NO172753B

NO172753B - USE OF HIGHLY GOLD CONTENTS FOR JEWELRY GOODS

Info

Publication number: NO172753B
Application number: NO893393A
Authority: NO
Inventors: Lorenz Berchtold; Ulrich Muerrle
Original assignee: Degussa
Priority date: 1988-10-19
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1993-05-24
Also published as: FI894976A0; NO172753C; DE3835593C1; EP0369156A1; DK517189A; NO893393L; ATE89330T1; DK517189D0; JPH02166244A; ES2040434T3; DE58904343D1; NO893393D0; EP0369156B1

Abstract

To produce jewellery articles and coins, a high-gold content alloy of 84 to 99% by weight of gold, 1 to 6% by weight of cobalt, 0 to 6% by weight of copper and 0 to 4% by weight of silver and/or zinc is used. It is hardenable and is tolerated by the skin.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelsen av en legring med høyt gullinnhold som materiale for smykkevarer og mynter. The present invention relates to the use of an alloy with a high gold content as material for jewelery and coins.

Smykke— og urdeler fremstilles både smiteknisk ved omforming og også støpeteknisk, hvorved delene ofte må loddes sammen med hverandre. Derfor forlanges det av slike materialer en god evne til å la seg omforme, en god støpbarhet i luft og en god loddbarhet. Videre må disse materialene vise en dekorativ farge, være resistente mot oppskraping og slitasje og ikke føre til allergier ved kontakt med menneskelig hud. For å oppnå en tilstrekkelig slitestyrke må materialene følgelig være herdbare etter formgivning. Videre må de ikke inneholde toksiske bestanddeler, som f. eks. beryllium, og ikke inneholde bestanddeler som utløser allergiske reaksjoner, som f.eks. nikkel. Jewelery and watch parts are produced both by forging techniques by reshaping and also by casting techniques, whereby the parts often have to be soldered together. Therefore, such materials require a good ability to be reshaped, a good castability in air and a good solderability. Furthermore, these materials must show a decorative colour, be resistant to scratching and wear and tear and not cause allergies when in contact with human skin. In order to achieve sufficient wear resistance, the materials must therefore be hardenable after shaping. Furthermore, they must not contain toxic components, such as e.g. beryllium, and do not contain ingredients that trigger allergic reactions, such as e.g. nickel.

Høykaratsgullegeringer fra det kjente legerinssystemet gull-, sølv-, kobber, som f.eks. Au 92 Ag 4 Cu 4, har ikke hårdheten og utherdbarheten for 18-14-karats gull-sølv-kobber-legeringer, men nærmer seg derimot når det gjelder egenskaper til det myke fingullet. Høykaratsgullegeringer for smykkegjenstander og mynter med relativt høy hårdhet og utherdbarhet er kjente i systemet gull-titan (DE-OS 3502 914). Disse legeringene er imidlertid meget reaktive ved høyere temperaturer, lar seg vanskelig lodde og kan bare støpes under vakuum. High-karat gold alloys from the well-known alloy system gold, silver, copper, such as e.g. Au 92 Ag 4 Cu 4 does not have the hardness and hardenability of 18-14-carat gold-silver-copper alloys, but approaches the properties of the soft fine gold. High-karat gold alloys for jewelery and coins with relatively high hardness and hardenability are known in the gold-titanium system (DE-OS 3502 914). However, these alloys are very reactive at higher temperatures, are difficult to solder and can only be cast under vacuum.

Videre er det kjent smykkelegeringer med høyt gullinnhold som inneholder noen tiendedels prosent kobolt som korn-forfin-elseselement (Metall 35 (1981), 1005 ff). Videre er det i EP-OS 0234 790 beskrevet magnetiske legeringer for smykkevarer som ved siden av 50 til 75% gull inneholder 12 til 4056 palladium og 3 til 15$ kobolt. Koboltinnholdet påvirker herved de magnetiske egenskapene. Furthermore, jewelery alloys with a high gold content are known which contain a few tenths of a percent of cobalt as a grain-refining element (Metall 35 (1981), 1005 ff). Furthermore, EP-OS 0234 790 describes magnetic alloys for jewelery which, in addition to 50 to 75% gold, contain 12 to 4056 palladium and 3 to 15% cobalt. The cobalt content thereby affects the magnetic properties.

