[发明专利]具有提高的硬度的金合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有提高的硬度的金基合金。

本发明还涉及一种获得具有提高的硬度的金基合金的方法。

本发明还涉及使用析出物（precipitate）来使金合金硬化的用途。

本发明还涉及包括至少一个由这种类型的合金制成的构件的钟表或珠宝。

本发明的一个目的是制造一种金基合金，其不仅与纯金而且与已知的金基合金相比具有提高的硬度品质。

主要应用是钟表制造术、珠宝和牙科。

背景技术

使金硬化是一个老问题，其自古以来就倾向于使用合金来获得充分的机械特征以至少确保制品的阻力。实际上，通过塑性变形对材料进行冷加工的方法，其非常适合一些金属，不适合金，因为金在变形期间具有很小的固结，并且还在比较低的温度下重新结晶。颗粒尺寸优化法，其理论上提高了材料的弹性极限，也不适合金，因为金由于各个晶粒之间存在用于变位的自由通路的足够的主动滑动系统而具有下文称为“FCC”的面心立方结构。

对合金元素进行溶液热处理是最常用的方法，其通常根据经验进行，且其充其量仅提供以维氏规格计大约150至155HV的中等硬度。

已作出各种尝试，例如以包含金和从铝、镓或硅之中选择的另一种金属的二元合金或者甚至以最大金浓度为15%的包含铜的类似伪二元合金如申请人为Steinemann的EP专利No.0 284 699中那样来细化颗粒大小。这种类型的化合物提供了中心立方结构和小于50微米的晶粒大小，其提供了一定延展性，该延展性不是在本发明中希望的品质。

从申请人为九州大学的美国专利No.5 338 378也已知具有随着时间推移并且在体温下提高的硬度的牙科合金的制备，其采用具有67%至82%的金、18%至33%的铜和2%至8%的至少一种从镓、铝和锌之中选择的其他金属的合金。该合金在使用前在被加热至650°C与700°C之间，之后经历硬化操作。类似地，申请人为Hafner GmbH的欧洲专利No.0 978 572公开了一种包含70%至80%的金、15%至25%的铜、0%至15%的银和0.1%至5%的镓的合金，其接着在800°C下的首次处理的在400°C下的二次处理期间以无法解释的方式几乎不氧化并取得在环境温度下随着时间推移而提高的硬度。

还已知以下文献：

称为D1的文献：申请人为PILOT PEN的日本专利申请No 8 013060A公开了一种获得具有提高的硬度和若干可能的组分的金基合金的方法：

-15%至19%的铜和4%至10%的银，以及0.3%至1%的铝和/或镁。

-或15%至19%的铜、4%至10%的银、0.3%至1%的铝和/或镁以及0.3%至2%的锌。

0.1%至1%的钌和/或钴被混入该混合物中。

但是，该组分对应于在本发明中不主张权利的玫瑰金。

称为D2的文献：申请人为HAFNER的欧洲专利申请No.0 978 5762A1公开了一种包含70%至80%的金和15%至25%的铜的合金，向其添加0.1%至5%的镓。根据一些变型，其还可包含：0.1%至3%的锌，和/或0.5%至5%的银，和/或0.1至0.5%的硅和/或0.1%至2%的铁和/或0.1%至0.3%的铟，和/或0.1%至0.5%的铝和/或0.1%至3%的锡。

称为D3的文献：申请人为OHTA MICHIO的美国专利申请No.5 38378A公开了一种牙科用金合金，其在20至30天缓慢老化，在此期间其硬度进一步提高。其包含82%至67%的金、18%至33%的铜和0%至2%的从镓和锌之间选择的硬化加速剂。该合金被加热至650°C与700°C之间并且被水激冷。在另一种组成中，其包含2%至8%的这种类型的加速剂，该加速剂包含从由1%至4%的镓、0.4%至2%的铝和1%至5%的锌组成的群组之中选择的至少一种金属。在另一种组成中，其包含1%至4%的镓。在另一种组成中，其包含1%至5%的锌。

称为D4的文献：2004年刊登的作者为SUSS、RAINER的文章“18carat yellow gold alloys with increased hardness”公开了具有提高的硬度的金合金以及附加金属在获得物理特性和特定颜色两方面的影响。

称为D5的文献：2010年5月20日刊登的作者为的文章“Metallurgy of gold”详细说明了金及其合金的冶炼。

已经表明的是，根据所有完成的许多研究，知道如何选择具有合适硬度的金合金，而不必始终理解行之有效地产生期望硬度的物理-化学机制。