装饰性金属陶瓷制品制造技术

本发明专利技术涉及由金属陶瓷材料制成的装饰品，所述金属陶瓷材料包括按重量计在70至97％之间的陶瓷相和在3至30％之间的金属粘合剂相，所述金属粘合剂包含选自钌、铑、钯、锇、铱、铂、金和银的至少一种元素或其合金，所述陶瓷相包括氮化物相和任选氧化物和/或氮氧化物相，所述氮化物相相对于金属陶瓷材料的总重量计以在70至97％之间的百分比存在且所述氧化物和/或氮氧化物相以在0至15％之间的百分比存在。本发明专利技术还涉及用于生产这种物品的方法。本发明专利技术还涉及用于生产这种物品的方法。本发明专利技术还涉及用于生产这种物品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装饰性金属陶瓷制品


[0001]本专利技术涉及一种装饰品，特别涉及一种外部钟表组件，其由具有包含氮化物的陶瓷相和包含贵金属的金属相的金属陶瓷型材料制成。

技术介绍

[0002]基于氮化物的有色金属陶瓷含有致敏金属粘合剂如镍或钴。为了生产可能与皮肤接触的部件如表壳或首饰，必须开发不使用包含这些元素的粘合剂的组合物。
[0003]此外，用于特定应用如表壳的金属陶瓷必须具有极好的耐划伤性，即大于1,000HV的硬度。这需要减少金属粘合剂的量，同时控制金属粘合剂与陶瓷相之间的润湿性，润湿性差导致最终产品的密度降低和因此硬度降低。特别地，通过粉末冶金和通过常规液态烧结生产不含镍和钴且最终性质良好的黄色TiN基有色金属陶瓷是困难的。这主要是由于氮化钛的极高熔融温度2,930℃及其在液态烧结过程中与金属粘合剂的润湿性差。结果导致金属陶瓷在烧结结束时具有高孔隙率以致硬度降低。
[0004]除了硬度外，还必须调节各相之间的百分比以在最终产品上获得良好的韧性和所需的颜色细微差别。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是通过提出具有优化组成的金属陶瓷来克服上述缺点，从而满足以下标准：
[0006]‑
消除致敏元素如镍或钴的使用，
[0007]‑
能够通过在低压下的液相烧结(常规烧结)致密化，
[0008]‑
对于需要极好耐划伤性的应用具有500HV30的最低硬度，优选最低550HV30，更优选最低1,000HV30，同时具有足够的韧度，K
ir/>c优选大于或等于2.8MPa.m
1/2
，
[0009]‑
具有从白色到黄色的颜色细微差别，以高金属光泽(65＜L
＊
≤80)为特征。
[0010]为此，本专利技术提出一种由金属陶瓷材料制成的装饰品，所述金属陶瓷材料包括按重量计在70至97％之间的陶瓷相和在3至30％之间的金属粘合剂相，所述金属粘合剂包含选自钌、铑、钯、锇、铱、铂、金和银的至少一种元素或其合金，所述陶瓷相包括氮化物相和任选氧化物和/或氮氧化物相，所述氮化物相相对于金属陶瓷材料的总重量计以在70至97％之间的百分比存在且所述氧化物和/或氮氧化物相以在0至15％之间的百分比存在。
[0011]特别地，为了通过粉末冶金和通过常规液态烧结生产TiN基黄色金属陶瓷，提出加入氧化物和/或氮氧化物以使得有可能改进致密化和提高硬度。
[0012]由此开发的金属陶瓷材料在抛光后的金属光泽高于使用镍或钴作为金属粘合剂的金属陶瓷的金属光泽并与在不锈钢中观察到的金属光泽相当(L
＊
＝75
‑
80)。这些贵重金属陶瓷的硬度可高达1,250HV30并且具有足够的韧度以用于生产外部部件。此外，它们可通过常规粉末冶金工艺，如压制或注射法成型，以获得“近净形”3D部件。
[0013]在参考附图作为非限制性实例给出的优选实施方案的以下描述中显而易见本发
明的其它特征和优点。
附图说明
[0014]图1显示包含用根据本专利技术的金属陶瓷型材料制成的表壳中间件(middle)的钟表。
[0015]图2显示按重量计的组成为92％TiN和8％Pd的根据本专利技术的金属陶瓷型材料的光学显微图像。
[0016]图3显示按重量计的组成为84.6％TiN
‑
9.4％ZrO2和6％Pd的根据本专利技术的金属陶瓷型材料的光学显微图像。
具体实施方式
[0017]本专利技术涉及一种由金属陶瓷型材料制成的装饰品，所述金属陶瓷型材料包括如下相(由如下相组成)：按重量计在70至97％之间的陶瓷相和在3至30％之间的金属粘合剂相。优选地，该金属陶瓷包括如下相(由如下相组成)：按重量计在75至97％之间的陶瓷相和在3至25％之间的金属粘合剂相。更优选地，该金属陶瓷包括如下相(由如下相组成)：按重量计在78至96％之间的陶瓷相和在4至22％之间的金属粘合剂相。金属粘合剂选自钌、铑、钯、锇、铱、铂、金和银。其也可能涉及多种所述元素的组合或所述元素之一的合金，例如Au
‑
3N、Au
‑
5N。陶瓷相包含氮化物相和任选氧化物和/或氮氧化物相。换言之，陶瓷相由氮化物相和任选氧化物和/或氮氧化物相组成。氧化物和/或氮氧化物相的目的是提高机械性质。当存在时，氧化物和/或氮氧化物相相对于氮化物相为少数。更具体地，相对于金属陶瓷的总重量计，氮化物相以在70至97％之间的百分比存在且氧化物和氮氧化物相以在0至15％之间的百分比存在。氮化物选自包含Al、Ti、Si、Mn、Zr、Hf、Ta、Nb、V、Cr、Mo、W和B氮化物和这些元素的氮化物的组合的非穷尽列表。氧化物和氮氧化物选自分别包含Al、Ti、Si、Mn、Zr、Hf、Ta、Nb、V、Cr、Mo、W和B的氧化物和氮氧化物和这些元素的氧化物和氮氧化物的组合的非穷尽列表。
