WO2016186231A1 - 경량성, 내구성, 내충격성, 광택성 및 가공성 등이 향상된 반지 - Google Patents

경량성, 내구성, 내충격성, 광택성 및 가공성 등이 향상된 반지 Download PDF

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WO2016186231A1
WO2016186231A1 PCT/KR2015/005154 KR2015005154W WO2016186231A1 WO 2016186231 A1 WO2016186231 A1 WO 2016186231A1 KR 2015005154 W KR2015005154 W KR 2015005154W WO 2016186231 A1 WO2016186231 A1 WO 2016186231A1
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ring
inner ring
circumferential surface
carbide
assembly
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PCT/KR2015/005154
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Inventor
송정수
최정남
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송정수
최정남
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C9/00—Finger-rings

Definitions

  • the present invention relates to a ring. More specifically, by manufacturing a ring having a structure in which a plurality of outer rings made of tungsten and inner rings made of thermal stainless steel, gold, thermal titanium, etc. are detachably coupled between the outer rings, Compared to light weight, durability, impact resistance, gloss, workability, etc. can be maximized, has a high corrosion resistance that does not occur corrosion, and the structure is dense and excellent quality ring.
  • one type of jewelry is a ring worn on a finger, and precious metals such as gold and silver are mainly used.
  • precious metals such as gold and silver are mainly used.
  • a variety of jewelry is added with precious metals to express a unique shape or image, and in recent years, the shape and the design thereof are very diversified as they are widely used as ornaments for producing individual personalities.
  • Such rings contain soft gold / silver materials and are manufactured in a state in which expensive jewelry is inlaid on a part of the outer circumference.
  • a general conventional ring is made of a soft material, its surface is severely scratched, and it is expensive and is not widely used as an ornament.
  • U.S. Patent No. 6062045 (hereinafter referred to as Prior Art Document 1) provides a circular ring having a specific shape by using a heating alloy or ceramic material using powder metallurgy. It is characterized in that the tungsten material comprises 80% by weight of the total weight.
  • U.S. Patent No. 6828734 manufactures a ring using tungsten as a main material, and forms an annular recess during compression molding of powder metal on the outer circumferential surface of the ring, and then forms a precious metal in the recess.
  • a ring inlaid is disclosed, and in particular, powder metallurgy compression molding using a powder of a material containing 50% by weight or more to 85% by weight or more of tungsten carbide, and sintering, polishing, to make a ring shape.
  • the present invention provides a ring having a structure in which a plurality of outer rings made of tungsten and inner rings made of thermal stainless steel, gold, and thermal titanium are detachably coupled between the outer rings.
  • the manufacturing aims to provide a ring having excellent properties as an alloy for jewelry, such as durability, corrosion resistance, high strength, high toughness, and lightness, through new alloy components and excellent physicochemical properties.
  • the present invention is maximized in light weight, durability, impact resistance, gloss, workability, etc. compared to the cemented carbide for jewelry, and can realize a variety of beautiful surface color has a distinction from the existing alloy as an alloy material for jewelry, The purpose is to provide a ring with excellent marketability.
  • the present invention is composed of a structure in which a plurality of outer ring and the inner ring is assembled to be separated from each other during maintenance, by separating each of the ring to replace only the configuration requiring repair, or maintenance can be made
  • the purpose is to provide a ring that can reduce costs.
  • the ring of the present invention for achieving the above object, the first carbide formed of a combination of tungsten carbide, iron group carbide or carbonitride, and the first outer portion in which the metal bonding phase is mixed in a predetermined ratio and formed in a shape corresponding to each other
  • An outer ring divided into a ring and a second outer ring An inner ring detachably assembled between the first and second outer rings, the inner ring forming an outer circumferential surface of the ring and an inner inner ring forming an inner circumferential surface of the ring;
  • a ring fitting portion formed at each of the first and second outer rings to which both side portions of the outer and inner inner rings are fitted;
  • the present invention is characterized in that the ring fitting portion is composed of an upper fitting portion to which the outer inner ring is coupled, and a lower fitting portion to which the inner inner ring is coupled.
  • the present invention is formed on the outer circumferential surface of the outer ring and the chamfer forming an angle of 30 ⁇ 50 °, a plurality of spaced apart a predetermined interval along the circumferential surface to facilitate the separation of the outer ring and the inner ring while improving the appearance beauty of the ring It is characterized in that the decorative groove is further configured to be made.
  • the present invention is characterized in that the assembly protrusion is configured to support the inner peripheral surface of the outer inner ring at the upper end, the lower end is formed with an assembly inserted into the outer peripheral surface of the inner inner ring.
  • the present invention is characterized in that the inner inner ring is formed with first and second assembly grooves are formed in a shape corresponding to the assembly portion so that the assembly protrusion is inserted.
  • the outer ring is a total weight, 10 to 49% by weight of tungsten carbide, 35 to 60% by weight of a second carbide consisting of each carbide or carbonitride of the 4a, 5a, 6a iron group elements of the periodic table, Cobalt, nickel or stainless alloy is characterized by consisting of a composition ratio of 10 to 30% by weight of the metal bonding phase.
