WO2010115839A1 - Platin-schmucklegierung - Google Patents

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WO2010115839A1
WO2010115839A1 PCT/EP2010/054408 EP2010054408W WO2010115839A1 WO 2010115839 A1 WO2010115839 A1 WO 2010115839A1 EP 2010054408 W EP2010054408 W EP 2010054408W WO 2010115839 A1 WO2010115839 A1 WO 2010115839A1
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WO
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weight
platinum
alloy
alloy according
indium
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Application number
PCT/EP2010/054408
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English (en)
French (fr)
Inventor
Heike Tews
Georg Steiner
Original Assignee
Heimerle + Meule Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Heimerle + Meule Gmbh filed Critical Heimerle + Meule Gmbh
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Publication of WO2010115839A1 publication Critical patent/WO2010115839A1/de

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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
    • C22C5/04—Alloys based on a platinum group metal

Definitions

  • the invention relates primarily to new platinum jewelery alloys as well as semi-finished products made with the aid of these alloys.
  • platinum Because of its characteristic gray-white color, platinum has long been used in jewelry production and thus also in the jewelry industry. However, like all precious metals in the elemental state, platinum is comparatively soft, so that although it can be processed easily, it does not have the necessary strength and durability for everyday use. This is why platinum is usually alloyed with other metals, especially in the jewelery sector, in order to increase its strength.
  • platinum alloys are already known. Mention should be made here only two substance systems of platinum and ruthenium, platinum and tungsten, platinum and copper and platinum and palladium and platinum and gold.
  • a disadvantage of the known platinum alloys is that they are usually not melted or only with great difficulty in the so-called continuous casting process and thus can be processed into semi-finished products for the jewelry industry.
  • Continuous casting is known to the person skilled in the art as a method for the production of semi-finished products from metals and alloys, wherein this method is generally carried out continuously, so that an endless strand of the desired semifinished product is provided.
  • the invention has the object to provide new platinum jewelry alloys available. These alloys should be able to be melted in particular by continuous casting, so that they can be produced by continuous casting and processed into semi-finished products. In addition, these alloys should also be able to be produced from the material side at a reduced cost, i. High-priced precious metals should only be present in the lowest possible proportion in these alloys. However, the new alloys should retain the properties necessary for their processing in the jewelry industry, for example in terms of their hardness on the one hand and on their workability on the other hand.
  • the new platinum jewelery alloy comprises 50.0% by weight to 70.0% by weight of platinum (Pt),
  • the platinum jewelery alloy comprises at least the following constituents, namely
  • the abovementioned alloys may optionally also contain impurities in small amounts.
  • impurities are understood to mean all metallic or non-metallic elements and substances that are not deliberately added or intentionally left in the alloy.
  • platinum contents between 60% by weight and 70% by weight, in particular between 60% by weight and 65% by weight, are preferred with regard to the platinum content.
  • platinum contents between 60% by weight and 62% by weight are to be particularly emphasized.
  • tungsten contents between 0.1% by weight and 3% by weight are preferred, tungsten contents in turn between 0.5% by weight and 1.5% by weight being particularly noteworthy.
  • the amounts of these elements present are preferably between 0.1% by weight and 1% by weight, in particular between 0.1% by weight and 0.5% by weight.
  • Such elements are known as so-called grain refiners because they can cause the resulting alloy to have a smaller average grain size compared to alloys that do not contain these elements.
  • ruthenium, rhodium and iridium of at least ruthenium are contained in the said three elements, preferably only ruthenium is provided as such an additive.
  • the content of indium, gallium, germanium, tin and / or zinc is 2 wt .-% to 6 wt .-%, within this range contents between 2 wt .-% and 4 wt .-% are particularly noteworthy.
  • melting point depressants i.
  • the melting point can be lowered relative to alloys which do not contain these elements.
  • these elements increase the hardness of the resulting alloys.
  • indium is contained in the mentioned group of elements (indium, gallium, germanium, tin and / or zinc), preferably only indium is provided as such an additive in the alloy ,
  • the content of silver and / or copper is between 30 wt .-% and 40 wt .-%, preferably between 32 wt .-% and 38 wt .-%.