For dentalanvendelser er det også kjent gullegeringer med inntil 80 vekt-# gull som også inneholder kobolt. Fra DE-PS 3406 712 er det kjent en gullegering med 20 til 65 vekt-# gull og 0,5 til 15 vekt-56 kobolt, som også inneholder 25 til 65 vekt-# palladium og dessuten indium og/eller sink. For dental applications, gold alloys with up to 80 wt-# of gold which also contain cobalt are also known. From DE-PS 3406 712, a gold alloy is known with 20 to 65 wt-# gold and 0.5 to 15 wt-56 cobalt, which also contains 25 to 65 wt-# palladium and also indium and/or zinc.

I litteraturen angis kobolt som et tilsatselement for gull som bare i beskjeden grad øker hårdheten, en legering av 90 vekt-# gull og 10 vekt-# kobolt har f.eks. bare en Vickers-hårdhet på 65 (Edelmetalltaschenbuch DEGTJSSA, 1967, side 75). Den hårdhetsøkende virkningen av kobolt ligger derved langt under den for nikkel, vanadium, sink, tinn, zirkonium og andre. In the literature, cobalt is indicated as an additive element to gold which only modestly increases the hardness, an alloy of 90 wt-# gold and 10 wt-# cobalt has e.g. only a Vickers hardness of 65 (Edelmetalltaschenbuch DEGTJSSA, 1967, page 75). The hardness-increasing effect of cobalt is thus far below that of nickel, vanadium, zinc, tin, zirconium and others.

Det var følgelig en oppgave ved foreliggende oppfinnelse å finne en høykaratsgullegering med minst 80 vekt-# gull av tiltalende gullfarve, god bearbeidbarhet ved smelting og omforming, god loddbarhet og høy hårdhet for anvendelse som materiale for smykkevarer og mynter, og som dessuten ikke fremkaller noen allergiske reaksjoner på huden. It was therefore a task of the present invention to find a high karat gold alloy with at least 80 wt-# of gold of an appealing gold color, good workability by melting and reshaping, good solderability and high hardness for use as material for jewelery and coins, and which furthermore does not induce any allergic reactions on the skin.

Denne oppgaven løses ifølge oppfinnelsen ved anvendelsen av en legering av 84 til 99 vekt-# gull, 1 til 6 vekt-# kobolt, 0 til 6 vekt-# kobber og 0 til 4 vekt-56 sølv og/eller sink, ved siden av fremstillingsbetingede forurensninger. This task is solved according to the invention by the use of an alloy of 84 to 99 wt-# gold, 1 to 6 wt-# cobalt, 0 to 6 wt-# copper and 0 to 4 wt-56 silver and/or zinc, next to manufacturing-related pollutants.

Fortrinnsvis anvender man gullegeringer med 2,5 til 5,5 vekt-% kobolt, 1 til 5,5 vekt-# kobber og 0 til 4 vekt-# sølv, eller 0 til 4 vekt-# sink, forøvrig gull og f remstillings-betingede forurensninger. Preferably, one uses gold alloys with 2.5 to 5.5% by weight of cobalt, 1 to 5.5% by weight of copper and 0 to 4% by weight of silver, or 0 to 4% by weight of zinc, otherwise gold and manufacturing conditional pollutants.