[0018]装饰品可以是手表、首饰、手镯(bracelets)等的组成元件。在制表领域中，该物品可以是外部部件，如表壳中间件(middle)、底盖(back)、表圈(bezel)、按钮(push
‑
piece)、表带链节(bracelet link)、表盘(dial)、指针(hand)、表盘指数(dial index)等。例如，用根据本专利技术的金属陶瓷型材料制成的表壳中间件1显示在图1中。
[0019]金属陶瓷物品由陶瓷和金属粉末的混合物通过烧结制成。制造方法包括步骤：
[0020]a)用各种粉末制造混合物并且这可能在潮湿环境中进行。起始粉末优选具有小于10μm，更优选在2至5μm之间的d50。可能在磨机中制造该混合物，这在研磨后将粉末粒子的d50减小到微米级或甚至小于微米的尺寸。这种混合物包括按重量计在70至97％之间，优选在75至97％之间，更优选在78至96％之间的陶瓷粉末和在3至30％之间，优选在3至25％之间，更优选在4至22％之间的金属粉末。陶瓷粉末包括氮化物和任选氧化物和/或氮氧化物。更具体地，相对于粉末的总重量计，氮化物以在70至97％之间，优选在75至97％之间，更优选在78至96％之间的百分比存在，且氧化物和/或氮氧化物以在0至15％之间的百分比存在。氮化物选自包含Al、Ti、Si、Mn、Zr、Hf、Ta、Nb、V、Cr、Mo、W和B氮化物和这些元素的氮化物的组合的非穷尽列表。有利地，氮化物选自Ti、Ta、Nb、Zr氮化物和这些氮化物的组合。氧化
物和氮氧化物选自分别包含Al、Ti、Si、Mn、Zr、Hf、Ta、Nb、V、Cr、Mo、W和B的氧化物和氮氧化物和这些元素的氧化物和氮氧化物的组合的非穷尽列表。有利地，氧化物和氮氧化物选自Zr或Nb氧化物和氮氧化物。金属粉末选自包含钌、铑、钯、锇、铱、铂、金、银、多种所述元素的组合和所述元素之一的合金的金属元素列表。因此，优选地，金与选自Cu、Ag、Pd、C和N的至少一种元素形成合金。有利地，金属粉末主要包括钯、铂、银或与铜和/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.由金属陶瓷材料制成的装饰物品，所述金属陶瓷材料包括按重量计在70至97％之间的陶瓷相和在3至25％之间的金属粘合剂相，所述金属粘合剂包含选自钌、铑、钯、锇、铱、铂、金和银的至少一种元素或其合金，所述陶瓷相包括氮化物相和任选氧化物和/或氮氧化物相，所述氮化物相相对于金属陶瓷材料的总重量计以在70至97％之间的百分比存在且所述氧化物和/或氮氧化物相以在0至15％之间的百分比存在。2.根据权利要求1的物品，其特征在于所述金属粘合剂相以在4至22％之间的重量百分比存在，并且所述陶瓷相以在78至96％之间的重量百分比存在，所述氮化物相相对于金属陶瓷材料的总重量计以在78至96％之间的百分比存在且所述氧化物和/或氮氧化物相以在0至15％之间的百分比存在。3.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于所述氮化物相包括选自Al、Ti、Si、Mn、Zr、Hf、Ta、Nb、V、Cr、Mo、W和B氮化物的一种或多种氮化物。4.根据权利要求3的物品，其特征在于所述氮化物选自Al、Si、Ti、Ta、Nb和Zr氮化物。5.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于所述氧化物和氮氧化物选自分别包含Al、Ti、Si、Mn、Zr、Hf、Ta、Nb、V、Cr、Mo、W和B的氧化物和氮氧化物和这些元素的氧化物和氮氧化物的组合的列表。6.根据权利要求5的物品，其特征在于所述氧化物和氮氧化物选自Al、Si、Ti、Ta、Nb和Zr氧化物和氮氧化物。7.根据权利要求6的物品，其特征在于所述陶瓷相由Ti氮化物相和Zr氧化物相组成。8.根据权利要求6的物品，其特征在于所述陶瓷相由Nb氮化物相和Nb氧化物相组成。9.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于所述金属粘合剂相除杂质外由钯、铂、银或合金化金组成。10.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于所述金属粘合剂相包括包含选自铜、银、钯和氮的一种或多种元素的金合金。11.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于其具有在500至1,300之间，优选在550至1,250之间的维氏硬度HV
30
。12.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于当情况如下时，其具有大于1,000的维氏硬度HV
30
：
‑
陶瓷相包括Ti氮化物和Zr氧化物，且金属粘合剂相包括Pd或Au合金，
‑
陶瓷相包括Ta或Nb氮化物，且金属粘合剂相包括Pd，
‑
陶瓷相包括Ti氮化物，且金属粘合剂相包括Pt，
‑
陶瓷相包括Nb氮化物、Nb氧化物，且金属粘合剂相包括Pt，
‑
陶瓷相包括Nb氮化物，且金属粘合剂相包括Au合金。13.根据前述权利要求之一的物品，其特征在于其具有大于或等于2.8MPa.m...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：斯沃奇集团研究和开发有限公司，
类型：发明
国别省市：