  • platinum jewelery alloys according to the invention consisting of
  • these alloys are (preferably) palladium-free. This is i.a. This is advantageous because palladium is a high-priced precious metal. If the use of palladium can be avoided, this makes a jewelry alloy much cheaper.
  • the platinum-jewelery alloy according to the invention may be according to the invention characterized in that it has a melting range below 1350 0 C.
  • alloys in particular the alloys used in the jewelry industry no sharp melting points, but a melting range, the so-called melting interval, within which the alloys initially soften until they then liquefy increasingly and then go into the actual liquid state.
  • melting intervals are below 1350 0 C, so that they can be easily melted and processed.
  • it is precisely in continuous casting that it is not necessary to have excessively high melting intervals for an alloy in order to be able to use this method.
  • the molten material must be sufficiently fluid for a certain period of time to convert the material into the strand. Here it must be prevented that the material solidifies too early.
  • the hardness of the alloy according to the invention preferably has a so-called Vickers hardness of> 180 HV, in particular of> 200 HV. Accordingly, with the alloys according to the invention, the so-called delivery hardnesses for jewelry alloys, in particular for pipes and rings, of 210 ⁇ 20 HV5 can readily be provided.
  • HV5 corresponds to the test load of 50 N (Newton). This specification is a common indication of the hardness of such materials for precious metal alloys.
  • the invention comprises a semi-finished product for jewelery production, which is at least partially, preferably completely, made of an alloy according to the invention.
  • these semi-finished products are prefabricated geometric shapes made of the corresponding alloy material, which are then further processed manually or industrially to the respective jewelry end products.
  • such semi-finished products gen usually for example, pipes, rods, rings, sheets, strips, wires and the like.
  • Such semi-finished products are, as already mentioned, particularly good in the continuous casting process. They are first produced as a semi-finished cast product and then processed further to the final semi-finished product with the desired dimensions, preferably formed.
  • the semifinished products according to the invention are tubular or annular semi-finished products.
  • Such semi-finished products are particularly suitable for the production of jewelry rings including wedding rings.
  • the invention also encompasses the process for producing the alloys according to the invention.
  • This method is characterized in that at least two of the elements that make up the alloy, at least one master alloy is produced. This master alloy is then subsequently fused together with the other elements making up the alloy or with other master alloys containing such elements to form the alloy according to the invention.
  • the invention as a whole is associated with a whole series of advantages.
  • a platinum jewelery alloy i. to provide a jewelry alloy containing platinum as a main ingredient with an excellent combination of properties.
  • the melting interval of the alloy according to the invention can be below 1350 ° C.
  • the alloy can be easily in the conventional continuous casting process, the benefits of which have already been mentioned. the, process.
  • Such conventional continuous casting processes work without a vacuum and are also used, for example, for standard gold alloys in the jewelry industry.
  • the alloy according to the invention is approximately in the range of the values for such melt intervals of palladium-containing white gold alloys, for example of gold-palladium alloys with a palladium content of 19% by weight.
  • the invention platinum jewelery alloys in the same way processable, namely with the continuous casting process, such as such white gold alloys.
  • the alloys according to the invention preferably contain no palladium.
  • the use of this expensive precious metal can be avoided in favor of other cheaper components. Therefore, the alloys of the invention are of great commercial importance.
  • the alloys according to the invention can provide all the other properties required by such jewelery alloys. This is, for example, the hardness, with readily Vickers hardness of 200 HV can be achieved. Nevertheless, the alloys according to the invention are sufficiently fine-grained to ensure their machinability by machining techniques, be it manually by the jewelry designer or on machines, such as CNC machines in the jewelry industry. They are also diamond coatable (with the help of natural diamonds machinable) and very good polishable.
  • a platinum alloy according to the invention is produced which, based on the total weight 1000 (in% o), has the following constituents:
  • this alloy according to the invention thus has the composition:
  • the resulting alloy with a white color has a melting interval between 1185 0 C and 1310 0 C and can be processed accordingly in a continuous casting process to semi-finished products, in particular to pipes and rings. It has a density of 13.6 g / cm 3 .
  • the hardness of the alloy is annealed (at 950 0 C) 210 ( ⁇ 10) HV10 and after a conversion to 80% of its initial thickness by rolling 360 HV10.