Spesielt høye karattall og gunstige egenskaper oppnås ved anvendelse av sølv- og sinkfrie legeringer med 2,5 til 5,5 vekt-# kobolt, 1-5,5 vekt-56 kobber, forøvrig gull og fremstillingsbetingede forurensninger. Particularly high carat numbers and favorable properties are achieved by using silver- and zinc-free alloys with 2.5 to 5.5 wt-# cobalt, 1-5.5 wt-56 copper, other gold and manufacturing-related impurities.

Disse legeringene lar seg smelte i luft og støpe til deler med konturer som nærmer seg sluttkonturene, er meget godt omformbare og loddbare. De har en tiltalende gullfarve, en god slitasjestyrke og er godt polerbare. Videre er disse legeringene herdbare i varmglødet, uformet eller støpt tilstand ved varmeutlagring til Vickers-hårdheter over 190. These alloys can be melted in air and molded into parts with contours that approach the final contours, are very malleable and solderable. They have an attractive golden colour, good wear resistance and are easy to polish. Furthermore, these alloys are hardenable in the hot-annealed, unformed or cast state by heat deposition to Vickers hardnesses above 190.

Følgende eksempler skal belyse anvendelsen av disse legeringene nærmere: 1. En legring av 90 vekt-# gull, 3 vekt-# sølv, 3 vekt-# kobber og 4 vekt-% kobolt smeltes i en induksjonsovn og støpes som blokk i en kobberkokille. Blokken omformes og det stanses støpeterninger. Støpeterningene tjener som anvendelsesmateriale, for å fylle en støpeform av keramisk innstøpningsmasse fremstilt ved en voksutsmeltingsfrem-gangsmåte i en med motstandsovn oppvarmet digel i luft. Derved utgjør støpetemperaturen for smeiten ca. 1100°C, foroppvarmingstemperaturen for formen ca. 600°C. De oppnådde støpedelene etses rene. De viser en god overflatekvalitet, en tiltalende gullfarge og en hårdhet på EV=110. Delene er omformbare (f.eks. for utvidelse av en ring), godt polerbare og godt loddbare. The following examples will illustrate the use of these alloys in more detail: 1. An alloy of 90 wt-# gold, 3 wt-# silver, 3 wt-# copper and 4 wt-% cobalt is melted in an induction furnace and cast as a block in a copper mold. The block is reshaped and dies are punched. The casting cubes serve as application material, to fill a mold of ceramic embedding mass produced by a wax melting process in a resistance furnace heated crucible in air. Thereby, the casting temperature for the smelting is approx. 1100°C, the preheating temperature for the mold approx. 600°C. The resulting castings are etched clean. They show a good surface quality, an appealing golden color and a hardness of EV=110. The parts are reshapeable (e.g. for expanding a ring), well polishable and well solderable.

