DE3505970A1

DE3505970A1 - Nickel-chrom-legierung fuer schmuck und verzierungen

Info

Publication number: DE3505970A1
Application number: DE19853505970
Authority: DE
Inventors: Kenzaburou Iijima; Kazuo Hamamatsu Shizuoka Kurahashi; Nobutoshi Onodera
Original assignee: Nippon Gakki Seizo Hamamatsu Shizuoka KK; Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1984-02-22
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1985-08-29
Also published as: DE8504866U1; JPS60177161A

Description

Nickel-Chrom-Legierung für Schmuck
und Verzierungen Die Erfindung betrifft eine Nickel-Chrom-Legierung für Schmuck und Verzierungen, welche Cr, Cu und Ni enthält.
Insbesondere beinhaltet die Erfindung die Verbesserung der Zusammensetzung einer Nickel-Chrom-Legierung, welche für die Verzierung von modischen Artikeln wie z.B.
Uhren und Brillengestellen verwendet wird.
Feinschnitt und plastische Verformung haben viel mit der Herstellung solcher Artikel zu tun, und als Folge ist eine gute Bearbeitbarkeit für das Material, welches zur Herstellung dieser Artikel verwendet wird, erforderlich. Zusätzlich kommen diese Artikel im allgemeinen in direkte Berührung mit der menschlichen Haut und sie sind häufigen Kontakten mit korrosiven Substanzen wie z.B. Schweiß ausgesetzt. Um einen stetigen Zierwert der Artikel sicherzustellen, ist eine gute Korrosionsfestigkeit für das Material, welches für die Herstellung dieser Artikel verwendet wird, erforderlich.
Als ein Material, welches dieses Erfordernis trifft, wurde Nickel-Chrom-Legierung gewöhnlich und weit verbreitet verwendet. Ein Beispiel einer solchen Nickel-Chrom- Legierung hat die Form einer Ni-Cr-Cu-C-Legierung, welche 6 bis 10 Gewichtsprozent Cr, 0,5 bis 2 Gewichtsprozent Cu, 0,08 bis 0,2 Gewichtsprozent C und in der Hauptsache im Rest Ni enthält. Der Einschluß von C in der Zusammensetzung verstärkt den Aufbau der Legierung durch seine feste Lösung mit der Nickel-Chrom-Legierung.
Jedoch beeinträchtigt ein überhöhter Einschluß von C die Bearbeitbarkeit der Legierung. Zusätzlich ist die Reaktion von C mit Cr geeignet, Cr-Carbid zu produzieren, was zur Entwicklung von Rost nahe der Partikel-Grenze führt. Mit anderen Worten, der Einschluß von C ist geeignet, die Korrosionsfestigkeit der Legierung zu zerstören.
Um die Verringerung der Korrosionsfestigkeit, welche durch den Einschluß von C verursacht wird, wieder gutzumachen, wurde bereits die Zugabe von Mo zur Legierungszusammensetzung vorgeschlagen. Diese Art der Nickel-Chrom-Legierung hat die Form einer Ni-Cr-Cu-Mo-C-Legierung, welche 9 bis 13 Gewichtsprozent Cr, 0,5 bis 2 Gewichtsprozent Cu, mehr als 0,5 aber weniger als 2 Gewichtsprozent Mo, 0,08 bis 0,2 Gewichtsprozent C und in der Hauptsache im Rest Ni enthält. Die Zugabe von Mo zu der Zusammensetzung verbessert auf der einen Seite die Korrosionsfestigkeit der Legierung, aber sibt auf der anderen Seite eine schlechtere Bearbeitbarkeit der Legierung als bei Nicht-Zugabe.