  • the alloy is fine-grained (average particle size approx. 25 ⁇ m) and can be excellently machined (chipping) by machining.
  • a second platinum alloy according to the invention is prepared which has the following constituents, based on the total weight 1000 (in% o):
  • this alloy according to the invention thus has the composition:
  • Example 2 For the preparation of the alloy according to the invention according to Example 2, the master alloys of platinum and tungsten or of platinum, copper and indium mentioned in connection with Example 1 are likewise initially provided. These two master alloys then become melted together with ruthenium and silver in an oven.
  • the melting interval of the alloy obtained according to Example 2 is between 1200 ° C. and 1300 ° C. Accordingly, this alloy can likewise be processed in a continuous casting process to give the abovementioned semi-finished products.
  • the alloy has a white color and a density of 13.8 g / cm 3 . Their hardness is annealed (at 950 0 C) at 190 ( ⁇ 10) HV10.
  • the alloy is also fine-grained and can be machined very well by machining.

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Abstract

Eine Platin-Schmucklegierung umfasst 50 Gew.-% bis 70 Gew.-% Platin, 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Indium, Gallium, Germanium, Zinn und Zink, und 0,5 Gew.- % bis 40 Gew.-% Silber oder/oder Kupfer. Vorzugsweise kann noch mindestens ein Element aus der Gruppe Ruthenium, Rhodium und Iridium in Mengen zwischen 0,1 Gew.-% und 5,0 Gew.-% sowie Wolfram in Mengen zwischen 0,1 Gew.-% und 5,0 Gew.- % enthalten sein. Vorzugsweise besteht die erfindungsgemäße Platin-Schmucklegierung aus 50,0 Gew.-% bis 70,0 Gew.-% Platin, 0, 1 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% Wolfram, 0, 1 Gew.% bis 5,0 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Ruthenium, Rhodium und Iridium, 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Indium, Gallium, Germanium, Zinn, und Zink, und 0,5 Gew.-% bis 40 Gew.-% Silber und/oder Kupfer. Die erfindungsgemäße Legierung ist in besonderer Weise zur Herstellung von Halbzeug für die Schmuckindustrie durch ein herkömmliches Stranggussverfahren geeignet.

Description

Beschreibung
Platin-Schmucklegierung
Die Erfindung betrifft in erster Linie neue Platin-Schmucklegierungen sowie mit Hilfe dieser Legierungen gefertigte Halbzeuge.
Platin hat wegen seiner charakteristischen grau-weißen Farbe schon seit langem Eingang in die Schmuckherstellung und damit auch in die Schmuckindustrie gefunden. Allerdings ist Platin wie alle Edelmetalle im elementaren Zustand vergleichsweise weich, so dass es zwar leicht bearbeitet werden kann, jedoch für den Alltagsgebrauch nicht die notwendige Festigkeit und Beständigkeit aufweist. Deshalb wird Platin gerade auch im Schmuckbereich in der Regel mit weiteren Metallen legiert, um seine Festigkeit zu erhöhen.
Dementsprechend sind bereits eine Vielzahl von kommerziell eingesetzten Platinlegierungen bekannt. Erwähnt sollen hier nur Zwei Stoff Systeme aus Platin und Ruthenium, Platin und Wolfram, Platin und Kupfer sowie Platin und Palladium und Platin und Gold. Ein Nachteil der bekannten Platinlegierungen liegt darin, dass sie in der Regel nicht oder nur unter großen Schwierigkeiten im sogenannten Stranggussverfahren erschmolzen und damit zu Halbzeugen für die Schmuckindustrie verarbeitet werden können. Das Stranggießen ist dem Fachmann bekannt als ein Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen aus Metallen und Legierungen, wobei dieses Verfahren in der Regel kontinuierlich durchgeführt wird, so dass ein Endlosstrang des gewünschten Halbzeugs bereitgestellt wird.
Darüber hinaus handelt es sich bei den Metallen, die bisher dem Platin zur Herstellung von Schmucklegierungen zulegiert wurden, häufig um hochpreisige Edelmetalle, so dass solche Legierungen auch von der Materialseite her vergleichsweise teuer sind.
