RU2606679C2 - Palladium-based jewellery alloy (versions) - Google Patents
Palladium-based jewellery alloy (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606679C2 RU2606679C2 RU2015115471A RU2015115471A RU2606679C2 RU 2606679 C2 RU2606679 C2 RU 2606679C2 RU 2015115471 A RU2015115471 A RU 2015115471A RU 2015115471 A RU2015115471 A RU 2015115471A RU 2606679 C2 RU2606679 C2 RU 2606679C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- palladium
- alloy
- nickel
- gold
- boron
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C5/00—Alloys based on noble metals
- C22C5/04—Alloys based on a platinum group metal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Adornments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к сплавам на основе палладия, предназначенным для изготовления ювелирных изделий.The invention relates to the metallurgy of noble metals, in particular to palladium-based alloys intended for the manufacture of jewelry.
Долгое время палладий использовался в производстве сплавов для ювелирного производства только в качестве лигатуры к золотому сплаву для получения золота белого цвета. В последнее время палладий стали использовать в качестве основного компонента ювелирных сплавов. Это обусловлено тем, что палладий, являясь драгоценным металлом, стоит дешевле платины и обладает рядом уникальных свойств: он гипоаллергичен, легок и пластичен, поэтому ювелирные украшения из палладия гораздо легче изделий из золота и платины, что очень важно для таких украшений, как серьги, он имеет более светлую окраску, чем платина, не тускнеет на воздухе, на его поверхности не образуются царапины и трещины, а зеркальный блеск сохраняется десятилетия. Однако по своим химическим свойствам палладий уступает платине и другим металлам платиновой группы. Кроме того, нелегированный палладий обладает низкими прочностными свойствами, которые важны при креплении драгоценных камней на ювелирном изделии. Таким образом, разработка прочных сплавов на основе палладия, обладающего комплексом присущих ему положительных свойств, является весьма перспективной.For a long time, palladium was used in the manufacture of alloys for jewelry production only as a ligature to a gold alloy to produce white gold. Recently, palladium began to be used as the main component of jewelry alloys. This is due to the fact that palladium, being a precious metal, is cheaper than platinum and has a number of unique properties: it is hypoallergenic, lightweight and plastic, so palladium jewelry is much lighter than gold and platinum products, which is very important for jewelry such as earrings, it has a lighter color than platinum, does not fade in air, scratches and cracks do not form on its surface, and the mirror shine lasts for decades. However, in terms of its chemical properties, palladium is inferior to platinum and other platinum group metals. In addition, unalloyed palladium has low strength properties, which are important when attaching gems to jewelry. Thus, the development of strong alloys based on palladium, which has a complex of inherent positive properties, is very promising.
Известны литейные сплавы для ювелирных изделий на основе палладия, содержащие для снижения температуры плавления и повышения пластичности цинк или кремний (RU 2244762 C1, C22C 5/02, опубликован 20.01.2005; RU 2479656 C1, C22C 5/04, опубликован 20.04.2013). Сплавы имеют хорошую жидкотекучесть, что способствует получению из них изделий методом литья с высокой точностью, однако указанные сплавы обладают недостаточным уровнем механических свойств, что не позволяет широко использовать их для получения изделий формоизменением.Known casting alloys for jewelry based on palladium containing zinc or silicon to reduce the melting point and increase ductility (RU 2244762 C1, C22C 5/02, published January 20, 2005; RU 2479656 C1, C22C 5/04, published April 20, 2013) . Alloys have good fluidity, which contributes to the production of products from them by casting with high accuracy, however, these alloys have an insufficient level of mechanical properties, which does not allow their wide use to obtain products by shaping.
Известен ювелирный сплав на основе палладия, содержащий никель и платину, в который для повышения прочности введены бор и цирконий (RU 2395604 C1, C22C 5/04, опубликован 27.07.2010). Однако прочность сплава недостаточна для изготовления ювелирных изделий с камнями, а содержание в нем платины в количестве 12-15% значительно увеличивает его стоимость.Known is a palladium-based jewelry alloy containing nickel and platinum, in which boron and zirconium are introduced to increase strength (RU 2395604 C1, C22C 5/04, published July 27, 2010). However, the strength of the alloy is insufficient for the manufacture of jewelry with stones, and the content of platinum in the amount of 12-15% significantly increases its cost.