In beiden Fällen wurde dem genauen Gehalt von C in der Zusammensetzung der Nickel-Chrom-Legierung keine besondere Bedeutung beigemessen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nickel-Chrom-Legierung von hoher Qualität ist ausgeglichener Bearbeitbarkeit und Korrosionsfestigkeit zu schaffen, welche für Schmuck und Zieranwendungen sehr gut geeignet ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Nickel-Chrom-Legierung, welche Cr, Cu und Ni enthält, gelöst durch den Einschluß von 0,05 Gewichtsprozent oder weniger von C, den Einschluß von 0,005 bis 0,5 Gewichtsprozent von Mo, den Einschluß von 2 Gewichtsprozent oder weniger im Ganzen von mindestens einem Deoxidationselement wie z.B. Mg, Mn, Si, Al und Ti, und vorzugsweise den Einschluß von Ag, Pb, Te oder Ca.
Fig. 1 stellt die Ergebnisse der Korrosionsfestigkeitsprüfungen dar, welche im folgenden Beispiel ausgeführt werden, und Fig. 2 stellt die Ergebnisse der Bearbeitbarkeitsprüfungen dar, welche im folgenden Beispiel ausgeführt werden.
Wie oben angeführt, stellen die angepaßten Gehalte von C und Mo in der Zusammensetzung eine kompatible,zufriedenstellende Bearbeitbarkeit bei der Herstellung und Korrosionsfestigkeit bei der Verwendung der hergestellten Nickel-Chrom-Legierung sicher. Gute Bearbeitbarkeit ermächtigt subtiles Formen des Materials, womit erreicht wird, daß verzierte Artikel komplizierte Gestaltungen annehmen können. Unerwünschtes Brechen und Abrieb der metallischen Formen bei der Herstellung kann stark reduziert werden. Hohe Korrosionsfestigkeit der Legierung verursacht eine längere Lebensdauer der verzierten Artikel mit ihrem ursprünglichen schönen Aufbau und Aussehen.
Wie die übliche Nickel-Chrom-Legierung,beinhaltet die Legierung gemäß der Erfindung Cr und Cu zusätzlich zu Ni im wesen.tlichen.in Ausgewogenheit. Cr ist mit 6 bis 10 Gewichtsprozent enthalten, während Cu mit 0,1 bis 2,5 Gewichtsprozent enthalten ist.
Zusätzlich zu den voranstehend genannten Komponenten beinhaltet die Legierung gemäß der Erfindung 2 Gewichtsprozent oder weniger im Ganzen von mindestens einem der Mittel Mg, Mn, Si, Al, Ti, etc. zur Deoxidation beim Formen.
Für eine bessere Bearbeitbarkeit beim Schneiden schließt die Legierung gemäß der Erfindung ferner mindestens eines von Ag, Pb, Te und Ca ein. Ag ist vorzugsweise in 0,5 bis 1,8 Gewichtsprozent, Pb in 0,05 bis 4,0 Gewichtsprozent, Te in 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent und Ca in 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent enthalten. Wenn es in einer Kombination enthalten ist, liegt der Gehalt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 5,0 Gewichtsprozent.
Beispiele.
Jedes Probestück wurde aus einer Nickel-Chrom-Legierung hergestellt, welche bis zu 0,1 Gewichtsprozent C, bis zu 5 Gewichtsprozent Mo, 8,5 Gewichtsprozent Cr, 1,0 Gewichtsprozent Cu, 2,5 Gewichtsprozent im Ganzen von Mn, Si, Mg, Al, Ti, Ca und anderen Verunreinigungen, und zum Ausgleich oder als Rest in der Hauptsache Ni enthält. Das Probestück wurde durch wiederholtes Warmschmieden, Vergüten und kaltes Drahtziehen zu einem Draht von 3mm Durchmesser geformt. Nach einer letzten Vergütung bei 9000 C für 30 min innerhalb einer H2-Gas-Umgebung wurde die Oberfläche des Drahtes poliert. Die Proben Nr. 1 bis 32 wurden wie in Tabelle 1 gezeigt vorbereitet.