Dementsprechend stellt sich die Erfindung die Aufgabe, neue Platin- Schmucklegierungen zur Verfügung zu stellen. Diese Legierungen sollen insbesondere im Stranggussverfahren erschmolzen werden können, so dass sie durch Stranggießen herstellbar und zu Halbzeugen verarbeitbar sind. Außerdem sollen diese Legierungen auch von der Materialseite her mit reduzierten Kosten herstellbar sein, d.h. hochpreisige E- delmetalle sollen nur zu einem möglichst geringen Anteil in diesen Legierungen enthalten sein. Dabei sollen die neuen Legierungen jedoch die für ihre Verarbeitung in der Schmuckindustrie notwendigen Eigenschaften beibehalten, beispielsweise im Hinblick auf ihre Härte einerseits und auf ihre Bearbeitbarkeit andererseits.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Platin-Schmucklegierungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen dieser Legierungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 15 beschrieben. Weiter umfasst die Erfindung die Halbzeuge gemäß den Ansprüchen 16 und 17 sowie das Verfahren gemäß Anspruch 18. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.
Erfindungsgemäß umfasst die neue Platin-Schmucklegierung 50,0 Gew.-% bis 70,0 Gew.-% Platin (Pt),
2 Gew.-% bis 15 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Indium (In), Gallium (Ga), Germanium (Ge), Zinn (Sn), und Zink (Zn), und 0,5 Gew.-% bis 40 Gew.-% Silber (Ag) und/oder Kupfer (Cu).
Dabei ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Platin- Schmucklegierung mindestens die folgenden Bestandteile umfasst, nämlich
50,0 Gew.-% bis 70,0 Gew.-% Platin (Pt), 0,1 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% Wolfram (W),
0,1 Gew.% bis 5,0 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh) und Iridium
(Ir),
2 Gew.-% bis 15 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Indium (In), Gallium (Ga), Germanium (Ge), Zinn
(Sn) und Zink (Zn), und
0,5 Gew.-% bis 40 Gew.-% Silber (Ag) und/oder Kupfer (Cu).
Von den zuletzt genannten Legierungen ist es weiter bevorzugt, wenn solche Legierungen aus
50,0 Gew.-% bis 70,0 Gew.-% Platin (Pt), 0,1 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% Wolfram (W),
0,1 Gew.% bis 5,0 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh) und Iridium (Ir), 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Indium (In), Gallium (Ga), Germanium (Ge), Zinn (Sn), und Zink (Zn), und
0,5 Gew.-% bis 40 Gew.-% Silber (Ag) und/oder Kupfer (Cu) bestehen.
Es versteht sich, dass die genannten Legierungen neben den genannten Legierungselementen, die der erfindungsgemäßen Legierung in Kombination ihre besonderen Eigenschaften verleihen, gegebenenfalls noch Verunreinigungen in geringen Mengen enthalten können. Unter solchen Verunreinigungen sollen alle metallischen oder nicht metallischen Elemente und Stoffe verstanden werden, die der Legierung nicht absichtlich hinzugefügt oder nicht absichtlich in dieser belassen werden.
Bei allen genannten erfindungsgemäßen Schmucklegierungen sind bezüglich des Platingehalts Platingehalte zwischen 60 Gew.-% und 70 Gew.-%, insbesondere zwischen 60 Gew.-% und 65 Gew.-%, bevorzugt. Innerhalb des zuletzt genannten Bereiches sind Platingehalte zwischen 60 Gew.-% und 62 Gew.-% besonders hervorzuheben.
Bei den erfindungsgemäßen Schmucklegierungen, die Wolfram enthalten, sind Wolframgehalte zwischen 0,1 Gew.-% und 3 Gew.-% bevorzugt, wobei wiederum Wolframgehalte zwischen 0,5 Gew.-% und 1 ,5 Gew.-% besonders hervorzuheben sind.
Bei den erfindungsgemäßen Schmucklegierungen, die Ruthenium, Rhodium und/oder Iridium enthalten, betragen die enthaltenen Mengen dieser Elemente (insgesamt) vorzugsweise zwischen 0,1 Gew.-% und 1 Gew.-%, insbesondere zwischen 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.-%.