Известен ювелирный сплав на основе палладия, содержащий, мас. %: 3,0-5,4 никеля, 5,0-10,0 меди, 0,5-1,5 цинка, 0,2-0,8 индия, 0,2-1,0 галлия, 85,0-90,5 палладия (RU 2331683 C2, C22C 5/04, опубликовано 20.03.2008). Сплав близок по внешнему виду к сплавам платины, имеет пониженное содержание никеля, но обладает небольшой твердостью. Указанный сплав принят в качестве наиболее близкого аналога.Known jewelry alloy based on palladium, containing, by weight. %: 3.0-5.4 nickels, 5.0-10.0 copper, 0.5-1.5 zinc, 0.2-0.8 indium, 0.2-1.0 gallium, 85.0 -90.5 palladium (RU 2331683 C2, C22C 5/04, published 03/20/2008). The alloy is similar in appearance to platinum alloys, has a low nickel content, but has a low hardness. The specified alloy is accepted as the closest analogue.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание сплава на основе палладия, имеющего белый цвет, близкий к платине, обладающего оптимальным для изготовления ювелирных изделий комплексом физико-механических свойств.The problem to which the invention is directed, is to create an alloy based on palladium, having a white color, close to platinum, which has the optimal physical and mechanical properties for jewelry manufacturing.
Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств, особенно твердости, палладиевого сплава при сохранении уровня литейных свойств, пластичности и белого цвета, близкого к платине.The technical result of the invention is to increase the strength properties, especially hardness, of a palladium alloy while maintaining the level of casting properties, ductility and white color close to platinum.
Технический результат достигается тем, что сплав на основе палладия для изготовления ювелирных изделий, содержащий никель, дополнительно содержит кремний, бор и, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей медь, золото, индий, галлий, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical result is achieved in that the palladium-based alloy for the manufacture of jewelry containing nickel additionally contains silicon, boron and at least one element selected from the group consisting of copper, gold, indium, gallium, in the following ratio of components, wt. %:
по крайней мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей медь, золото, индий, галлий в количестве менее 1,0 каждый, при суммарном содержании никеля и кремния, не превышающем 5%, при этом сплав имеет структуру, упрочненную интерметаллидом Ni2Si.at least one element selected from the group consisting of copper, gold, indium, gallium in an amount of less than 1.0 each, with a total nickel and silicon content not exceeding 5%, while the alloy has a structure hardened by intermetallic Ni 2 Si .
В другом варианте осуществления изобретения технический результат достигается тем, что сплав на основе палладия для изготовления ювелирных изделий, содержащий никель и палладий, дополнительно содержит алюминий, бор и, по крайней мере, один элемент, выбранный из группы, содержащей медь, золото, индий, галлий, при следующем соотношении компонентов, мас. %:In another embodiment of the invention, the technical result is achieved in that the palladium-based alloy for the manufacture of jewelry containing nickel and palladium additionally contains aluminum, boron and at least one element selected from the group consisting of copper, gold, indium, gallium, in the following ratio of components, wt. %:
по крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащее медь, золото, индий, галлий, в количестве менее 1,0 каждый, при суммарном содержании никеля и алюминия, не превышающем 15%, при этом сплав имеет структуру, упрочненную алюминидами никеля.at least one element selected from the group containing copper, gold, indium, gallium, in an amount of less than 1.0 each, with a total nickel and aluminum content not exceeding 15%, the alloy having a structure strengthened by nickel aluminides.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Увеличение твердости сплавов очень важно для ювелирных изделий, т.к. позволяет сохранять их блеск после полировки более продолжительное время и уменьшает количество царапин. Заявленные сплавы обладают способностью упрочняться в процессе термической или термомеханической обработки, при этом они имеют сравнительно низкую температуру плавления и хорошую технологичность при литье, горячей и холодной деформации.Increasing the hardness of alloys is very important for jewelry, as allows you to maintain their shine after polishing for a longer time and reduces the number of scratches. The claimed alloys have the ability to harden during thermal or thermomechanical processing, while they have a relatively low melting point and good processability during casting, hot and cold deformation.