  • the present invention is characterized in that the outer inner ring is made of any one of Surgical Titanium (Surgical Titanium) or Gold (Gold), or both are configured in a certain amount of mixing.
  • the present invention is characterized in that the inner inner ring is made of any one of Surgical Stainless Steel (Gold) or Gold (Gold), or both are configured in a certain amount of mixing.
  • the present invention as compared to the cemented carbide for jewelry, there is an effect of improving the merchandise of the ring by maximizing light weight, durability, impact resistance, gloss, workability and the like.
  • the present invention by providing a ring having high hardness, high scratch resistance that does not cause damage due to impact, high corrosion resistance that does not occur corrosion, and the structure is dense and excellent in quality, thereby improving consumer satisfaction It can be effected.
  • each of the ring is separated by only the configuration that needs to be replaced or repair can be made There is an effect to reduce the maintenance cost.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a ring according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing a ring according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a coupling cross-sectional view showing a ring according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an enlarged view of the main portion showing a ring according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a ring according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing a ring according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing a ring according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is 5 is an enlarged view illustrating main parts of a ring according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the ring according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the ring of the present invention is any one of the outer ring 100 containing a certain amount of tungsten material, Surgical Stainless Steel, Surgical Titanium or Gold (Gold) It is made of one, or at least two or more materials are configured to be separated into the inner ring 200 that is mixed in a certain amount, it is configured to be mutually assembled.
  • the outer ring 100 forms an outer surface of one side and the other side of the ring, and is divided into a first outer ring 110 and a second outer ring 120, and first and second outer rings 110 and 120. ) Is formed in a shape corresponding to each other, the insertion hole 102 is inserted into which the finger is inserted, the boundary line between the insertion hole 102 and the outer ring 100, that is, on the circumferential surface of the insertion hole 102 The pores may be made to have the shape of a round so as not to be injured when the finger is inserted.
  • the inner ring 100 is formed between the first and second outer ring (110, 120) is divided into an outer inner ring 210 forming an outer circumferential surface of the ring, and an inner inner ring forming an inner circumferential surface of the ring ( 220).
  • the outer ring 100 of the present invention is made in close coupling with the outer inner ring 210 and the inner inner ring 220 of the inner ring 200 in each of the first and second outer rings (110, 120).
  • the ring fitting portion is configured to be formed, and the ring fitting portion includes an upper fitting portion 172 to which the outer inner ring 210 is coupled, and a lower fitting portion 174 to which the inner inner ring 220 is coupled.
  • the ring fitting portion is formed so that both front end portions of the outer inner ring 210 fixed to the outer circumferential surface side of the first and second outer rings 110 and 120 to be in close contact, thereby the first and second outer rings 110 and 120. And a gap between the outer inner ring 210 and the outer inner ring 210 are formed in a predetermined groove to provide a close fixing force.
  • the outer ring 100 is composed of a plurality of spaced apart a predetermined interval along the circumferential surface, the separation tool is inserted to facilitate the separation of the outer ring 100 and the inner ring 200 while improving the appearance of the ring.
  • the decorative groove 130 is formed.
  • the outer ring 100 of the present invention when the outer ring 100 of the present invention is assembled with the inner inner ring 220 to be described later, the outer ring 100 and the inner inner ring 220 by maintaining a solid assembling property for a long time, the outer ring The assembly protrusion 140 is configured to have an integrity between the 100 and the inner ring 200.
  • the assembly protrusion 140 is formed to protrude on the inner surface of the first and second outer ring (110, 120), is formed in an annular shape along the inner circumferential surface of the outer ring 100, or a plurality of spaced apart a predetermined interval It may consist of dogs.
  • the assembly protrusion 140 is configured such that the upper end portion of the inner circumferential surface of the outer inner ring 210 of the inner ring 200 is in close contact with the support 180 for supporting the outer inner ring 210, and at the lower end thereof.
  • the assembly portion 142 is formed to be assembled between the outer ring 100 and the inner inner ring 220 while being inserted into the outer circumferential surface of the inner inner ring 220.
  • the inner ring 200 is composed of an outer inner ring 210 and the inner inner ring 220, the outer ring 100 is made of a different material and is a component that is detachably assembled.
  • the outer inner ring 210 is preferably made of a thermal titanium (Surgical Titanium), but may be composed of a thermal titanium and gold in a certain weight ratio.
  • Surgical Titanium Surgical Titanium
  • the outer inner ring 210 is configured such that the outer circumferential surface is located on the same line as the outer circumferential surface of the outer ring 100, and the inner circumferential surface is completely in close contact with the support 180 formed in the assembly protrusion 140 of the outer ring 100. It is configured to achieve, and the front and rear portions are fitted to the upper fitting portion 172 is configured between the first and second outer rings (110, 120) is configured to be assembled with the outer ring (100).
  • the inner inner ring 220 is fitted to the lower fitting portion 174 formed between the first and second outer ring (110, 120) and the outer ring 100 and Combination is made, the assembly portion 142 of the assembly protrusion 140, which is configured in the first and second outer ring (110, 120), respectively, is inserted to assemble to maintain a more firm fixing force with the outer ring (100)
  • First and second assembly grooves 222 and 224 are formed to have a shape corresponding to the protrusion 142.