Wie bereits erwähnt ist bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mindestens ein Element aus der Gruppe Ruthenium, Rhodium und Iridium enthalten. Solche Elemente sind als sogenannte Kornfeiner bekannt, da sie dafür sorgen können, dass die erhaltene Legierung eine geringere mittlere Korngröße aufweist im Vergleich zu Legierungen, die diese Elemente nicht enthalten.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn von den genannten drei Elementen Ruthenium, Rhodium und Iridium mindestens Ruthenium enthalten ist, vorzugsweise nur Ruthenium als ein solcher Zusatz vorgesehen ist.
Weiter ist es bei der Erfindung bevorzugt, wenn der Gehalt an Indium, Gallium, Germanium, Zinn und/oder Zink 2 Gew.-% bis 6 Gew.-% beträgt, wobei innerhalb dieses Bereichs Gehalte zwischen 2 Gew.-% und 4 Gew.-% besonders hervorzuheben sind.
Die Elemente Indium, Gallium, Germanium, Zinn und/oder Zink sind als sogenannte Schmelzpunktsenker bekannt, d.h. durch Zugabe solcher Elemente lässt sich der Schmelzpunkt erniedrigen gegenüber Legierungen, die diese Elemente nicht enthalten. Außerdem erhöhen diese Elemente die Härte der erhaltenen Legierungen.
Im vorliegenden Fall ist es bei der Erfindung in diesem Zusammenhang bevorzugt, wenn aus der genannten Gruppe von Elementen (Indium, Gallium, Germanium, Zinn und/oder Zink) mindestens Indium enthalten ist, vorzugsweise in der Legierung nur Indium als ein solcher Zusatz vorgesehen ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beträgt der Gehalt an Silber und/oder Kupfer zwischen 30 Gew.-% und 40 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 32 Gew.-% und 38 Gew.-%.
Weiter ist es bevorzugt, wenn von den Elementen aus der Gruppe Silber und Kupfer Kupfer als Bestandteil der Legierung ausgewählt ist. In Übereinstimmung mit den bisherigen Ausführungen sind erfindungsgemäß solche Platin-Schmucklegierungen bevorzugt, die die Bestandteile
Platin,
Wolfram,
Ruthenium,
Indium und
Kupfer aufweisen.
In diesem Zusammenhang besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Platin-Schmucklegierungen bestehend aus
60 Gew.-% bis 62 Gew.-% Platin (Pt),
0,5 Gew.-% bis 1 ,5 Gew.-% Wolfram (W),
0,1 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% Ruthenium (Ru),
2 Gew.-% bis 4 Gew.-% Indium (In), und
32 Gew.-% bis 38 Gew.-% Kupfer (Cu).
Mit solchen Schmucklegierungen lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile in besonderer Weise verwirklichen.
Weiter ist im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Platin- Schmucklegierung hervorzuheben, dass diese Legierungen (vorzugsweise) palladiumfrei sind. Dies ist u.a. deshalb von Vorteil, da es sich bei Palladium um ein hochpreisiges Edelmetall handelt. Kann der Einsatz von Palladium vermieden werden, so macht dies eine Schmucklegierung wesentlich preisgünstiger.
Weiter kann die erfindungsgemäße Platin-Schmucklegierung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet sein, dass sie ein Schmelzintervall unterhalb von 1350 0C aufweist. Bekanntlich besitzen Legierungen, insbesondere die in der Schmuckindustrie eingesetzten Legierungen keine scharfen Schmelzpunkte, sondern einen Schmelzbereich, das sogenannte Schmelzintervall, innerhalb dessen die Legierungen zunächst erweichen, bis sie sich dann zunehmend verflüssigen und dann in den tatsächlich flüssigen Zustand übergehen. Für die Verarbeitung solcher Legierungen ist es von großem Vorteil, wenn solche Schmelzintervalle unterhalb von 1350 0C liegen, so dass sie in einfacher Weise erschmolzen und weiterverarbeitet werden können. Wie eingangs erwähnt, ist es gerade beim Stranggießen erforderlich, keine zu hohen Schmelzintervalle bei einer Legierung zu haben, um dieses Verfahren anwenden zu können. Dort muss ja das erschmolzene Material über einen bestimmten Zeitraum ausreichend dünnflüssig sein, um das Material in den Strang umzuwandeln. Hier muss verhindert werden, dass das Material zu früh erstarrt.
