PT1175515E - Composições de liga para joalharia - Google Patents
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Description
ΡΕ1175515 1 DESCRIÇÃO "COMPOSIÇÕES DE LIGA PARA JOALHARIA" A presente invenção refere-se a novas composições de liga para joalharia.
As ligas de ouro-aluminio, com os seus factores de tamanho atómico comparável (2:878:2.8577), estrutura cristalina da rede semelhante (f.c.c.) e grande variação em factor de electronegatividade, produzem uma diversidade de microestruturas e fases. 0 diagrama da fase alumínio-ouro ilustra regiões de solução sólida, eutéctica, e compostos complexos (AU5AI3, AU3AI, gama, etc.). 0 composto interme-tálico Au3Al é uma estrutura cúbica complexa similar a manganês β e está num estado algo metastável, com uma proporção de electrão:átomo de 3:2 e uma proporção percentual em peso de 78,5%Au: 21,5%A1. É de particular interesse para os joalheiros e afins devido à sua cor brilhante púrpura-dourada. Contudo, o interesse é grandemente abandonado pelo facto de o composto intermetálico AU3AI ser muito frágil; tal como o vidro comum ou a porcelana, quebrar-se-á com uma pancada forte. Com efeito, é tão frágil que o composto intermetálico AU3AI não pode ser submetido a testes de dureza usando a máquina de testar a dureza Rockwell B com uma carga de 100 kg; quebrar-se-á mesmo quando se aplica uma carga de 60 kg. 2 ΡΕ1175515
De acordo com os ensinamento do pedido de patente Japonesa JP 61-30642 em nome da Tokuriki Honten Pte Ltd, uma via para ultrapassar o problema da fragilidade é baixar o componente ouro até 75% em peso enquanto se utiliza alumínio numa quantidade de 20 até 24,5% em peso e, ao mesmo tempo, introduzindo 0,5 até 5% em peso de um ou dois elementos adicionais seleccionados a partir do grupo consistindo em silício, magnésio, cobre, zinco ou manganês. Variando a quantidade relativa do(s) elemento(s) adicio-nal/adicionais, o tom ou a tonalidade da cor pode ser subtilmente alterado/a sem perder a cor púrpura de base. O pedido JP 62240729 divulga um pó de um composto intermetálico consistindo em 70-83% em peso de Au e 30-70% em peso de Al, misturado com 7-30% em peso do pó de um ou mais entre Ni, Co and Pd. O pedido JP 50093847 divulga uma liga púrpura de Au-Al preparada pela adição de 15-30% em peso de Al/Au.
Tal como pode ser visto no diagrama de fase Au-Al, reduzir o teor em ouro abaixo de 78,5% em peso no sistema AuAl dá origem à co-existência de duas estruturas -o composto intermetálico AU3AI e a estrutura eutéctica de Al e AUAI3 - na mesma amostra. Assim, ao arrefecer lentamente, partindo da fase fundida ou de recozimento de amostras solidificadas rapidamente, a precipitação da fase eutéctica rica em alumínio sobre as superfícies exteriores 3 ΡΕ1175515 degrada a cor púrpura-dourada. Mesmo se as amostras rapidamente solidificadas não forem recozidas, uma descoloração similar da cor púrpura-dourada também pode ocorrer depois do fabrico e polimento das jóias e, possivelmente, mesmo após uso prolongado, se bem que a uma velocidade muito mais lenta. A dureza da fase eutéctica e de AU3AI também é significativamente inferior (cerca de 10% para uma liga de 75% em peso de ouro e 25% em peso de aluminio) do que a do composto intermetálico AU3AI. Por estas duas razões, a viabilidade comercial da liga é limitada. É um objecto da presente invenção fornecer uma nova liga para joalharia que, para efeitos da presente descrição é definida por ter robustez suficiente para resistir ao teste de dureza Rockwell B com uma carga de 100 kg sem se despedaçar. A possibilidade de usar o teste de dureza Rockwell B é considerada uma medida empírica de que a liga é adequada para fabricar jóias; se a liga for demasiado frágil para resistir ao teste de dureza Rockwell B, é demasiado frágil para ser usada em joalharia. O termo "joalharia" destina-se a cobrir objectos ornamentais para adorno pessoal ou outro, incluindo medalhões e afins (por exemplo, moedas) onde a robustez indicada é um requisito prévio.
Num modelo de realização, a liga para joalharia pode ter um teor em ouro inferior a 78,5% em peso e compreende ainda um elemento adicional seleccionado a partir do grupo consistindo em paládio e níquel. A 4 ΡΕ1175515 proporção de ouro/alumínio é preferivelmente superior a 3,66. Em ligas preferidas, a quantidade de paládio, quando usada como o elemento adicional está na gama de 0,5% em peso até 4,0% em peso; a quantidade de niquel, quando usado como o elemento adicional, está na gama dos 1,0% em peso até 2,0% em peso. É também fornecido um artigo compreendendo um componente de metal, onde o componente de metal é fabricado a partir de uma liga de joalharia de acordo com a presente invenção.
De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecida uma liga para joalharia contendo 16,5-21,5% em peso de alumínio, 0-4,0% de paládio, 0-2% em peso de níquel e o resto ouro (excepto impurezas e elementos incidentais). A liga para joalharia pode, eventualmente, conter pequenas quantidades ou vestígios de elementos, (por exemplo, oxigénio) quer constituindo constituintes incidentais adicionados de acordo com a prática estabelecida quer estando presentes como impurezas. Num modelo de realização, a liga para joalharia pode conter 0,5-4,0 % em peso de paládio, estando o níquel substancialmente ausente. Num segundo modelo de realização, a liga para joalharia pode conter 1,0-2,0% em peso de níquel, estando o paládio substancialmente ausente. Em todos os modelos de realização, a proporção de ouro/alumínio deveria ser superior a 3,66. No segundo e terceiro modelos de realização, o teor em alumínio é, preferivelmente, de 18,5-19,5 % em peso. 5 ΡΕ1175515
De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é fornecida uma liga contendo 18,5-19,5% em peso de alumínio, 0,5-4,0% em peso de paládio e o resto ouro. De acordo com um quarto aspecto da presente invenção é fornecida uma liga contendo 18,5-19,5% em peso de alumínio, 1,0-2,0% em peso de níquel e o resto ouro.
Uma melhor compreensão da presente invenção pode ser obtida à luz dos seguintes exemplos de execução da invenção que são indicados para a ilustrar mas que não devem ser entendidos como limitando a presente invenção.
Seis ligas de exemplo, das quais os exemplos 3-6 são modelos de realização da presente invenção e duas ligas de controlo, foram fabricadas e testadas como segue: 1. Todos os espécimes foram testados com uma máquina de testar a dureza Rockwell B com uma carga de 100 kg. Quando se tornava evidente que um espécime carecia de dureza suficiente para suportar o teste de dureza Rockwell B, efectuava-se primeiro um teste de micro-dureza com uma carga de 200 g seguida por recozimento e subsequente teste de dureza Rockwell B. ii) Todos os espécimes foram recozidos a 600°C e examinados em termos de precipitação do baixo ponto de fusão do eutéctico rico em alumínio. Essa precipitação seria evidente a partir do aparecimento de uma cor branco- 6 ΡΕ1175515 acinzentada entre as regiões púrpura-avermelhadas sobre a superfície do espécime.
Controlo 1 (78,5%/p Au e 21,5%/p Al) 0 composto intermetálico AU3AI tem uma tonalidade púrpura brilhante mas é conhecido por ser frágil. 0 teste de micro-dureza com uma carga de 200 g produziu uma leitura Vickers 250 (HRB-102 por conversão). Depois de recozer, não foram encontrados precipitados visíveis. Testes subsequentes com a máquina de dureza Rockwell B resultaram em fracturas múltiplas do espécime.
Controlo 2 (75%/p Au e 25%/p Al) 0 espécime apresentava uma cor púrpura avermelhada, mas era muito mais macio do que o controlo 1 tendo um HRB de 91. 0 recozimento subsequente resultou em grandes quantidade de precipitação do eutéctico rico em Al o que degrada seriamente a cor púrpura avermelhada da superfície.
Exemplo 1 (80,5%/p Au e 19,5%/p Al)
Em comparação com o controlo 1, o espécime era ligeiramente mais macio (HRB de 101), mas muito mais robusto tal como foi demonstrado pelo facto de a amostra ter sobrevivido ao teste de dureza Rockwell B. 0 recozimento 7 ΡΕ1175515 subsequente nao mostrou sinais de precipitação e a cor da estrutura do grão era púrpura rosada.
Exemplo 2 (81%/p Au e 19%/p Al)
Em comparação com o controlo 1, o espécime era mais macio (HRB de 96), mas muito mais robusto como demonstrou ao resistir ao teste de dureza Rockwell B. 0 recozimento subsequente não mostrou sinais de precipitação e a cor da estrutura do grão era púrpura rosada.
Exemplo 3 (79,7%/p Au e 19,3%/p Al e 1%/p Pd)
Em comparação com o controlo 1, o espécime era ligeiramente mais duro (HRB de 103), mas muito mais robusto como demonstrou ao resistir a um teste de dureza Rockwell B. O recozimento subsequente não mostrou sinais de precipitação e a cor da estrutura do grão era púrpura rosada.
Exemplo 4 (79,7%/p Au e 19,3%/p Al e 1,0%/p Ni)
Em comparação com o controlo 1, o espécime era mais macio (HRB de 97,5), mas muito mais robusto como demonstrou ao resistir a um teste de dureza Rockwell B. O recozimento subsequente não mostrou sinais de precipitados e a cor da estrutura do grão era púrpura rosada. 8 ΡΕ1175515
Exemplo 5 (79,4%/p Au e 18,6%/p AI e 2,0%/p Pd)
Em comparação com o controlo 1, o espécime era mais macio (HRB de 97), mas muito mais robusto como demonstrou ao resistir a um teste de dureza Rockwell B. 0 recozimento subsequente não mostrou sinais de precipitação e a cor da estrutura do grão era púrpura rosada.
Exemplo 6 (77%/p Au, 20%/p AI e 3%/p Pd)
Em comparação com o controlo 1, o espécime era ligeiramente mais duro (HRB de 104,8), mas muito mais robusto como demonstrou ao resistir ao teste de dureza Rockwell B. O recozimento subsequente não mostrou sinais de precipitados e a cor da estrutura do grão era púrpura rosada.
Os exemplos atrás referidos demonstram que é possível fabricar uma liga púrpura rica em ouro robusta transformando o frágil e quebradiço composto intermetálico Au3Al na estrutura de fase gama mais robusta quer por aumento do teor em ouro acima dos 78,5% em peso (teor molar de 75%) ou ligando-o com elemento(s) adicionais.
Lisboa, 13 de Novembro de 2006
Claims (9)
- ΡΕ1175515 1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma liga para joalharia compreendendo entre 16.5 e até 21,5% em peso de alumínio, entre 0,5 e 4,0% de paládio e, eventualmente, entre 1,0 e 2,0% em peso de níquel, sendo o resto ouro.
- 2. Uma liga para joalharia compreendendo entre 16.5 e até 21,5% em peso de alumínio e entre 1,0 e 2,0% em peso de níquel, sendo o resto ouro.
- 3. A liga para joalharia de acordo com a reivindicação 1 ou 2, onde a liga tem uma tonalidade púrpura, pelo menos ao ser recozida a 600°C.
- 4. Uma liga para joalharia de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, tendo um teor em alumínio de, preferivelmente, 18,5 até 19,5% em peso.
- 5. Uma liga para joalharia de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, tendo uma proporção de ouro/alumínio preferivelmente superior a 3,66.
- 6. Uma liga para joalharia de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, onde a dureza da liga está nos 6% de Vickers 250, quando se testa a micro-dureza usando uma carga de 250 g. 2 ΡΕ1175515
- 7. Uma liga para joalharia de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, onde a dureza da liga está nos 6% de HRB 102, quando a dureza Rockwell B é testada com uma carga de 100 kg.
- 8. Um artigo compreendendo um componente de metal, onde o componente de metal compreende uma liga para joalharia de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores.
- 9. Um artigo, de acordo com a reivindicação 8, onde o artigo é seleccionado a partir do grupo consistindo em joalharia ornamental, medalhões e moedas. Lisboa, 13 de Novembro de 2006
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