Упрочнение заявленных палладиевых сплавов основано на эффекте дисперсионного твердения. Термическая обработка дисперсионно твердеющих сплавов заключается в их нагреве до образования пересыщенного твердого раствора, последующего быстрого охлаждения (закалки) и старения. В результате такой термической обработки твердый раствор распадается с выделением нанофазных частиц фаз - упрочнителей. Упрочняющий эффект при этом достигается за счет композиции образующихся и выделяющихся интерметаллидов. Отличие от упрочнителей иного состава является существенным как по методу образования, так и по структуре, характеру температур плавления, кинетике распада твердого раствора, эффекту упрочнения и его стабильности. Способ упрочнения палладиевых сплавов, применяемых для изготовления ювелирных изделий, посредством использования эффекта дисперсионного твердения, обеспечивающего необходимую технологичность в процессе их изготовления и эксплуатации, включает легирование палладиевой основы двумя компонентами, образующими между собой химическое соединение. В качестве таких компонентов в одном из вариантов изобретения используют никель и кремний, а в другом варианте - никель и алюминий. Их количественное содержание в сплавах определяется стехиометрическим соотношением, необходимым для образования интерметаллидов Ni2Si и Ni3Al, NiAl, Ni2Al3 соответственно.The hardening of the claimed palladium alloys is based on the effect of dispersion hardening. The heat treatment of precipitation hardening alloys consists in heating them to form a supersaturated solid solution, followed by rapid cooling (quenching) and aging. As a result of such heat treatment, the solid solution decomposes with the release of nanophase particles of phases - hardeners. The strengthening effect is achieved due to the composition of the formed and released intermetallic compounds. The difference from hardeners of a different composition is significant both in the method of formation and in the structure, nature of the melting points, kinetics of decomposition of the solid solution, the effect of hardening and its stability. The method of hardening palladium alloys used for the manufacture of jewelry by using the dispersion hardening effect, which provides the necessary processability in the process of their manufacture and operation, involves doping the palladium base with two components that form a chemical compound between themselves. Nickel and silicon are used as such components in one embodiment of the invention, and nickel and aluminum in another embodiment. Their quantitative content in alloys is determined by the stoichiometric ratio necessary for the formation of intermetallic compounds Ni 2 Si and Ni 3 Al, NiAl, Ni 2 Al 3, respectively.
Являясь раскислителем, бор в количестве 0,01-1% снижает влияние кислорода при выплавке сплавов, уменьшает потерю легирующих компонентов на угар и уменьшает размер зерна.Being a deoxidizing agent, boron in an amount of 0.01-1% reduces the effect of oxygen during smelting of alloys, reduces the loss of alloying components on fumes and reduces grain size.
Легирование сплава в любом сочетании медью, золотом, индием, галлием обеспечивает снижение температуры плавления палладиевого сплава, повышение литейных свойств и плотности изделия. Ограничение их количественного содержания менее 1,0 каждого обусловлено сохранением цвета сплава близким к платиновому.Alloying the alloy in any combination with copper, gold, indium, gallium ensures a decrease in the melting point of the palladium alloy, an increase in casting properties and density of the product. The limitation of their quantitative content is less than 1.0 each due to the preservation of the color of the alloy close to platinum.
Примеры реализации изобретенияExamples of the invention
Пример 1 Example 1
Был получен сплав нижеприведенного химического состава:The alloy of the following chemical composition was obtained:
Pd - основа, 3,2% Ni, 1,1% Si, 0,08% В, 0,08% Au, примесей не более 0,1%.Pd - base, 3.2% Ni, 1.1% Si, 0.08% B, 0.08% Au, impurities not more than 0.1%.