Schließlich sei erwähnt, dass die Härte der erfindungsgemäßen Legierung vorzugsweise eine sogenannte Vickers-Härte von > 180 HV, insbesondere von > 200 HV, aufweist. Dementsprechend lassen sich mit den erfindungsgemäßen Legierungen ohne weiteres die sogenannten Lieferhärten für Schmucklegierungen, insbesondere für Rohre und Ringe, von 210 ± 20 HV5 bereitstellen.
Die Härteprüfung nach Vickers ist dem Fachmann bekannt. HV5 entspricht dabei der Prüfkraft von 50 N (Newton). Diese Angabe ist bei Edelmetalllegierungen eine übliche Angabe für die Härte solcher Materialien.
Weiter umfasst die Erfindung ein Halbzeug für die Schmuckherstellung, das mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig, aus einer erfindungsgemäßen Legierung gefertigt ist. Bekanntlich handelt es sich bei diesen Halbzeugen um vorgefertigte geometrische Formen aus dem entsprechenden Legierungsmaterial, die anschließend handwerklich oder industriell zu den jeweiligen Schmuck-Endprodukten weiter verarbeitet werden. Im Schmuckbereich handelt es sich bei solchen Halbzeu- gen in der Regel beispielsweise um Rohre, Stangen, Ringe, Bleche, Bänder, Drähte und dergleichen. Solche Halbzeuge sind, wie bereits erwähnt, besonders gut im Stranggussverfahren herstellbar. Sie werden zunächst als Gußhalbzeug hergestellt und dann in der Regel zum endgültigen Halbzeug mit den gewünschten Abmessungen weiterbearbeitet, vorzugsweise umgeformt.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn es sich bei den erfindungsgemäßen Halbzeugen um rohrartige oder ringartige Halbzeuge handelt. Solche Halbzeuge eignen sich besonders gut zur Herstellung von Schmuckringen einschließlich Trauringen.
Schließlich umfasst die Erfindung noch das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Legierungen. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass aus mindestens zwei der Elemente, aus denen die Legierung besteht, mindestens eine Vorlegierung hergestellt wird. Diese Vorlegierung wird dann anschließend mit den übrigen Elementen, aus denen die Legierung besteht, oder mit anderen Vorlegierungen, die solche Elemente enthalten, zu der erfindungsgemäßen Legierung zusammengeschmolzen.
Die Erfindung ist insgesamt mit einer ganzen Reihe von Vorteilen verbunden.
So lässt sich eine Platin-Schmucklegierung, d.h. eine Schmucklegierung, die Platin als Hauptbestandteil enthält, mit einer hervorragenden Kombination an Eigenschaften bereitstellen.
In diesem Zusammenhang ist zunächst zu erwähnen, dass das Schmelzintervall der erfindungsgemäßen Legierung unterhalb von 1350 0C liegen kann. Damit lässt sich die Legierung ohne weiteres im herkömmlichen Stranggussverfahren, dessen Vorteile bereits erwähnt wur- den, verarbeiten. Solche herkömmlichen Stranggussverfahren arbeiten ohne Vakuum und werden beispielsweise auch für Standardgoldlegierungen im Schmuckbereich verwendet. Mit den genannten Werten für das Schmelzintervall unterhalb von 1350 0C liegt die erfindungsgemäße Legierung annähernd im Bereich der Werte für solche Schmelzintervalle von palladiumhaltigen Weißgoldlegierungen, z.B. von Gold-Palladium- Legierungen mit einem Palladiumgehalt von 19 Gew.-%. Damit macht die Erfindung Platin-Schmucklegierungen in gleicher weise verarbeitbar, nämlich mit dem Stranggussverfahren, wie solche Weißgold- Legierungen.
Darüber hinaus ist hervorzuheben, dass die erfindungsgemäßen Legierungen vorzugsweise kein Palladium enthalten. Damit kann die Verwendung dieses teuren Edelmetalls zugunsten anderer billigerer Bestandteile vermieden werden. Deshalb sind die erfindungsgemäßen Legierungen von großer kommerzieller Bedeutung.