Tabelle 1

Probe Zusammensetzung Härte Probe Zusammensetzung Härte
Nr. C Mo (Hv) Nr. C Mo (Hv)
1 0 0 110 17 0.01 0.05 135
2 0.001 0 110 18 0.02 0.05 138
3 0.005 0 111 19 0.05 0.05 145
4 0.01 0 120 20 0.1 0.05 157
5 0.02 0 118 21 0.001 0.1 122
6 0.05 0 125 22 0.005 0.1 123
7 0.1 0 135 23 0.05 0.1 127
8 0.001 0.01 115 24 0.1 0.1 159
9 0.005 0.01 115 25 0.001 0.5 125
10 0.01 0.01 125 26 0.005 0.5 127
11 0.02 0.01 125 27 0.1 0.5 163
12 0.05 0.01 131 28 0.001 1.2 147
13 0.1 0.01 137 29 0.005 1.2 159
14 0 0.05 125 30 0.01 1.2 172
15 0.001 0.05 127 31 0.1 1.2 181
16 0.005 0.05 127 32 0.01 5 172

Jede der Proben von 50 mm Länge wurde dann KorrGsionsfestigkeits- und Bearbeitbarkeitsprüfungen in den folgenden Spezifikationen unterworfen.

Bei der Korrosionsfestigkeitsprüfung wurde jede Probe in ein künstliches Schweißbad für 24 Stunden bei 500 C eingetaucht und danach wurde das Maß der Farbänderung und das Maß des Wachstums von Nadellöchern beobachtet.
Der künstliche Schweiß beinhaltete9,8 g/l Natriumchlorid, 0,8 g/l Natriumsulfid, 1,7 g/l Harnstoff, 0,2 g/l Saccharose, 0,8 g/l Milchsäure, 0,19 cc/l Ammoniakwasser und als Rest in der Hauptsache Wasser.
Das Ergebnis der Prüfung ist in Fig. 1 gezeigt, in welcher die Zahlen im Diagramm das Maß der Korrosionsfestigkeit wie in Tabelle 2 spezifiziert angeben. In der Tabelle bezieht sich "kleine Größe" auf Nadellöcher mit einem Durchmesser kleiner als 10/um, wohingegen "mittlere Größe" sich auf Nadellöcher mit einem Durchmesser von 10 um oder größer bezieht.

Tabelle 2

Maß der Korro- Farb- Anzahl der

sionsfestigkeit änderung Nadel löcher

10 keine

keine

9 Änderung kleine Größe 1~2

8 schwach kleine Größe 3~5

7 braun kleine Größe 6~8

6 mittlere und

leicht kleine Größe 910

dunkel- mittlere und

braun kleine Größe 11~15

4 mittlere und

kleine Größe 16~20

In der Bearbeitbarkeitsprüfung wurde jedes Probestück einer Pressung von 200 Tonnen, in Breitenrichtung, unterworfen, und danach wurdedie Durchmesserreduktion nach der Pressung beobachtet.

Das Ergebnis der Prüfung ist in Fig. 2 gezeigt, in welcher die Ziffern im Diagramm das Maß der Bearbeitbarkeit wie in Tabelle 3 spezifiziert angeben. Je höher das Maß, desto besser die Bearbeitbarkeit.

Tabelle 3

Maß der Durchmesserreduktion

Bearbeitbarkeit in (mm)

10 2.2 oder mehr

9 2.15 ^1 2.19

8 2.10 - 2.14

7 2.04 - 2.09

6 2.00 ~ 2.03

5 1.90 ~ 1,99

4 1.80 ~ 1.89

3 1.70 - 1.79

2 Riß an Enden

Es ist aus diesen experimentellen Daten ersichtlich, daß eine gute Bearbeitbarkeit und gleichzeitig eine große Korrosionsfestigkeit erreicht wird, wenn der Gehalt sowohl von Mo als auch von C klein ist, aber daß sich eine unzureichende Festigkeit ergibt, wenn es für Verzierungszwecke verwendet wird. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird der Anteil von Mo im Falle der Erfindung entsprechend angepaßt.

Jeder Gehalt von Mo über 0,5 Gewichtsprozent hat eine große Korrosionsfestigkeit, aber eine schlechte Bearbeitbarkeit zur Fr zu 'er Gehalt von Mo unter 0,005 % hat niedrigere Korrosionsfestigkeit und mechanische Festigkeit zur Folge, wenn der Gehalt von C klein ist. Auf der Basis von dieser Analyse wird der Gehalt von Mo auf den Bereich von 0,005 bis 0,5 Gewichtsprozent gemäß der Erfindung begrenzt.
Jeder Gehalt von C über 0,05 Gewichtsprozent hat schlechte Bearbeitbarkeit und niedrige Korrosionsfestigkeit zur Folge. Dehalb wird der Gehalt von C auf den Bereich von 0,05 Gewichtsprozent oder weniger entsprechend der Erfindung beschränkt.
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Claims

Patentansprüche 1. Nickel-Chrom-Legierung für Schmuck und Verziezungen, welche Cr, Cu und Ni enthält, gekennzeichnet durch den Einschluß von 0,05 Gewichtsprozent oder weniger von C, den Einschluß von 0,005 bis 0,5 Gewichtsprozent von Mo, und den Einschluß von 2 Gewichtsprozent oder weniger im Ganzen von mindestens einem von Mg, Mn, Si, Al, Ti und anderen Deoxidationselementen.
2. Nickel-Chrom-Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Einschluß von mindestens einem von Ag, Pb, Te und Ca.
3. Nickel-Chrom-Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ag mit einem Gehalt von 0,5 bis 1,8 Gewichtsprozent eingeschlossen ist.
4. Nickel-Chrom-Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Pb mit einem Gehalt von 0,05 bis 4,0 Gewichtsprozent eingeschlossen ist.
5. Nickel-Chrom-Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Te mit einem Gehalt von 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent eingeschlossen ist.
6. Nickel-Chrom-Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ca mit einem Gehaltsverhältnis von 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent eingeschlossen ist.
7. Nickel-Chrom-Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt von jeder Kombination von Ag, Pb, Te und Ca im Bereich von 0,01 bis 5,0 Gewichtsprozent liegt.