  • the outer ring 100 is manufactured by injection molding by mixing a certain ratio of tungsten carbide (WC), a second carbide composed of a combination of iron group carbide or carbonitride, and a metal-bonded phase in a weight ratio. It may be, but is not limited thereto.
  • WC tungsten carbide
  • second carbide composed of a combination of iron group carbide or carbonitride
  • metal-bonded phase in a weight ratio. It may be, but is not limited thereto.
  • the tungsten carbide of the present invention has a composition that does not exceed 50% by weight of the total weight when manufacturing the outer ring 100, each carbide or carbonitride except tungsten carbide is 35 to 75% by weight depending on the configuration It is made up of mixed with tungsten carbide.
  • the outer ring 100 of the present invention is 10 to 49% by weight of tungsten carbide in the total weight, 35 to 60% by weight of the second carbide consisting of each carbide or carbonitride of the 4a, 5a, 6a iron group elements of the periodic table In%, each powdered material consisting of 10 to 30% by weight of cobalt, nickel or stainless alloy metal bonding phase is mixed.
  • tungsten carbide has a high melting point of 2870 ° C. and is excellent in heat resistance.
  • the wear resistance and the compressive strength are high and the hardness is also large.
  • the Mohs hardness corresponds to 9 ⁇ 9.5
  • the Vickers hardness is about 1700 ⁇ 2400 and the Rockwell hardness tester records about 90.
  • the Young's modulus is 550 Gpa
  • the volume modulus is 439 Gpa
  • the shear modulus is 270 Gpa.
  • the tungsten carbide used in the outer ring 100 of the present invention is preferably a particle size of tungsten carbide used in the alloy of 2 to 8 microns, which is a large surface area of the powder when the tungsten carbide particle size is less than 2 microns, milling This is because the workability is poor in the molding process, and when it is 8 microns or more, the physical properties such as strength, toughness, and durability are deteriorated.
  • the content of the above-mentioned tungsten carbide is 50% by weight or less, compared to the conventional cemented carbide for jewelry containing 70 to 90% by weight, light weight, durability, impact resistance, gloss, workability, and the like. This is because it is possible to obtain an excellent characteristic as an alloy for jewels by greatly improving the.
  • aluminum oxide may be further added in an amount of 1 to 5% by weight, which means that the aluminum oxide added in the sintered body manufacturing process does not react chemically with the outer ring 100. It means that it exists on its own, which can greatly increase the product's commercial value.
  • the second carbide mixed with tungsten carbide (XC) is molybdenum carbide (Mo 2 C), titanium carbide (TiC), chromium carbide (Cr 3 C 2 ), tantalum carbide (TaC), WTiC, WMoC, carbonaceous
  • the cargo (XCN) is WTiCN and TiCN.
  • each carbide or carbonitride is preferably composed of one or more selected from each group.
  • the metal bonding phase included in the outer ring 100 of the present invention is a cobalt, nickel or stainless alloy is configured alone or in combination.
  • the outer inner ring 210 is made of any one of the thermal titanium (Surgical Titanium) or gold (Gold), or both are configured in a certain amount of mixing.
  • the inner inner ring 220 is made of any one of Surgical Stainless Steel (Gold) or Gold (Gold), or both are made of a certain amount of mixing.
  • Surgical stainless steel is harmless to the human body enough to be used as a medical material. It is a material that is much lighter than other metals and allows for detailed work. It has no discoloration or allergy. It has excellent workability compared to John's jewelery alloy, enabling various designs. Excellent surface roughness and excellent product characteristics.
  • each component and composition ratio of the ring may be 10 to 49% by weight of tungsten carbide, 35 to 75% by weight of a second carbide or carbonitride, and 10 to 30% by weight of metal-bonded cobalt, nickel or stainless alloy.
  • %, 5 cermet alloys having a composition in the range of 3% by weight of aluminum oxide were prepared.
  • three kinds of alloys of typical compositions of the conventional cemented carbides were also manufactured at the same time, and various characteristics were compared.
  • Each of the eight alloys of Table 1 was prepared using powder metallurgy.
  • the alloy powder of each composition was wet milled using ball milling for 45 hours, and then the slurry powder was dried and pressurized to a molding pressure of 180 MPa to prepare a molded body, and sintered in a vacuum atmosphere at 1300 to 1450 degrees to prepare dense alloys without pores.
  • the 1 to 5 alloys of the present invention have excellent sintering properties, and compact sintering was performed at a temperature of 1400 ° C. or less.
  • Samples of the sintered bodies prepared above were polished using a diamond wheel to prepare samples of square type 6.5x5x20mm and cylindrical type 10x8mm, and their physical properties and chemical stability were measured and investigated. Specific properties were measured for specific gravity and Vickers hardness. For the strength of the alloy, three-point bending strength was measured, and fracture toughness was measured using the Indentationq method to evaluate impact resistance. In addition, the corrosion resistance was compared with the conventional cemented carbide by using 3% hydrochloric acid and nitric acid solution, and the oxidation resistance was compared with each other by heating up to 500 degrees in air.
