107) per ottenere un filo metallico composto (9) da almeno tre strati metallici, e - eliminare il materiale metallico bassofondente da detto filo metallico composto (9) per ottenere un filo metallico a due strati (1).
2) Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui dimensione di detto primo spessore legante (3) è compresa tra 0,6 e 0,9 mm, estremi inclusi, preferibilmente tra 0,7 e 0,8 mm, estremi inclusi, ancor più preferibilmente sostanzialmente pari a 0,75 mm.
3) Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la saldatura di detto primo spessore legante (3) a detto tubolare esterno (2) e a detto tubolare interno (4), avviene in un forno provvisto di trasportatori a nastro definenti una direzione di movimentazione, detto forno presentando una prima camera di combustione ed una seconda camera di combustione a temperature differenti.
4) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni 1-3, in cui un secondo spessore legante (5) è accoppiato internamente a detto tubolare interno (4).
5) Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui la superficie esterna (15) di detto secondo spessore legante (5) è saldata alla faccia interna (14") di detto tubolare metallico interno (4) in modo da formare un elemento tubolare (107) composto da quattro strati metallici.
6) Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui la saldatura di detto secondo spessore legante (5) a detto tubolare interno (4) avviene dopo la saldatura di detto primo spessore legante (3) a detto tubolare esterno (2) e a detto tubolare interno (4).
7) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni 5 e 6, in cui detto elemento tubolare (7) ad almeno tre strati subisce una prima trafilatura prima di essere accoppiato con detto secondo spessore legante (5), detta prima trafilatura consistendo nel passaggio forzato di detto elemento tubolare (7) all'interno di almeno un foro (6) lungo detta direzione di trafilatura (8).
8) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni 1-8, in cui detto filo metallico composto (9) passa per le macchine utensili in modo da ottenere un filo lavorato.
9) Elemento tubolare (7, 107) semilavorato, presentante almeno tre strati metallici, comprendente un tubolare metallico esterno (2), un tubolare metallico interno (4) e un primo spessore legante (3) interposto tra detto tubolare metallico esterno (2) e detto tubolare metallico interno (4).
10) Elemento (107) secondo la rivendicazione 9, comprendente un secondo spessore legante (5) interno a detto tubolare metallico interno (4).