Плавка велась в вакуумной печи резистивного нагрева. В разогреваемый графитовый тигель был помещен тигель из искусственного сапфира с шихтовыми материалами. Плавка велась при температуре 1730°C. Были получены слитки цилиндрической формы диаметром 30 мм и высотой 8 мм. Следует отметить, что введение бора увеличило жидкотекучесть сплавов и привело к уменьшению линейной усадки. Структурный анализ показал уменьшение размеров зерна. Это существенно улучшает потребительские свойства данных сплавов.Melting was carried out in a vacuum furnace of resistive heating. An artificial sapphire crucible with charge materials was placed in a heated graphite crucible. Melting was carried out at a temperature of 1730 ° C. Cylindrical ingots with a diameter of 30 mm and a height of 8 mm were obtained. It should be noted that the introduction of boron increased the fluidity of the alloys and led to a decrease in linear shrinkage. Structural analysis showed a decrease in grain size. This significantly improves the consumer properties of these alloys.
Заявленные сплавы являются дисперсионно твердеющими, поэтому с целью увеличения их твердости были проведены работы по подбору режимов термообработки (закалка + старение), в результате которых были установлены диапазоны температур нагрева и выдержки под закалку, составляющие от 950 до 1150°C и от 10 до 30 минут соответственно, и диапазоны температур и выдержки при старении, составляющие от 450 до 600°C и от 2 до 4 часов соответственно.The claimed alloys are dispersion hardening, therefore, in order to increase their hardness, work was carried out on the selection of heat treatment modes (hardening + aging), as a result of which heating and holding temperatures for hardening were set, ranging from 950 to 1150 ° C and from 10 to 30 minutes, respectively, and the aging and aging ranges from 450 to 600 ° C and from 2 to 4 hours, respectively.
В конкретном примере реализации закалку осуществляли в воду после выдержки сплава при температуре 1000°C в течение 15 мин. После чего сплав старили при температуре 490°C в течение 4 часов.In a specific implementation example, quenching was carried out in water after holding the alloy at a temperature of 1000 ° C for 15 minutes. After that, the alloy was aged at a temperature of 490 ° C for 4 hours.
Твердость сплава после термообработки составляла 200 НВ, что почти в два раза превышало твердость литых сплавов с твердорастворным упрочнением. Сплав имел красивый теплый оттенок, обусловленный введением в него золота в указанных пределах, при сохранении характерного белого цвета и блеска. Это стало видно после полировки с применением стандартных паст, использующихся в ювелирном производстве.The hardness of the alloy after heat treatment was 200 HB, which was almost two times higher than the hardness of cast alloys with solid solution hardening. The alloy had a beautiful warm shade, due to the introduction of gold into it within the specified limits, while maintaining a characteristic white color and luster. This became apparent after polishing using standard pastes used in jewelry production.
Пример 2Example 2
Получали сплав, содержащий Pd - основа, 11,8% Ni, 2,8% Al, 0,07% B, 0,08% Au, примесей не более 0,1%.An alloy was obtained containing Pd - base, 11.8% Ni, 2.8% Al, 0.07% B, 0.08% Au, and impurities no more than 0.1%.
Плавка велась аналогично примеру 1 при температуре 1730°C. Закалку в воду осуществляли после выдержки сплава при температуре 1000°C в течение 15 мин. Старение проводили при температуре 520°C с выдержкой 4 часа.Melting was carried out analogously to example 1 at a temperature of 1730 ° C. Quenching in water was carried out after holding the alloy at a temperature of 1000 ° C for 15 min. Aging was carried out at a temperature of 520 ° C with an exposure of 4 hours.
Полученный после термообработки сплав имел твердость 300 НВ, которая на девяносто единиц превышает твердость литого сплава, составляющую 210 НВ, при этом сохраняется платиновый цвет сплава.The alloy obtained after heat treatment had a hardness of 300 HB, which is ninety units higher than the hardness of the cast alloy of 210 HB, while maintaining the platinum color of the alloy.