  • the alloys 1 to 5 of the present invention exhibits a specific gravity of about 30% or more lower than that of the conventional cemented carbides 6 to 8, and it can be seen that it is effective in weight reduction.
  • the alloys of the present invention have a higher hardness and strength than the conventional cemented carbide even when the tungsten carbide is lowered to 50% by weight or less.
  • the fracture toughness value of impact resistance is superior to that of the conventional alloy.
  • the alloy has excellent characteristics.
  • the corrosion resistance and oxidation resistance were also superior to the existing alloys.
  • the alloys 1 to 5 of the present invention also have excellent gloss and surface roughness by the surface polishing treatment process, and thus may have high commercial properties as alloys for jewelry based on such characteristics.
  • the present invention relates to a ring, and can be used in the manufacturing industry of a ring for jewelry.

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Abstract

본 발명은 탄화 텅스텐과, 철족 탄화물 또는 탄질화물의 조합으로 이루어진 제2탄화물과, 금속결합상이 일정 비율로 혼합되며, 서로 대응되는 형상으로 형성되는 제1외부링 및 제2외부링으로 분할 구성된 외부링; 상기 제1 및 제2외부링 사이에 분리 가능하게 조립되며, 반지의 외주면을 이루는 외측 내부링과, 상기 반지의 내주면을 이루는 내측 내부링으로 구성된 내부링; 상기 제1 및 제2외부링 각각에 형성되어 상기 외측 및 내측 내부링의 양측부가 끼움 결합되는 링 끼움부; 및 상기 제1 및 제2외부링에 각각 구성되며, 상기 내측 내부링의 외주면에 삽입되어 외부링과 내부링 간의 견고한 조립성을 장기간 유지시키는 조립돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

경량성, 내구성, 내충격성, 광택성 및 가공성 등이 향상된 반지
본 발명은 반지에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 텅스텐으로 이루어지는 복수의 외부링과, 이 외부링들 사이에 써지컬 스테인레스 스틸, 금, 써지컬 티타늄 등으로 이루어진 내부링이 분리 가능하게 결합되는 구조의 반지를 제조함으로써, 주얼리용 초경합금에 비해 경량성, 내구성, 내충격성, 광택성, 가공성 등이 극대화를 이룰 수 있으며, 부식이 발생 하지 않는 고내식성을 가지고, 조직이 치밀하고 품질이 우수한 반지에 대한 것이다.
일반적으로 장신구의 한 종류인 반지는 손가락에 끼는 고리로서, 금, 은 등의 귀금속이 주로 이용되고 있으며. 귀금속과 함께 다양한 보석을 부가하여 독특한 형상 또는 이미지를 표현하고 있고, 최근 들어, 개인의 개성을 연출하기 위한 장식구로 많이 이용되면서 그 형상 및 디자인이 매우 다양화되는 추세에 있다.
이와 같은 반지는 연질재료인 금/은 재료를 함유하고, 외주면 일부에 고가의 보석을 상감한 상태로 제조되고 있다. 그러나, 일반적인 종래의 반지는 연질재료로 이루어져 그 표면의 긁힘이 심하며, 또한 고가이어서 장신구로서 널리 이용되지 못하고 있는 실정이다.
이러한 실정에 감안하여, 미국특허 제6062045호(이하, 선행기술문헌 1 이라함)에는, 분말합금법(powder metallurgy)을 이용한 가열 합금 혹은 세라믹의 소재를 이용하여 특정 형상을 가지는 원형 반지를 제공하는 것으로, 텅스텐 소재가 총 중량의 80중량%를 이루도록 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 미국특허 제6928734호(이하, 선행기술문헌 2 라함)에는 텅스텐을 주 재료로 이용하여 반지를 제조하되, 반지의 외주면에 분말야금 압축성형시 환형 오목부를 형성한 다음, 이 오목홈에 귀금속을 상감처리한 반지가 개시되어 있으며, 특히 텅스텐 카바이드를 50중량% ~ 85중량% 이상을 함유한 재질의 분말을 이용하여 분말야금 압축성형하고, 소결처리하여서, 연마가공하여 링형상으로 만들어진 것이다.