Schließlich ist hervorzuheben, dass mit den erfindungsgemäßen Legierungen trotz der neuen Zusammensetzung alle anderen Eigenschaften bereitgestellt werden können, wie sie von derartigen Schmucklegierungen gefordert werden. Dies ist zum einen beispielsweise die Härte, wobei ohne weiteres Vickers-Härten von 200 HV erreicht werden können. Trotzdem sind die erfindungsgemäßen Legierungen ausreichend feinkörnig, um ihre Bearbeitbarkeit durch spanende Techniken zu gewährleisten, sei es manuell durch den Schmuckgestalter oder auf Maschinen, beispielsweise CNC-Maschinen in der Schmuckindustrie. Sie sind auch diamantierfähig (mit Hilfe von Naturdiamanten mechanisch bearbeitbar) und sehr gut polierbar.
Die geschilderten und weiteren Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Beispiel in Verbindung mit den Unteransprü- chen. Dabei können die einzelnen Merkmale für sich allein oder in Kombination miteinander verwirklicht sein.
Beispiel 1
Es wird eine erfindungsgemäße Platinlegierung hergestellt, die, bezogen auf das Gesamtgewicht 1000 (in %o), die folgenden Bestandteile aufweist:
600 Platin (Pt),
357 Kupfer (Cu),
36 Indium (In),
5 Wolfram (W), und
2 Ruthenium (Ru).
Umgerechnet auf Gew.-% besitzt diese erfindungsgemäße Legierung somit die Zusammensetzung:
60 Gew.-% Platin (Pt),
35,7 Gew.-% Kupfer (Cu),
3,6 Gew.-% Indium (In),
0,5 Gew.-% Wolfram (W), und
0,2 Gew.-% Ruthenium (Ru).
Zur Herstellung dieser erfindungsgemäßen Legierung werden zunächst Vorlegierungen aus Platin und Wolfram sowie aus Platin, Kupfer und Indium bereitgestellt. Diese beiden Vorlegierungen werden dann zusammen mit Ruthenium in einem Ofen zusammengeschmolzen.
Die erhaltene Legierung mit weißer Farbe besitzt ein Schmelzintervall zwischen 1185 0C und 1310 0C und lässt sich dementsprechend in einem Stranggussverfahren zu Halbzeugen, insbesondere zu Rohren und Ringen, verarbeiten. Sie besitzt eine Dichte von 13,6 g/cm3. Die Härte der Legierung beträgt geglüht (bei 950 0C) 210 (±10) HV10 und nach einer Umformung auf 80 % ihrer Ausgangsdicke durch Walzen 360 HV10.
Die Legierung ist feinkörnig (mittlere Korngröße ca. 25 μm) und lässt sich ausgezeichnet (zer-)spanend bearbeiten.
Beispiel 2
Es wird eine zweite erfindungsgemäße Platinlegierung hergestellt, die die folgenden Bestandteile aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht 1000 (in %o):
600 Platin (Pt),
304,9 Kupfer (Cu),
60 Silber (Ag),
30 Indium (In),
5 Wolfram (W), und
0,1 Ruthenium (Ru).
Umgerechnet auf Gew.-% besitzt diese erfindungsgemäße Legierung somit die Zusammensetzung:
60 Gew.-% Platin (Pt),
30,49 Gew.-% Kupfer (Cu),
6,0 Gew.-% Silber (Ag)
3,0 Gew.-% Indium (In),
0,5 Gew.-% Wolfram (W), und
0,01 Gew.-% Ruthenium (Ru).
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Legierung gemäß Beispiel 2 werden ebenfalls zunächst die im Zusammenhang mit Beispiel 1 genannten Vorlegierungen aus Platin und Wolfram bzw. aus Platin, Kupfer und Indium bereitgestellt. Diese beiden Vorlegierungen werden dann zusammen mit Ruthenium und Silber in einem Ofen zusammengeschmolzen.
Das Schmelzintervall der gemäß Beispiel 2 erhaltenen Legierung liegt zwischen 1200 0C und 1300 0C. Dementsprechend lässt sich diese Legierung ebenfalls in einem Stranggussverfahren zu den genannten Halbzeugen verarbeiten. Die Legierung besitzt eine weiße Farbe und eine Dichte von 13,8 g/cm3. Ihre Härte liegt geglüht (bei 9500C) bei 190 (± 10) HV10.
Die Legierung ist ebenfalls feinkörnig und lässt sich sehr gut (zer-)spanend bearbeiten.

Claims

Patentansprüche
1. Platin-Schmucklegierung umfassend
- 50,0 Gew.-% bis 70,0 Gew.-% Platin,
- 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Indium, Gallium, Germanium, Zinn, und Zink, und
- 0,5 Gew.-% bis 40 Gew.-% Silber und/oder Kupfer.
2. Platin-Schmucklegierung nach Anspruch 1 umfassend
- 50,0 Gew.-% bis 70,0 Gew.-% Platin,
- 0,1 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% Wolfram,
- 0,1 Gew.% bis 5,0 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Ruthenium, Rhodium und Iridium,
- 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Indium, Gallium, Germanium, Zinn und Zink, und
- 0,5 Gew.-% bis 40 Gew.-% Silber und/oder Kupfer.
3. Platin-Schmucklegierung nach Anspruch 2 bestehend aus
- 50,0 Gew.-% bis 70,0 Gew.-% Platin,
- 0,1 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% Wolfram,
- 0,1 Gew.% bis 5,0 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Ruthenium, Rhodium und Iridium,
- 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Indium, Gallium, Germanium, Zinn, und Zink, und
- 0,5 Gew.-% bis 40 Gew.-% Silber und/oder Kupfer.
4. Platin-Schmucklegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Platingehalt zwischen 60 Gew.-% und 70 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 60 Gew.-% und 65 Gew.-%, insbesondere zwischen 60 Gew.-% und 62 Gew.- % beträgt.
5. Platin-Schmucklegierung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wolframgehalt zwischen 0,1 Gew.-% und 3 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,5 Gew.-% und 1 ,5 Gew.-%, beträgt.
6. Platin-Schmucklegierung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Ruthenium, Rhodium und/oder Iridium 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% beträgt.
7. Platin-Schmucklegierung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Element aus der Gruppe Ruthenium, Rhodium und Iridium vorzugsweise um Ruthenium handelt.
8. Platin-Schmucklegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Indium, Gallium, Germanium, Zinn und/oder Zink 2 Gew.-% bis 6 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-% bis 4 Gew.-%, beträgt.
9. Platin-Schmucklegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Element aus der Gruppe Indium, Gallium, Germanium, Zinn und/oder Zink vorzugsweise um Indium handelt.
10. Platin-Schmucklegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Silber und/oder Kupfer 30 Gew.-% bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 32 Gew.-% bis 38 Gew.-%, beträgt.
11. Platin-Schmucklegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Element aus der Gruppe Silber und Kupfer vorzugsweise um Kupfer handelt.
12. Platin-Schmucklegierung nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung die Bestandteile Platin, Wolfram, Ruthenium, Indium und Kupfer aufweist.
13. Platin-Schmucklegierung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, insbesondere nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung aus
- 60 Gew.-% bis 62 Gew.-% Platin,
- 0,5 Gew.-% bis 1 ,5 Gew.-% Wolfram,
- 0,1 Gew.-% bis 0,5 Gew.-% Ruthenium,
- 2 Gew.-% bis 4 Gew.-% Indium, und
- 32 Gew.-% bis 38 Gew.-% Kupfer besteht.
14. Platin-Schmucklegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung palladiumfrei ist.
15. Platin-Schmucklegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung ein Schmelzintervall unterhalb von 1350 0C aufweist.
16. Halbzeug für die Schmuckherstellung, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig aus einer Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gefertigt ist.
17. Halbzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein rohrartiges oder ringartiges Halbzeug handelt.
18. Verfahren zur Herstellung einer Platin-Schmucklegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass aus mindestens zwei der Elemente, aus denen die Legierung besteht, mindestens eine Vorlegierung hergestellt wird, und anschließend diese Vorlegierung mit den übrigen Elementen und/oder Vorlegierungen zu der erfindungsgemäßen Legierung zusammengeschmolzen wird.
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