Таким образом, заявленные сплавы обладают оптимальным уровнем твердости и имеют красивый белый цвет при сохранении высоких литейных свойств и пластичности, что позволяет изготавливать из них качественные ювелирные изделия с требуемыми свойствами.Thus, the claimed alloys have an optimal level of hardness and have a beautiful white color while maintaining high casting properties and plasticity, which allows them to produce high-quality jewelry with the required properties.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115471A RU2606679C2 (en) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | Palladium-based jewellery alloy (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015115471A RU2606679C2 (en) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | Palladium-based jewellery alloy (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015115471A RU2015115471A (en) | 2016-11-20 |
RU2606679C2 true RU2606679C2 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=57759592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015115471A RU2606679C2 (en) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | Palladium-based jewellery alloy (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2606679C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0267318A2 (en) * | 1986-11-13 | 1988-05-18 | C. HAFNER GmbH & Co. | Alloy for ornamental purposes |
RU2244762C1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-01-20 | Открытое акционерное общество "Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов" (ОАО "ЕЗ ОЦМ") | Palladium-based white alloy |
RU2331683C2 (en) * | 2006-09-04 | 2008-08-20 | Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" (ОАО "Красцветмет") | Jewelry alloy on base of palladium |
RU2395604C1 (en) * | 2009-07-23 | 2010-07-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Alloy on palladium base |
RU2479656C1 (en) * | 2012-03-11 | 2013-04-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Jewellery cast alloy of white colour based on palladium |
-
2015
- 2015-04-24 RU RU2015115471A patent/RU2606679C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0267318A2 (en) * | 1986-11-13 | 1988-05-18 | C. HAFNER GmbH & Co. | Alloy for ornamental purposes |
RU2244762C1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-01-20 | Открытое акционерное общество "Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов" (ОАО "ЕЗ ОЦМ") | Palladium-based white alloy |
RU2331683C2 (en) * | 2006-09-04 | 2008-08-20 | Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" (ОАО "Красцветмет") | Jewelry alloy on base of palladium |
RU2395604C1 (en) * | 2009-07-23 | 2010-07-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Alloy on palladium base |
RU2479656C1 (en) * | 2012-03-11 | 2013-04-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Jewellery cast alloy of white colour based on palladium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015115471A (en) | 2016-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5793136B2 (en) | Gray gold alloy without nickel and copper | |
KR101223546B1 (en) | An al-si-mg-zn-cu alloy for aerospace and automotive castings | |
EP1711641B1 (en) | Platinum alloy and method of production thereof | |
US4557895A (en) | Yellow gold alloy | |
JP2021050420A (en) | Palladium-based alloy | |
EP1913168B1 (en) | Platinum alloy and method of production thereof | |
US9217190B2 (en) | Sterling silver alloy and articles made from same | |
RU2606679C2 (en) | Palladium-based jewellery alloy (versions) | |
RU2650220C1 (en) | 585 platinum jewellery alloy | |
RU2582836C1 (en) | Palladium-based jewellery alloy hardened with intermetallides containing cobalt (versions) | |
RU2582837C1 (en) | Palladium-based jewellery alloy hardened with intermetallides containing iron (versions) | |
US20050220659A1 (en) | Silver-platinum alloy and methods of manufacturing same | |
JPS6314830A (en) | Sulfidization-resisting hard silver alloy | |
RU2604148C1 (en) | Gold-based alloy, hardened with intermetallides containing iron, (versions) | |
RU2604147C1 (en) | Gold-based alloy, hardened with intermetallides containing nickel, (versions) | |
RU2604145C1 (en) | Gold-based alloy, hardened with intermetallides containing cobalt, (versions) | |
JPH0820830A (en) | Production of pure platinum for ornament, having high hardness | |
RU2675012C1 (en) | Composition and method of manufacturing jeweler platinum alloy | |
RU2645624C1 (en) | Jewelry alloy of 585 platinum for micro-casting | |
RU2349660C1 (en) | Jewelry alloy on basis of palladium | |
KR101741681B1 (en) | Ag-Cu based alloy composition having high anti-discoloration and hardness and the manufacturing method thereof | |
EP1913167A1 (en) | Platinum alloy and method of production thereof | |
RU2528293C1 (en) | Platinum-based jewellery alloy | |
RU2537329C2 (en) | Alloy based on palladium and method for strengthening palladium alloys used for manufacture of pieces of jewellery | |
RU2306350C1 (en) | "777" silver base alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170425 |
|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20180625 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180921 |