전술한 선행기술문헌1 및 2에 따르면, 반지를 제조함에 있어 주 소재로 텅스텐을 이용하면서 텅스템의 함유율을 최대 85중량%까지 사용하기 때문에 스크래치에 약한 단점에 의해 반지의 표면 손상이 발생하여 반지의 가치를 하락시키는 원인을 제공하고 있으며, 텅스텐의 재질 특유의 취성으로 인하여 외부 충격 등으로 인해 깨지거나, 표면에 금이 가는 등과 같이 손상이 발생하는 단점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 텅스텐으로 이루어지는 복수의 외부링과, 이 외부링들 사이에 써지컬 스테인레스 스틸, 금, 써지컬 티타늄 등으로 이루어진 내부링이 분리 가능하게 결합되는 구조의 반지를 제조함으로써, 새로운 합금성분과 우수한 물리 화학적 특성을 통해 반지의 내구성, 내식성, 고강도, 고인성, 경량성 등 주얼리용 합금으로 탁월한 특성을 가지는 반지를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 주얼리용 초경합금에 비해 경량성, 내구성, 내충격성, 광택성, 가공성 등이 극대화를 이루며, 다양하고 미려한 표면색상을 구현할 수 있어 주얼리용 합금소재로서 기존의 합금과 차별성을 가지며, 상품성이 탁월한 반지를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 복수의 외부링 및 내부링들이 서로 분리 가능하게 조립이 이루어지는 구조로 구성됨에 따라 유지 보수 시, 각각의 링들을 분리하여 보수가 필요한 구성만을 교체하거나, 보수가 이루어질 수 있어 유지보수 비용을 절감할 수 있는 반지를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반지는, 탄화 텅스텐과, 철족 탄화물 또는 탄질화물의 조합으로 이루어진 제2탄화물과, 금속결합상이 일정 비율로 혼합되며, 서로 대응되는 형상으로 형성되는 제1외부링 및 제2외부링으로 분할 구성된 외부링; 상기 제1 및 제2외부링 사이에 분리 가능하게 조립되며, 반지의 외주면을 이루는 외측 내부링과, 상기 반지의 내주면을 이루는 내측 내부링으로 구성된 내부링; 상기 제1 및 제2외부링 각각에 형성되어 상기 외측 및 내측 내부링의 양측부가 끼움 결합되는 링 끼움부; 및 상기 제1 및 제2외부링에 각각 구성되며, 상기 내측 내부링의 외주면에 삽입되어 외부링과 내부링 간의 견고한 조립성을 장기간 유지시키는 조립돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 링 끼움부는 상기 외측 내부링이 결합되는 상부 끼움부와, 상기 내측 내부링이 결합되는 하부 끼움부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 외부링의 외주면에는 30~50°의 각도를 이루는 면취부와, 원주면을 따라 소정 간격 이격되게 다수 구성되어 반지의 외관미를 향상시키면서 외부링과 내부링의 용이한 분리가 이루어지도록 하는 장식홈이 더 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 조립돌기는 상단부에 상기 외측 내부링의 내주면을 지지하는 지지부가 구성되고, 하단부에는 상기 내측 내부링의 외주면에 삽입되는 조립부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 내측 내부링에는 상기 조립돌기가 삽입되도록 상기 조립부와 대응되는 형상으로 형성되는 제1 및 제2조립홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 외부링은 총 중량에 있어서, 탄화 텅스텐 10 내지 49 중량%, 주기율표상 4a, 5a, 6a철족 원소의 각 탄화물 또는 탄질화물로 이루어진 제2탄화물을 35 내지 60중량%로, 코발트, 니켈 또는 스테인레스 합금 금속결합상 10 내지 30중량%의 조성비로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 외측 내부링은 써지컬 티타늄(Surgical Titanium) 또는 금(Gold) 중 어느 하나로 이루어지거나, 둘 모두 일정량 혼합 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 내측 내부링은 써지컬 스테인레스 스틸(Surgical Stainless Steel) 또는 금(Gold) 중 어느 하나로 이루어지거나, 둘 모두 일정량 혼합 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 주얼리용 초경합금에 비해 경량성, 내구성, 내충격성, 광택성, 가공성 등을 극대화함에 따라 반지의 상품성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 충격에 의한 손상이 발생 하지 않는 고경도, 고내상성을 가지며, 부식이 발생 하지 않는 고내식성을 가지고, 조직이 치밀하고 품질이 우수한 반지를 제공함으로써, 소비자의 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다양하고 미려한 표면색상을 구현할 수 있어 주얼리용 합금소재로서 기존의 합금과 차별성을 가지며,상품성이 탁월한 반지를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 외부링 및 내부링들이 서로 분리 가능하게 조립이 이루어지는 구조로 구성됨에 따라 유지 보수시, 각각의 링들을 분리하여 보수가 필요한 구성만을 교체하거나, 보수가 이루어질 수 있어 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반지를 나타낸 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반지를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반지를 나타낸 결합 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반지를 나타낸 요부 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반지를 나타낸 분해 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반지를 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반지를 나타낸 결합 단면도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반지를 나타낸 요부 확대도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반지의 제조과정을 나타낸 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 반지는 텅스텐(Tungsten) 소재가 일정량 함유된 외부링(100)과, 써지컬 스테인레스 스틸(Surgical Stainless Steel), 써지컬 티타늄(Surgical Titanium) 또는 금(Gold) 중 어느 하나로 이루어지거나, 적어도 둘 이상의 소재가 일정량 혼합 구성되는 내부링(200)으로 분리되게 구성되며, 상호 조립이 가능하도록 구성되는 것이다.
외부링(100)은 반지의 일측부와 타측부의 외면을 이루는 것으로, 제1외부링(110)과 제2외부링(120)으로 분할 구성되며, 제1 및 제2외부링(110, 120)은 서로 대응되는 형상으로 형성되는 것으로, 손가락이 삽입되는 삽입홀(102)이 형성되며, 이 삽입홀(102)과 외부링(100)과의 경계선, 즉 삽입홀(102)의 원주면에는 손가락의 삽입될 때 다치지 않도록 라운드의 형상을 가지도록 세공이 이루어질 수 있을 것이다.