Ved en oppløsningsglødning på 1 time ved 900"C i beskyt-telsesgass eller under grafittdekke, bråkjøling i vann og etterfølgende varmeutherding i 1 time ved 250°C kan hårdheten av de støpte delene økes til HV=200. Delene oppviser da en fremragende slitasjemotstand. 2. En legering av 90 vekt-# gull, 3 vekt-# sink, 3 vekt-# kobber og 4 vekt-# kobolt smeltes som legeringen i eksempel 1 og bearbeides. Ved støping er en temperatur for smeiten på 1050°C tilstrekkelig; hårdheten av støpedelene utgjør EV=125. Egenskapene som overflatekvalitet, gullfarge, omformbarhet, polerbarhet, loddbarhet og varmeutherdbarhet er sammenlignbare med egenskapene for den sølvholdige legeringen fra eksempel 1. 3. En legering av 91,7 vekt-# gull, 3,8 vekt-# kobber og 4,5 vekt-# kobolt smeltes i induksjonsovn og støpes som bolter i en kobberkokille. Først foregår en homogeniserings-glødning på 1 time ved 900° C i spaltegass (N2/H2) med bråkjøling i vann. Deretter deformeres de runde boltene i en valse. Etter en tverrsnittsreduksjon på 90$ varmes 0,5 timer igjen med bråkjøling i vann. Deretter deformeres det fremdeles profilerte stavmaterialet videre til sluttmål i runde trekkdyser. Den oppnådde tråden har i sterkt kaldkonsolidert tilstand (omformingsgraden 95$) en hårdhet på HV=230. Dersom tråden mykglødes er dermed ytterligere gullsmedtekniske arbeider lett mulig. Ved en varmeut lagr ing på 1 time ved 250° C lar materialet seg utherde - også i stor grad uavhengig av fordeformerings-grad - til verdier på inntil HV=240. Den nevnte legeringen er godt polerbar, godt loddbar og oppviser en tiltalende gul gullfarge. Ved sin hårdhet og utherdbarhet er den meget slitasjesterk. 4. En legering av 97,6 vekt-# gull og 2,4 vekt-# kobolt smeltes som i ovenstående eksempel 2, støpes og bearbeides. Hårdheten i sterkt kaldkonsolidert tilstand utgjør HV=170. Etter en varmeutlagring på 1 time ved 250°C har legeringen en hårdhet på HV=190. Den er godt polerbar, godt loddbar og har gullfarge. By solution annealing for 1 hour at 900°C in shielding gas or under graphite cover, quenching in water and subsequent heat hardening for 1 hour at 250°C, the hardness of the cast parts can be increased to HV=200. The parts then exhibit excellent wear resistance. 2. An alloy of 90 wt-# gold, 3 wt-# zinc, 3 wt-# copper and 4 wt-# cobalt is melted and machined like the alloy of Example 1. In casting, a melting temperature of 1050°C is sufficient; the hardness of the castings is EV = 125. The properties such as surface quality, gold color, formability, polishability, solderability and heat hardening are comparable to the properties of the silver-containing alloy from Example 1. 3. An alloy of 91.7 wt-# gold, 3.8 wt. -# copper and 4.5 wt-# cobalt are melted in an induction furnace and cast as bolts in a copper mold. First, a homogenization-annealing takes place for 1 hour at 900° C in split gas (N2/H2) with quenching in water. Then they are deformed round the bolts in a roller After a tve average reduction of 90$ is heated for 0.5 hours again with quenching in water. The still profiled rod material is then further deformed to the final size in round drawing dies. The thread obtained has a hardness of HV=230 in a strongly cold consolidated state (degree of transformation 95$). If the wire is soft annealed, further goldsmith technical work is thus easily possible. With a heat storage of 1 hour at 250° C, the material can be hardened - also largely independent of the degree of deformation - to values of up to HV=240. The mentioned alloy is well polishable, well solderable and exhibits an attractive yellow gold color. Due to its hardness and hardenability, it is very wear-resistant. 4. An alloy of 97.6 wt-# gold and 2.4 wt-# cobalt is melted as in Example 2 above, cast and worked. The hardness in a strongly cold consolidated state amounts to HV=170. After a heat storage of 1 hour at 250°C, the alloy has a hardness of HV=190. It is well polishable, well solderable and has a gold colour.

Claims

1. Use of an alloy of 84 to 99 wt-# gold, 1 to 6 wt-# cobalt, 0 to 6 wt-# copper and 0 to 4 wt-$ silver and/or zinc in addition to manufacturing-related impurities as material for jewelry and coins.

2. Use as stated in claim 1 of an alloy with 2.5 to 5.5 wt-# of cobalt, 1 to 5.5 wt-# of copper and 0 to 4 wt-# of silver, other gold and manufacturing-related impurities.

3. Use as stated in claim 1 of an alloy with 2.5 to 5.5 wt-# of cobalt, 1 to 5.5 wt-# of SÉ copper and 0 to 4 wt-# of zinc, other gold and manufacturing-related impurities.

4. Use as stated in claim 1 of an alloy with 2.5 to 5.5 wt-# of cobalt and 1 to 5.5 wt-# of copper, otherwise gold and manufacturing-related impurities.