抗褪色的金合金制造技术

用于制造珠宝或时钟部件的合金，其具有最小浓度：75wt％的金、介于5％和21％之间的铜、介于0％和21％之间的银、介于0.5％和4％之间的铁和介于0.1％和2.0％之间的钒，旨在增加具有75wt％的最小金含量的合金在其中存在硫化合物和氯化合物的环境下的抗锈蚀性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造珠宝和/或时钟部件和/或类似物的合金，其具有最小浓度 为75wt%的金、浓度介于5wt%和21wt%之间的铜、浓度介于Owt%和21wt%之间的银、浓 度介于0. 5wt%和4wt%之间的铁、浓度介于0. lwt%和2. Owt%之间的f凡和浓度介于Owt% 和0. 05wt %之间的铱。在本专利技术的一个特别的实施方案中，该合金包含含量为从0. 5wt % 到4wt%的钯。
技术介绍
由于它的高延展性、优良的导热性和导电性或高化学惰性，金一向用于不同的应 用领域中并且特别是这些性质起到主要技术功能的作用时。特别地，由于对于制造装饰性 物体的年深日久，已开发了这种元素独特的光学和颜色性质。 在过去的几年里，还开发了许多具有限定的功能性质的金合金。甚至如今，以金合 金为重点的许多研究旨在确定特别的新型化学组合物，该组合物可满足制钟工业或珠宝制 造商的日益增加的各种各样的要求。事实上，工业领域中日益增加的特定需求已使得具有 创新的颜色性质的组合物的合成为不可缺少的。普通金属合金的颜色严格取决于其化学组 成，因为入射光与金属之间的相互作用机制是合金化元素和它们存在于合金中的含量两者 的函数。例如，具有从绿色变化到黄色或玫瑰色的色相的金合金（着色金合金）通常包含 银和铜，而通常向金添加元素例如钯、铂、镍或锰用以制备白色合金。 由于分光光度技术的最新发展，一旦已知Cartesian坐标L' a#和b $的值（标准 ISO 7224)，就可以在三维域CIE 19761/al/中量化和唯一地确定普通金属的颜色。参数L* 确定明度并且取得从〇(黑色）至100 (白色）的值，而f和P是色度坐标。因此，在这个空 间中，通过I；轴上的点（其中1^=0)确定非彩色灰度，而a#和P确定颜色。正的a#值 表示红色，负的a#值表示绿色，正的b $值表示黄色，并且负的b $值表示蓝色。此外，这种颜色 评价体系可提供两种不同的颜色色相之间的差异A f 〇；，a' b〇 = ( A Ltt+ A aw+ A bw)1/2 的估计值。A L'A a，PA b $代表确定CIE 1976L W空间中两种给定的色相的坐标L' a'f的值之间的算术差。通常来说，如果AEYL^a^b，彡1那么人眼能够区分两种不同 的颜色色相。 由于在金属与能够促进腐蚀或锈蚀现象的侵蚀性环境之间可发生的化学/物 理相互作用，随着时间的过去金合金可经历不需要的表面褪色。根据文献（"Tarnish resistance,corrosion and stress corrosion cracking of gold alloys〃；Gold Bulletin, 29(2)第 61-68 页，1996 /'Chemical stability of Gold dental alloys"; Gold Bulletin，17(2)，第46-54页，1984)，将腐蚀现象限定为逐渐的化学或电化学侵蚀， 其随后可导致连续的金属溶解。不同地，锈蚀现象是腐蚀的一种特定形式。在这种情况 下，伴随这种现象的反应导致形成薄的氧化物、硫化物或氯化物的层，这可改变金合金的颜 色和表面光泽。可通过评价相对于在腐蚀现象开始前的条件计算的随着时间过去的参数 A E 〇；，A b〇，将表面颜色性质的这些变化量化。 传统上认为18克拉金合金不易受腐蚀现象影响，因而适用于制造珠宝或时钟部 件。实际上，近来的研究和观察似乎没有确认这些意见，因为它们示出了甚至高含量的金或 其它贵重元素也不确保在不同的使用条件下随着时间过去的足够化学稳定性。 例如，包含含量为20. 5%的铜和含量为4. 5wt%的银的标准18克拉合金5N ISO 8654甚至在仅经受普通环境气氛的作用时也显示了明显的化学不稳定性。