또한, 내부링(100)의 분할 구성되는 제1 및 제2외부링(110, 120) 사이에 구성되며, 반지의 외주면을 이루는 외측 내부링(210)과, 반지의 내주면을 이루는 내측 내부링(220)으로 구성된다.
한편, 본 발명의 외부링(100)은 제1 및 제2외부링(110, 120) 각각에 내부링(200)의 외측 내부링(210) 및 내측 내부링(220)과의 긴밀한 결합이 이루어지도록 링 끼움부가 구성되며, 이 링 끼움부는 외측 내부링(210)이 결합되는 상부 끼움부(172)와, 내측 내부링(220)이 결합되는 하부 끼움부(174)로 이루어진ㄴ다.
또한, 링 끼움부는 제1 및 제2외부링(110, 120)의 외주면측에 고정되는 외측 내부링(210)의 양측 선단부가 완전히 밀착을 이루도록 함으로써, 제1 및 제2외부링(110, 120)과 외측 내부링(210) 간의 유격이 발생하는 것을 방지함과 동시에 긴밀한 고정력을 제공할 수 있도록 소정의 홈으로 형성된다.
또한, 외부링(100)의 외주면에는 30~50°의 각도를 이루는 면취부(150)를 구성함으로써, 반지의 디자인을 더욱 미려하게 하고, 반지의 모서리 부분 등에 의해 착용자의 손가락이 다치는 것을 방지하도록 한다.
또한, 외부링(100)에는 원주면을 따라 소정 간격 이격되게 다수 구성되며, 반지의 외관미를 향상시키면서 외부링(100)과 내부링(200) 의 용이한 분리가 이루어지도록 분리 도구 등이 삽입되는 장식홈(130)이 형성된다.
아울러, 본 발명의 외부링(100)은 후술할 내측 내부링(220)과 조립이 이루어질 때, 외부링(100)과 내측 내부링(220) 간의 견고한 조립성을 장기간 유지할 수 있도록 함으로써, 외부링(100)과 내부링(200) 간의 일체성을 가질 수 있도록 조립돌기(140)가 구성된다.
이러한 조립돌기(140)는 제1 및 제2외부링(110, 120)의 내측면에 돌출되게 형성되되, 외부링(100)의 내주면을 따라 환형의 형태로 형성되거나, 또는 일정 간격 이격되게 다수개로 구성될 수 있을 것이다.
또한, 조립돌기(140)는 그 상단부가 내부링(200)의 외측 내부링(210)의 내주면이 밀착되게 구성되어 이 외측 내부링(210)을 지지하는 지지부(180)가 구성되며, 하단부에는 내측 내부링(220)의 외주면에 삽입되면서 외부링(100)과 내측 내부링(220) 간의 조립이 이루어지도록 하는 조립부(142)가 형성된다.
내부링(200)은 외측 내부링(210)과 내측 내부링(220)으로 구성되는 것으로, 외부링(100)과 다른 소재로 제조되어 분리 가능하게 조립이 이루어지는 구성요소이다.
이러한 내부링(200) 중, 외측 내부링(210)은 써지컬 티타늄(Surgical Titanium)으로 이루어짐이 바람직하나, 써지컬 티타늄과 금이 일정 중량비로 혼합 구성될 수 있을 것이다.
이와 같은 외측 내부링(210)은 외주면이 외부링(100)의 외주면과 동일선상에 위치하도록 구성되며, 내주면이 외부링(100)의 조립돌기(140)에 구성된 지지부(180)에 완전히 밀착을 이루도록 구성되며, 그 전방 및 후방부가 제1 및 제2외부링(110, 120) 사이에 구성되는 상부 끼움부(172)에 끼움 결합되어 외부링(100)과의 조립이 이루어지도록 구성된다.
아울러, 내부링(200) 중, 내측 내부링(220)은 제1 및 제2외부링(110, 120) 사이에 구성되는 하부 끼움부(174)에 끼움 결합이 이루어지면서 외부링(100)과 결합이 이루어지며, 제1 및 제2외부링(110, 120)에 각각 구성되는 조립돌기(140)의 조립부(142)가 삽입되어 외부링(100)과의 더욱 견고한 고정력을 유지할 수 있도록 조립돌기(142)와 대응되는 형상으로 형성되는 제1 및 제2조립홈(222, 224)이 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 반지 중, 외부링(100)은 탄화 텅스텐(WC)과, 철족 탄화물 또는 탄질화물의 조합으로 이루어진 제2탄화물과, 금속결합상이 중량비로 일정 비율 혼합되어 사출성형에 의해 제조될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이때, 본 발명의 탄화 텅스텐은 외부링(100)의 제조시, 총 중량의 50중량%를 초과하지 않는 조성을 가지며, 탄화 텅스텐을 제외한 각 탄화물 또는 탄질화물은 그 구성에 따라 35 내지 75중량%로 이루어져 탄화 텅스텐과 혼합 구성된다.
바람직하게는, 본 발명의 외부링(100)은 총 중량에 있어서 탄화 텅스텐 10 내지 49 중량%, 주기율표상 4a, 5a, 6a철족 원소의 각 탄화물 또는 탄질화물로 이루어진 제2탄화물을 35 내지 60중량%로, 코발트, 니켈 또는 스테인레스 합금 금속결합상 10 내지 30중량%로 구성된 각 분말원료가 혼합 구성된다.
한편, 탄화 텅스텐(WC)은 녹는점이 2870℃로 높아 내열성이 뛰어나다. 내마모성과 압축강도가 높고 경도 또한 커서, 모스 경도는 9~9.5정도에 해당하며 비커스 경도는 1700~2400정도의 수치를 나타내고 로크웰 경도계로는 90정도의 수치를 기록한다. 영계수는 550Gpa이고, 부피탄성계수는 439Gpa, 전단탄성계수는 270Gpa이다.
아울러, 본 발명의 외부링(100)에 사용되는 탄화 텅스텐은 합금에 사용되는 탄화 텅스텐의 입도는 2 내지 8 마이크론이 바람직한데, 이는 탄화 텅스텐의 입도가 2마이크론 이하이면 분말의 비표면적이 커서 밀링, 성형공정에서 작업성이 떨어지며, 8마이크론 이상이면 강도, 인성, 내구성 등 물성의 저하를 나타내기 때문이다.
그리고, 본 발명의 합금에 있어 상기의 탄화 텅스텐의 함량을 50 중량% 이하로 하는 것은, 기존의 70 내지 90중량% 함량의 주얼리용 초경합금에 비해 경량성, 내구성, 내충격성, 광택성, 가공성 등을 크게 향상시켜 주얼리용 합금으로서 탁월한 특성을 얻을 수 있기 때문이다.
또한, 외부링(100)의 제조공정에 있어서, 산화 알루미늄을 1 내지 5중량%로 더 첨가할 수 있는데, 이는 소결체 제조공정에서 첨가된 산화알루미늄이 본 외부링(100)과 화학적으로 반응하지 않고 독자적으로 존재하는 것을 의미하며, 이로 인해 주얼리의 상품성을 크게 높힐 수 있다.
또한, 탄화 텅스텐과 혼합되는 제2탄화물은 (XC)은 탄화몰리브덴(Mo2C), 탄화티탄(TiC), 탄화크롬(Cr3C2), 탄화탄탈(TaC), WTiC, WMoC 이며, 탄질화물(XCN)은 WTiCN, TiCN 이다. 또한, 각각의 탄화물 또는 탄질화물은 각 그룹에서 선택된 하나 이상으로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 외부링(100)에 포함되는 금속결합상은 코발트, 니켈 또는 스테인레스 합금이 단독 또는 혼합적으로 구성되는 것이다.
한편, 본 발명의 내부링(200) 중, 외측 내부링(210)은 써지컬 티타늄(Surgical Titanium) 또는 금(Gold) 중 어느 하나로 이루어지거나, 둘 모두 일정량 혼합 구성된다.
한편, 본 발명의 내부링(200) 중, 내측 내부링(220)은 써지컬 스테인레스 스틸(Surgical Stainless Steel) 또는 금(Gold) 중 어느 하나로 이루어지거나, 둘 모두 일정량 혼합 구성되는로 이루어진다.
써지컬 스테인레스 스틸이란, 의료용 소재로 사용될 정도로 인체에 무해하다. 또한 타 금속에 비해 훨씬 가벼운 착용감과 디테일한 세공 작업이 가능한 소재로 변색이나 알러지가 전혀 없는 소재로서, 존의 주얼리용 합금에 비해 가공성이 우수하여 다양한 디자인의 구현이 가능하며 표면연마에 의한 광택과 표면조도가 우수하여 뛰어난 상품적 특징을 가진다.
< 실시예>
본 발명의 반지를 제조하는 실시 예로서 반지의 각 성분 및 조성비는 탄화텅스텐 10내지 49중량%, 제2탄화물 또는 탄질화물 35 내지 75중량%, 금속결합상 코발트, 니켈 또는 스텐레스 합금 10 내지 30중량%, 산화알루미늄을 3중량% 범위의 조성을 가진 서멧합금 5종을 제조하였다. 한편 기존의 주얼리용 초경합금의 대표적인 조성의 합금 3종도 동시에 제조하여 여러 가지 특성을 비교하고자 하였다.
표 1
No. 합금조성(wt%)
WC (Mo, Ti, Cr, Ta)C or CN Co, Ni, SUS Al2O3
본발명합금 1 10 75 C 15 Co-Ni
2 28 56 C 16 Co -
3 38 43 CN 19 Ni -
4 49 36 C 15 SUS -
5 32 35 C 30 Co-Ni 3
기존초경합금 6 92 - 8Ni -
7 92 - 8Co -
8 90 - 10Co -
<본 발명의 합금성분과 기존 초경합금과의 조성 비교>
표1의 각 8종 합금은 분말 야금법을 이용하여 각각 제조하였다. 각 조성의 합금분말을 볼밀링을 이용하여 45시간 습식밀링 후 슬러리 분말을 건조하여 성형압 180MPa로 가압하여 성형체를 제조하고 1300 내지 1450도 진공분위기에서 소결하여 기공이 없는 치밀한 합금들을 제조하였다. 한편 본 발명의 1~5합금은 소결성이 우수하여 1400℃ 이하의 온도에서 치밀한 소결이 이루어졌다.
제조한 상기의 소결체 샘플들을 다이아몬드 휠을 사용하여 연마하여 스퀘어타입 규격 6.5x5x20mm 및 원통타입 10x8mm의 샘플을 제조하고 각각의 물성과 화학적 안정성을 측정 및 조사하였다. 각 물성값의 측정은 비중과 비커스 경도값을 측정하였고, 합금의 강도는 3점 굽힘강도를 각각 측정하였으며, 내충격성을 평가하기 위하여 Indentationq법을 사용하여 파괴인성 값을 측정하였다. 또한 내식성은 3% 염산, 질산용액을 이용하여 기존의 초경합금과의 시간별 부식정도를 비교하였고, 내산화성은 대기중에서 500도 까지 가열하여 표면 산화정도를 서로 비교하였다.
표 2
No 비중D(g/Cm3) 경도Hv(GPa) 굽힘강도s(kg/mm2) 파괴인성Kic(MPam1/2) 내식성, 내산화성
본 발명 합금 1 8.37 14.5 243 12.2 매우좋음
2 9.10 14.3 305 13.1 매우좋음
3 9.97 14.1 323 13.8 매우좋음
4 10.67 14.0 296 13.1 매우좋음
5 10.45 12.8 387 14.5 매우좋음
기존초경합금 6 14.66 14.2 260 12.7 좋음
7 14.65 14.4 293 12.5 좋음
8 14.45 14.1 318 13.0 좋음
<본 발명의 합금과 기존 초경합금의 물성 비교>
표2에서와 같이, 본 발명의 합금 1~5는 기존의 초경합금 6~8에 비해 약 30%이상 낮은 비중을 나타내어 경량화에 효과가 있는 것을 알 수 있다. 또한 발명 합금들은 탄화텅스텐을 50비중% 이하로 낮추어도 경도 및 강도값은 기존 초경합금에 비해 동등이상의 높은 값을 가지며, 특히 내충격성을 의미하는 파괴인성 값은 기존합금에 비해 우수한 것을 알 수 있어 주얼리용 합금으로는 뛰어난 특성을 가진다. 더구나 내식성 및 내산화성도 기존 합금에 비해 탁월하였다. 한편 본 발명의 1~5합금은 표면 연마처리 공정에 의해 뛰어난 광택과 표면조도도 가지므로 이러한 특성을 기반으로 주얼리용 합금으로서 높은 상품성을 가진다고 할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 반지에 대한 것으로서, 주얼리용 반지의 제조 산업에 이용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 탄화 텅스텐과, 철족 탄화물 또는 탄질화물의 조합으로 이루어진 제2탄화물과, 금속결합상이 일정 비율로 혼합되며, 서로 대응되는 형상으로 형성되는 제1외부링 및 제2외부링으로 분할 구성된 외부링;
    상기 제1 및 제2외부링 사이에 분리 가능하게 조립되며, 반지의 외주면을 이루는 외측 내부링과, 상기 반지의 내주면을 이루는 내측 내부링으로 구성된 내부링;
    상기 제1 및 제2외부링 각각에 형성되어 상기 외측 및 내측 내부링의 양측부가 끼움 결합되는 링 끼움부; 및
    상기 제1 및 제2외부링에 각각 구성되며, 상기 내측 내부링의 외주면에 삽입되어 외부링과 내부링 간의 견고한 조립성을 장기간 유지시키는 조립돌기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 링 끼움부는 상기 외측 내부링이 결합되는 상부 끼움부와, 상기 내측 내부링이 결합되는 하부 끼움부로 구성되는 것을 특징으로 하는 반지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부링의 외주면에는 30~50°의 각도를 이루는 면취부와, 원주면을 따라 소정간격 이격되게 다수 구성되어 반지의 외관미를 향상시키면서 외부링과 내부링의 용이한 분리가 이루어지도록 하는 장식홈이 더 구성되는 것을 특징으로 하는 반지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 조립돌기는 상단부에 상기 외측 내부링의 내주면을 지지하는 지지부가 구성되고, 하단부에는 상기 내측 내부링의 외주면에 삽입되는 조립부가 형성되는 것을 특징으로 하는 반지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내측 내부링에는 상기 조립돌기가 삽입되도록 상기 조립부와 대응되는 형상으로 형성되는 제1 및 제2조립홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 반지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부링은 총 중량에 있어서, 탄화 텅스텐 10 내지 49 중량%, 주기율표상 4a, 5a, 6a철족 원소의 각 탄화물 또는 탄질화물로 이루어진 제2탄화물을 35 내지 60중량%로, 코발트, 니켈 또는 스테인레스 합금 금속결합상 10 내지 30중량%의 조성비로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 내부링은 써지컬 티타늄(Surgical Titanium) 또는 금(Gold) 중 어느 하나로 이루어지거나, 둘 모두 일정량 혼합 구성되는 것을 특징으로 하는 반지.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 내측 내부링은 써지컬 스테인레스 스틸(Surgical Stainless Steel) 또는 금(Gold) 중 어느 하나로 이루어지거나, 둘 모두 일정량 혼합 구성되는 것을 특징으로 하는 반지.
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