在25°C的温度 下，在金属与环境气氛之间发生的相互作用可改变所给定的金合金的表面颜色。这些颜色 变化是暴露时间t与气氛环境的侵蚀性作用的函数，并且通过在18克拉合金5N ISO 8654 的样品表面上分光光度测量坐标I；，A f的值，可将它们量化。在限定的时间间隔下测量 的CIE 1976坐标LW的值允许通过评估随着时间过去的参数A E = 1/2来分析测试样品的表面褪色的动力学。相对于在测试样品的表面 的精磨和随后的抛光之后立即测量的测试合金的坐标。来计算这个参数。进行该 样品的这种表面加工直到实现恒定的反射因数。测试样品的这样的表面加工是重要的，并 且进行这样的表面加工以移除痕量的任何化合物（例如氧化物），所述化合物可改变合金 的表面组成及其实际颜色，由此具有使实验测量失真的可能性。这些测试的结果允许获得 A EYGa'bO对时间的实验曲线，如图1所示。随后可分析本文中显示的该曲线。由于 时间t = 0对应于抛光之后即刻的条件，那么A E\I；，a' V，t = 0)的值为零。在测试的 早期过程中，这个参数的值倾向于广泛地变化。事实上，在从测试开始约5天后，该材料经 历可察觉的颜色变化彡1。超过这个时间间隔，参数厶^〇；，'，1/)的值继续增加，但是随 着时间过去颜色变化的速率降低，直到参数AfO；，f，b，几乎渐近地达到小于2. 5的值的 平稳段。 金合金中发生腐蚀现象的方式与合金的组成密切相关。随着提高水平的银、铜或 能够劣化金的典型化学稳定性的其它元素，引发不同属性的腐蚀现象的机会增加。类似地， 还将有利于伴随所制造的制品的表面性质的改变的化学或电化学反应的动力学。 锈蚀或腐蚀现象发生的方式还可与金合金的显微组织特征相关。从冶金学的角度 来说，任何显微组织不均匀性可在材料内产生电势的差异，由此降低其化学稳定性。出于这 个原因，与其显微组织通过多种不能混溶的相或不同的组织组分形成的合金相比，均匀的 固溶体通常具有抵抗腐蚀的增加的化学稳定性。另外，晶界可构成引发腐蚀现象的优先位 置。晶体晶粒的尺寸（标准ISO 643)影响金合金的化学稳定性，因为晶体晶粒的平均尺寸 与晶界能量成反比。这种能量，定义为聚晶结构超过完美晶格的自由能，可引起合金的化学 稳定性的降低，由此增加在合金化元素或分离的相之间建立的电化学电势差。最终，由该材 料在凝固或冷塑性变形加工期间的体积收缩产生的任何残余应力的存在，可使应力腐蚀现 象发生并且导致材料中不需要的断裂。 能够促进金合金中腐蚀的环境是多种的，并且它们与合金的应用相关。在珠宝和 制钟工业中，含有银或铜的着色合金似乎特别易受锈蚀现象影响。含氯化物的溶液（例如 海水）和含表面活性剂的溶液可在短时间内引发这种类型的金合金的表面颜色的不需要 的变化。类似地，存在于环境气氛中的湿气、有机蒸气、氧化合物以及特别是硫化合物（例 如硫化氢氏幻也能够引发锈蚀现象。最终，相同的问题可起因于与有机溶液例如汗水的相 互作用，在所述有机溶液中主要溶解了盐例如氯化钠、电解质、脂肪酸、尿酸、氨和尿素。 因此，以从绿色到黄色或玫瑰色的色相为特征并且通常用于制造珠宝或时钟部件 的着色金合金，可独特地显示不充足的化学稳定性并且经历随着时间过去表面颜色性质不 需要的变化。本专利技术寻求改进目前可商购的着色金合金的化学稳定性。特别地，目的是增 加含有最小含量为75wt%的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造珠宝或时钟部件的金合金，其特征在于：其包含至少以下的具有以下重量百分比浓度的元素：75wt％的金、介于5wt％和21wt％之间的铜、介于0wt％和21wt％之间的银、介于0.5wt％和4wt％之间的铁和介于0.1wt％和2wt％之间的钒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·阿纳伯迪，M·努尔，S·吉灵赫利，
申请(专利权)人：ARGORHERAEUS股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH