AMORPH ERSTARRENDE EDELMETALL-LEGIERUNG AUF EDELMETALLBASIS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine amorphe Edelmetall-Legierung, die Platin und/oder Palladium enthält, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie einen auf der Basis dieser Edelmetall-Legierung hergestellten Artikel, insbesondere Schmuck wie ein Schmuckstück, eine Uhr, ein Uhrengehäuse, oder ein Schreibgerät.

[0002] Amorphe Edelmetall-Legierungen auf Edelmetallbasis finden verstärkt Anwendung, insbesondere in der Schmuck- oder Uhrenbranche, da sie eine außergewöhnliche Kombination mechanischer Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich ihrer Festigkeit und Elastizität, aufweisen, die von keinem anderen zur Zeit bekannten Werkstoff dermaßen erreicht wird. Oft zeichnen sich amorphe metallische Edelmetall-Legierungen im Vergleich zu konventionellen kristallinen Edelmetall-Legierungen vergleichbarer Zusammensetzung auch durch eine deutlich höhere Härte aus.

[0003] Ein weiterer Vorteil amorpher Metalle ist die Kombination der mechanischen Eigenschaften mit der Möglichkeit einer endformnahen Verarbeitung durch Gießen oder thermoplastisches Formen: Die Verarbeitung derartig amorpher Metalle geht ohne Erstarrungsschwindung einher und führt zu mechanisch hoch belastbaren Werkstücken. Beim Gießen derartiger amorpher Metalle ist die maximal erreichbare Dicke vollständig amorph erstarrter Werkstücke durch die kritische Abkühlrate der jeweiligen Edelmetall-Legierung limitiert. Beim thermoplastischen Formen können amorphe Werkstücke bei Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur T_g verformt oder verbunden werden, so dass auf diese Weise dünnwandige, hohle, großflächige und/oder auf der Oberfläche strukturierte Werkstücke mit Dimensionen über die kritische Dicke hinaus hergestellt werden.

[0004] Die erste amorphe Edelmetall-Legierung auf Edelmetallbasis war eine binäre Edelmetall-Legierung im Au-Si-System. Ausgehend von diesem System wurde die bis jetzt bekannteste amorphe Edelmetall-Legierung mit der Zusammensetzung Au₄₉Ag_5,5Pd_2,3Cu_26,9Si_16,3 der Firma Liquidmetal Technologies Inc. entwikkelt, wobei die vorgenannten Mengenanteile in Atomprozent ausgedrückt sind. In Massenprozent entspricht dies Au_76,3 Ag_4,7 Pd_1,9 Cu_13,5 Si_3,6. Diese Edelmetall-Legierung mit 18 Karat Goldanteil weist eine Härte von 360 HV auf und übertrifft damit den Härtewert einer farblich vergleichbaren kristallinen Edelmetall-Legierung um über 50 %. Nachteilig an dieser Edelmetall-Legierung war ein mangelndes Korrosionsverhalten, weshalb diese Edelmetall-Legierung keine weit verbreitete Anwendung fand.

[0005] Des Weiteren sind Edelmetall-Legierungen auf Platinbasis bekannt, beispielsweise Pt_42,5Cu₂₇Ni_9,5P₂₁ sowie Pt₈₀Cu₁₆Co₂P₂₂, wobei die vorgenannten Mengenanteile wiederum in Atomprozent ausgedrückt sind. In Massenprozent ausgedrückt entspricht dies Pt_73,9 Cu_15,3 Nis P_5,8 bzw. Pt_88,8 Cu_4,5 Co_0,9 P₅. Diese ausschließlich hochkarätigen Edelmetall-Legierungen weisen ebenfalls ungewöhnlich hohe Härten von über 400 HV auf und sind im Vergleich zu den vorgenannten amorphen Gold-Legierungen aufgrund einer generell langsameren Kinetik korrosionsresistenter. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten amorphen Edelmetall-Legierungen auf Platinbasis sind ihre großen Beimengungen von Nickel-Phosphor bzw. Phosphor, die die Verarbeitung und das Recycling erschweren. Bei den vorgenannten Platin-Legierungen sind z. B. Nickel-Phosphor-Anteile bzw. Phosphor-Anteile von 21 bzw. 22 Atomprozent erforderlich, um eine hinreichende Glasbildungsfähigkeit bzw, niedrigste Liquidustemperaturen im System Pt-P zu erreichen.

[0006] Des Weiteren sind amorphe Edelmetall-Legierungen auf Palladium-Basis bekannt, z. B. Pd₄₀ Co₃₀ Ni₁₀ P₂₀, wobei die Anteile der vorgenannten Legierungskomponenten wiederum in Atomprozent angegeben sind. In Massenprozent ausgedrückt weist die vorgenannte Edelmetall-Legierung folgende Zusammensetzung auf: Pd₅₈Co₂₆ Ni₈ P₈. Auch hier ist wieder der große Anteil von Nickel-Phosphor von zusammen ca. 16 Massenprozent nachteilig.

[0007] Die US 4 746 584 A1 beschreibt Metallelektroden, die aus einem amorphen Metall gemäß der Formel Pt_pA_aD_d ausgebildet sind, wobei A für Iridium, Palladium, Rhodium, Ruthenium oder eine Mischung davon und D für Bor, Aluminium, Arsen, Phosphor, Antimon, Germanium, Silizium oder Sizillium oder eine Mischung davon steht. Der Massenanteil p liegt im Bereich von 40-82 %, der von a im Bereich von 1-40 % und der von d im Bereich zwischen 8-40 %, wobei sich die Massenanteile p, a und d zu 100 Gew.-% ergänzen. Diese amorphe Edelmetall-Legierung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie stets zwei Elemente aus der Platin-Gruppe, nämlich stets Platin und ein weiteres Element der Platin-Gruppe enthält.

[0008] Aus der EP 0 267 318 A2 ist eine kristalline Edelmetall-Legierung für Schmuckzwecke bekannt, die aus 75 Gew.-% bis 99,5 Gew.-% Palladium als Basismetall mit Zusätzen von Metallen der 3. bis 6. Periode des periodischen Systems der Elemente besteht.

[0009] Die DE 20 2009 013 202 U1 beschreibt eine kristalline Platin-Schmuck-Legierung, die 50 Gew.-% bis 70 Gew.-% Platin, 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% mindestens eines Elements ausgewählt aus der Gruppe Indium, Gallium, Germanium, Zinn und Zink und 0,5 Gew.-% bis 40 Gew.-% Silber oder Kupfer umfasst.

[0010] Die DE 10 2007 006 623 A1 beschreibt eine kristalline Platinlegierung für die Herstellung von Schmuckstücken mit folgender Zusammensetzung, wobei die Angaben in Gewichtsprozent erfolgen: 39-66 % Platin, 5-30 % Palladium und 10-32 % Kupfer. Bevorzugte Ausführungen der Legierungen sieht eine Zusammensetzung von 44-46 % Platin, 9-30 % Palladium und 24-27 % Kupfer bzw. 39-41 % Platin, 9-30 % Palladium und 29-52 Kupfer vor.

[0011] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine amorphe Edelmetall-Legierung zu schaffen, die - von unvermeidbaren Beimischungen und Verunreinigungen abgesehen - frei von Nickel und/oder Phosphor ist. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs aus der erfindungsgemäßen Edelmetall-Legierung geschaffen werden. Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen in der Bereitstellung eines Halbzeugs, insbesondere zur Herstellung von Schmuck, sowie in der Verwendung der erfindungsgemäßen Edelmetall-Legierung zur Herstellung eines Schmuckartikels sowie in der Schaffung eines Schmuckartikels.

[0012] Die erfindungsgemäße Edelmetall-Legierung besitzt eine Zusammensetzung gemäß A_aB_bC_c, wobei A mindestens ein Element aus einer Gruppe, die aus Pt und Pd besteht, B mindestens ein Element aus einer Gruppe, die aus Al, Au, Ag, Cu besteht, und C mindestens ein Element aus einer Gruppe, die aus Ga und Ge besteht, bezeichnet, wobei der Massenanteil a im Bereich von 45-60 Massenprozent, vorzugsweise im Bereich von 45-59 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 48 bis 54 Massenprozent, der Massenanteil b im Bereich von 39-55 Massenprozent vorzugsweise im Bereich von 39-49 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 40 bis 47 Massenprozent, und der Massenanteil c im Bereich von 0-13 Massenprozent, vorzugsweise im Bereich von 1-13 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 2 bis 10 Massenprozent und insbesondere vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5 Massenprozent liegt, wobei vorzugsweise bei einem gleichzeitigen Vorhandensein von Platin und Palladium die Edelmetall-Legierung Aluminium nicht als einzige Legierungskomponente der Gruppe B aufweist, und wobei sich die vorgenannten Massenanteile a, b und c, von üblichen Beimischungen und Verunreinigungen abgesehen, zu 100 Massenprozent ergänzen.

[0013] Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Platin-Legierung geschaffen, die nickel- und/oder phosphorfrei ist, und dennoch eine gute Glasbildungsfähigkeit aufweist. Die erfindungsgemäße Edelmetall-Legierung zeichnet sich durch eine hohe Korrosions- und Anlaufbeständigkeit aus und ist daher insbesondere zur Herstellung von hochwertigen Werkstücken wie z. B. Schmuckstücken geeignet.

[0014] Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass diese vorteilhaften Eigenschaften nicht nur bei Platin als Ausgangsmaterial, sondern auch bei Palladium oder einer Kombination von Platin und Palladium erzielt werden, wobei der Anteil von Palladium bzw. Platin und Palladium zwischen 45 und 60 Massenprozent beträgt.

[0015] Die erfindungsgemäßen Edelmetall-Legierungen besitzten den Vorteil, dass sie kein Nickel und/oder Phosphor enthalten. Dies vereinfacht ihre Herstellung und das Materialrecycling entscheidend. Die Edelmetall-Legierungen sind auch hinsichtlich etwaiger Allergien unbedenklich, was insbesondere für einen Einsatz in der Schmuck- und Uhrenindustrie, bei denen das entsprechende Schmuckstück oft unmittelbar und für längere Zeit mit der Haut direkt in Kontakt kommt, von Vorteil ist.

[0016] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs aus einer amorph erstarrenden Edelmetall-Legierung schlägt vor, dass a Massenanteile mindestens eines Elements der vorgenannten Gruppe A, b Massenanteile mindestens eines Elements der vorgenannten Gruppe B und c Massenanteile mindestens eines Elements vorgenannten Gruppe C legiert und zu dem Halbzeug gegossen werden.

[0017] Das erfindungsgemäße Halbzeug sieht vor, dass es aus der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Edelmetall-Legierung hergestellt ist.

[0018] Erfindungsgemäß wird zur Herstellung eines Schmuckartikels, insbesondere eines Schmuckstücks, einer Uhr eines Uhrengehäuses, eines Uhrenarmbands, eines Schreibgeräts oder eines Teiles eines derartigen Gegenstands, eine amorph erstarrende Edelmetall-Legierung verwendet, welche durch die Zusammensetzung A_a B_b C_c gekennzeichnet ist, wobei A mindestens ein Edelmetall aus einer Gruppe, die aus Platin und Palladium besteht, B mindestens ein Element aus einer Gruppe, die aus Al, Au, Ag und Cu, besteht, C mindestens ein Element aus einer Gruppe, die aus Ga und Ge besteht, bezeichnet, wobei der Massenanteil a im Bereich von 45-60 Massenprozent, vorzugsweise im Bereich von 45-59 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 48 bis 54 Massenprozent, der Massenanteil b im Bereich von 39-49 55 Massenprozent, vorzugsweise im Bereich von 39-55 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 39 bis 49 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 40 bis 47 Massenprozent, und der Massenanteil c im Bereich von 0-13 Massenprozent, vorzugsweise im Bereich von 1-13 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 1 bis 12 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 2 bis 10 Massenprozent und insbesondere im Bereich von 2 bis 5 Massenprozent liegt, und wobei sich die vorgenannten Massenanteile a, b und c, von üblichen Beimischungen und Verunreinigungen abgesehen, zu 100 Massenprozent ergänzen.

[0019] Ein erfindungsgemäßer Schmuckartikel, insbesondere Schmuck wie ein Schmuckstück, eine Uhr, ein Uhrengehäuse, ein Uhrenarmband, ein Schreibgerät oder ein Teil der vorgenannten Artikel sieht vor, dass dieser Artikel ganz oder teilweise aus der erfindungsgemäßen amorphen Edelmetall-Legierung hergestellt ist.

[0020] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0021] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im Folgenden beschrieben werden; die nachfolgenden Mengenangaben sind hierbei jeweils Massenprozente

1. Platin-Legierungen

1.1 System Pt-Ag-Cu

[0022] Die ersten drei Ausführungsbeispiele einer Edelmetall-Legierung auf Platinbasis gehören zum System Pt-Ag-Cu.

[0023] Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Edelmetall-Legierung auf Platinbasis ist durch Pt_53,2Ag_31,4Cu_12,2Ga_3,2 gegeben. Diese Edelmetall-Legierung zeichnet sich durch eine günstige Glasbildungsfähigkeit aus.

[0024] Ein zweites Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Edelmetall-Legierung Pt₅₀AG_33,8Cu_13,2Ga₃ ist.

[0025] Ein drittes Ausführungsbeispiel einer Edelmetall-Legierung ist durch Pt₅₀Ag_30,6Cu_11,9Ge_7.5 gegeben.

1.2 Sytem Pt-Al-Cu

[0026] Die nächsten drei Ausführungsbeispiele betreffen eine amorph erstarrende Edelmetall-Legierung, deren Hauptbestandteile Pt-Al-Cu sind.

[0027] Das vierte Ausführungsbeispiel besteht in der Edelmetall-Legierung Pt_53,1Al_35,8Cu_7,9Ga_3,2. Das fünfte Ausführungsbeispiel besteht in der Edelmetall-Legierung Pt₅₀Al_38,5Cu8,5Ga₃.

[0028] Das sechste Ausführungsbeispiel sieht eine Edelmetall-Legierung Pt₅₀Al_34,9Cu_7,7Ge_7,4 vor.

1.3 System Pt-Au-Ag-Cu

[0029] Das siebte und das achte Ausführungsbeispiel beschreiben jeweils eine Edelmetall-Legierung aus dem System Pt-Au-Ag-Cu. Die entsprechenden Edelmetall-Legierungen sind exemplarisch durch Pt₅₀Au_23,5Ag₁₇Cu_6,5Ga₃ und Pt₅₀Au_21,2Ag_15,3Cu₆Ge_7,5 gegeben.

[0030] Die vorgenannten acht Ausführungsbeispiele beschreiben somit amorph erstarrende Edelmetall-Legierungen auf Platinbasis, die durch folgende Zusammensetzung charakterisiert sind: Pt_a B_b C_c, wobei Pt für Platin steht, B mindestens ein Element aus einer Gruppe, die aus Al, Au, Ag und Cu besteht, charakterisiert, und C mindestens ein Element aus der Gruppe, die aus Ga und Ge besteht, definiert. Der Parameter a steht für den Platinanteil der beschriebenen Edelmetall-Legierungen mit 45-60 Massenprozent, der Parameter b für 39 bis 55 Massenprozent, vorzugsweise 39-49 Massenprozent und der Parameter c für 0-13 Massenprozent.

[0031] Es wird bevorzugt, dass Platin in einem Anteil von 45-60 Massenprozent, insbesondere von 45 bis 59 Massenprozent, weiter vorzugsweise 48-54 Massenprozent, insbesondere in einem Anteil von 49 bis 51 Massenprozent oder 50-54 Massenprozent und für letzteren Bereich weiter insbesondere in einem Anteil von 50-52 Massenprozent in den beschriebenen Edelmetall-Legierungen vorhanden ist. Die letztgenannten Bereiche zeichnen sich durch eine besonders günstige Glasbildungsfähigkeit aus.

[0032] Der Anteil b eines oder mehrerer Metalle aus der Gruppe B beträgt 39 bis 55 Massenprozent, vorzugsweise 39-49 Massenprozent, vorzugsweise 40-47 Massenprozent und insbesondere 42-47 Massenprozent.

[0033] Bevorzugt wird, dass Gallium und/oder Germanium in einem Anteil c zwischen 0-13 Massenprozent, vorzugsweise mit einem Anteil von 1-13 Massenprozent, vorzugsweise in einem Anteil von 1-12 Massenprozent und hierbei insbesondere in einem Anteil von 2-10 Massenprozent und weiter insbesondere 2 bis 5 Massenprozent in den beschriebenen Edelmetall-Legierungen vorhanden ist. Es ist auch möglich, dass, obwohl dies nicht bevorzugt wird, Gallium und/oder Germanium in einem Anteil c von 0-1 Massenprozent vorhanden sind, dass also im Extremfall (c=0) Gallium und/oder Germanium in den vorstehend beschriebenen Edelmetall-Legierungen nicht enthalten ist.

2. Palladium-Legierungen

[0034] Wie bereits eingangs ausgeführt, hat sich überraschenderweise gezeigt, dass nicht nur amorph erstarrende Edelmetall-Legierungen auf Platinbasis mit der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung die beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften aufweisen, sondern dass Platin ganz oder teilweise durch Palladium substituiert werden kann.

2.1 System Pd-Ag-Cu

[0035] Das neunte Ausführungsbeispiel ist eine dem System Pd-Ag-Cu zugehörige Edelmetall-Legierung und besteht aus Pd₅₀Ag₃₄Cu₁₃Ga₃. Auch hier ist eine günstige Glasbildungsfähigkeit gegeben.

2.2 Sytem Pd-Au-Ag-Cu

[0036] Ein zu diesem System gehörendes, exemplarisches Ausführungsbeispiel einer derartigen Edelmetall-Legierung ist Pd₅₀Au_20,2Ag_14,6Cu_5,7Ge_9,5.

2.3

[0037] Die vorstehend beschriebenen Edelmetall-Legierungen lassen sich somit durch Pd_a B_b C_c charakterisieren, wobei Pd für Palladium sowie B und C wiederum für mindestens ein Element aus den vorstehend beschriebenen Gruppen Al, Au, Ag, Cu bzw. Ga, Ge stehen.

[0038] Der Anteil a von Palladium beträgt hierbei wiederum 45-60 Massenprozent, vorzugsweise 45-59 Massenprozent, weiter vorzugsweise 48-54 Massenprozent, weiter vorzugsweise 49-51 Massenprozent oder 50-54 und hierbei vorzugsweise 50-52 Massenprozent, wobei insbesondere bei den zuletzt genannten Konzentrationsbereichen eine besonders günstige Glasbildungsfähigkeit gegeben ist.

[0039] Der Anteil b des oder der Elemente aus der Gruppe B beträgt hierbei 39 bis 55 Massenprozent, vorzugsweise 39-49 Massenprozent, weiter vorzugsweise 40-47 Massenprozent und insbesondere weiter vorzugsweise 42-47 Massenprozent.

[0040] Der Anteil von Gallium und/oder Germanium beträgt wiederum 0-13 Massenprozent, wobei die bevorzugten Anteilsbereiche, die für die oben in Ziffer 1 beschriebenen, platinbasierten amorphen Edelmetall-Legierungen angegeben sind, bei Palladium entsprechend gelten.

[0041] Bevorzugt wird hierbei, dass das Verhältnis der atomaren Anteile von Palladium und Aluminium größer gleich 4 ist. Dieses atomare Verhältnis von Palladium zu Aluminium entspricht einem Massenverhältnis von Palladium zu Aluminium von größer gleich 94/6; es wird also bevorzugt, dass das Verhältnis der Anteile von Palladium und Aluminium - ausgedrückt in Massenverhältnissen - größer gleich 15,67 ist. Ein Beispiel für eine derartige Legierung stellt eine Legierung dar, die 45 bis 60 Massenprozent Palladium, 39 bis 55 Massenprozent mindestens zweier Elemente aus der Gruppe B und Gallium und/oder Germanium zwischen 0 bis 13 Massenprozent enthält, jedoch mit folgender Maßgabe: das erste der mindestens zwei Metalle aus der Gruppe B ist Aluminium, wobei Aluminium - entsprechend dem Anteil von Palladium im Bereich von 45 bis 60 Massenprozent und dem vorgenannten Verhältnis zwischen Palladium und Aluminium - in einem Anteil von höchstens 45/15,67 bis 60/15,67, also in einem Anteil 2,87 bis 3,83 Massenprozent vorhanden ist; der Rest des Anteils b der mindestens zwei Elemente aus der Gruppe B ist durch mindestens ein weiteres Element aus der vorgenannten Gruppe B bereit gestellt. Wie im oben beschriebenen Fall gelten die vorgenannten bevorzugten Bereiche für die Anteile a. b und c wiederum entsprechend.

3. Platin-Palladium-Legierung

[0042] Es hat sich auch gezeigt, dass eine Edelmetall-Legierung, die nicht nur Platin oder Palladium in Alleinstellung, sondern eine Kombination von Platin und Palladium - (Pta₁ Pda₂)_a in einem Anteil a = a₁ + a₂ von 45-60 Massenprozent und im übrigen die vorstehend genannten Bestandteile aufweist, bei der also hier Platin durch bis zu 100 Gew.-% Palladium substituiert wird, die vorgenannten vorteilhaften Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Glasbildungsfähigkeit, aufweist. Als Beispiel für eine derartige Edelmetall-Legierung soll hier Pd₅₀ Pd_3,2 Ag_31,4 Cu_12,2 Ga_3,2 angeführt werden.

[0043] Die Platin-Palladium-Legierungen sind also durch (Pt_a1 Pd_a2)_a B_bC_c charakterisiert, wobei für die Massenanteile a, b und c wiederum vorzugsweise die in den Abschnitten 1.3 und 2.3 angegebenen Werte entsprechend gelten.

[0044] Bevorzugt wird auch hierbei wiederum, dass das Verhältnis der atomaren Anteile von Palladium und Aluminium größer gleich 4 ist. Die diesbezüglichen Erläuterungen am Ende des Abschnitts 2.3 gelten auch für eine Kombination von Platin und Palladium entsprechend. Als exemplarisches Beispiel soll folgende Legierung angegeben werden: Diese Legierung besitzt Platin und Palladium in einem Gesamtanteil von 55 Massenprozent, wobei annahmegemäß 50 Gewichtsprozent Platin und 5 Gewichtsprozent Palladium vorgesehen sind. Der Anteil der Elemente aus der Gruppe B, hier exemplarisch Aluminium und Kupfer, beträgt zwischen 40 und 45 Massenprozent, wobei gegebenenfalls ein entsprechender Anteil c von Elementen der Gruppe C enthalten ist. Der Anteil von Aluminium beträgt dann weniger als 0,32 Massenprozent und der Anteil von Kupfer ist im Bereich von 39,7 bis 24,7 Massenprozent.

[0045] Bevorzugt wird hierbei, dass bei der gleichzeitigen Anwesenheit von Platin und Palladium eines der beiden Elemente, also entweder Platin oder Palladium, jeweils in einem Anteil von mehr als 50 Massenprozent vorhanden ist, um auch die Punzierfähigkeit einer derartigen Edelmetall-Legierung mit mindestens 50 Massenprozent von Platin oder Palladium zu erhalten, oder in einem Anteil von nur geringfügig weniger als 50 Massenprozent vorhanden ist. Beispielsweise kann der Anteil von Platin, bei einem Gesamtanteil von Platin und Palladium von 51-60 Massenprozent, 50-59 Massenprozent betragen, d. h., dass Palladium dann nur in einem Anteil von 1 Massenprozent vorhanden ist. Das Gleiche gilt umgekehrt, nämlich, dass - auch hier wiederum nur beispielsweise - Palladium in einem Anteil von 50-59 Massenprozent vorhanden ist und folglich der Anteil von Platin dann nur 1 Massenprozent beträgt. Natürlich sind sämtliche Kombinationen möglich, z. B. dass der Anteil von Platin bzw. Palladium 50-54 Massenprozent, vorzugsweise 50-52 Massenprozent, bei einem Gesamtanteil von Platin und Palladium von z. B. 59 Massenprozent, beträgt, und der Anteil des jeweils anderen Metalls dann den zu 59 Massenprozent fehlenden Anteilsrest besitzt.

[0046] Bei der vorstehenden Beschreibung der exemplarischen Ausführungsbeispiele der amorphen Platin-Palladium-Legierungen wurde davon ausgegangen, dass mehrere Elemente aus der Gruppe B, also aus der Gruppe, die aus Al, Au, Ag, Cu besteht, vorhanden sind. Es ist aber auch möglich, dass nur eines dieser Elemente, als einziges Legierungselement, aus dieser Gruppe B in den beschriebenen Edelmetall-Legierungen vorhanden ist. Bevorzugt wird aber dass Aluminium nicht als einziges Element der Gruppe B vorhanden ist. Eine Kombination von Elementen der Gruppe B, die Al beinhaltet, ist aber auch durchaus bei derartigen amorphen Platin-Palladium-Legierungen - wie auch bei den beschriebenen amorphen Platin-Legierungen und den amorphen Palladium-Legierungen - ebenfalls möglich. Dies insbesondere dann, wenn der Anteil a von Platin und Palladium zwischen 45 und 59 Massenprozent beträgt, insbesondere in den vorstehend genannten Unterbereichen des Anteils a liegt.

4. Herstellung und Weiterverarbeitung

[0047] Die Herstellung der vorgenannten Edelmetall-Legierungen wird exemplarisch anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Herstellung der weiteren die vorgenannten Zusammensetzungen A_a B_b C_c aufweisenden Edelmetall-Legierungen erfolgt entsprechend: Zur Herstellung der Edelmetall-Legierung des ersten Ausführungsbeispiels werden 53,2 Massenanteile Platin, 31,4 Massenanteile Silber, 12,2 Massenanteile Kupfer und 3,2 Massenanteile Gallium legiert und als massives Halbzeug gegossen. Das Halbzeug wird im nächsten Schritt erschmolzen und in einem Rascherstarrungsverfahren verarbeitet. Bevorzugt wird hierbei eine Verdüsung der Schmelze in einem Inertgasstrom, mittels einer Vorrichtung und einem Verfahren, welche z. B. in dem deutschen Patent DE 103 40 606 B4 beschrieben sind.

[0048] Bei einer Verdüsung der Schmelze mit einer Starttemperatur von 1250 °C in einem Stickstoffstrom mit einem Austrittsdruck von 10 bar erstarrt das Material in Sekundenbruchteilen in Form von amorphen Pulvern, die typischerweise einen mittleren Partikeldurchmesser von 25 µm aufweisen. Das amorphe Pulver weist eine Glasübergangstemperatur T_g von ca. 290°C und eine Kristallisationstemperatur T_x von ca. 450°C auf.

[0049] Weitere anwendbare Rascherstarrungsverfahren sind ein Druckguss sowie Oberflächenbeschichtungsverfahren wie Thermisches Spritzen oder Kaltgasspritzen.

[0050] Auch die Weiterverarbeitung von plastifizierten amorphen Halbzeugmassen bei Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur mittels sogenanntem Thermoplastischen Formens unter Druck (TPF-Verfahren), wie beispielsweise das Spritzgießen von plastifizierten amorphen Halbzeugmassen bei Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur ist möglich.

[0051] Dem Fachmann ist aus obiger Beschreibung klar ersichtlich, dass die jeweils angegebenen Bereichsgrenzen im Rahmen von üblichen Legierungstoleranzen gelten. Außerdem ist ihm ersichtlich, dass durch die Angabe der jeweiligen Bereichsgrenzen auch sämtliche in den jeweiligen Bereich fallende Massenanteile mit umfasst sind.

[0052] Zusammenfassen ist festzuhalten, dass sich die beschriebenen Edelmetall-Legierungen insbesondere zur Herstellung von Schmuck wie Schmuckstücken, Uhren, Uhrengehäuse, Schreibgeräte und Bestandteile der vorgenannten Waren eignen.

Ansprüche

1. Amorphe Edelmetall-Legierung, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: A_aB_bC_c, wobei

- A mindestens ein Edelmetall aus einer Gruppe, die aus Platin und Palladium besteht.

- B mindestens ein Element aus einer Gruppe, die aus Al, Au, Ag und Cu, besteht.

- C mindestens ein Element aus einer Gruppe, die aus Ga und Ge besteht,

bezeichnet, wobei der Massenanteil a im Bereich von 45-60 Massenprozent, vorzugsweise im Bereich von 45-59 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 48 bis 54 Massenprozent, der Massenanteil b im Bereich von 39-55 Massenprozent vorzugsweise im Bereich von 39-49 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 40 bis 47 Massenprozent, und der Massenanteil c im Bereich von 0-13 Massenprozent, vorzugsweise im Bereich von 1-13 Massenprozent, weiter vorzugsweise im Bereich von 2 bis 10 Massenprozent und insbesondere vorzugsweise im Bereich von 2 bis 5 Massenprozent liegt, wobei vorzugsweise bei einem gleichzeitigen Vorhandensein von Platin und Palladium die amorphe Edelmetall-Legierung Aluminium nicht als einzige Legierungskomponente der Gruppe B aufweist, und wobei sich die vorgenannten Massenanteile a, b und c, von üblichen Beimischungen, Verunreinigungen und Legierungstoleranzen abgesehen, zu 100 Massenprozent ergänzen.

2. Edelmetall-Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetall-Legierung aus Pt_a B_b und C_c besteht, wobei Pt für das Edelmetall Platin steht.

3. Edelmetall-Legierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetall-Legierung aus Pd_a B_b und C_c besteht, wobei Pd für Edelmetall Palladium steht.

4. Edelmetall-Legierung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetall-Legierung aus (Pta₁ Pda₂)_a B_b C_c besteht, wobei die Summe der Massenanteile a₁ von Platin und a₂ von Palladium - von üblichen Beimischungen und Verunreinigungen abgesehen - gleich dem Massenanteil a ist.

5. Amorphe Edelmetall-Legierung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenanteil a im Bereich von 49-51 Massenprozent oder im Bereich von 50-54 assenprozent, vorzugsweise im Bereich von 50-52 Massenprozent beträgt, und/oder dass der Massenanteil b im Bereich von 42-47 Massenprozent liegt.

6. Edelmetall-Legierung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Platin der der Anteil von Palladium größer gleich 50 Massenprozent ist, und/oder dass bei gleichzeitigem Vorhandensein von Platin und Palladium der Massenanteil eines dieser beiden Elemente vorzugsweise größer als 50 Massenprozent ist.

7. Edelmetall-Legierung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetall-Legierung Pt_53,2Ag_31,4Cu_12,2Ga_3,2 oder Pt₅₀Ag_33,8Cu_13,2Ga₃ ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs aus einer amorph erstarrenden Edelmetall-Legierung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- a Massenanteile mindestens eines Elements der Gruppe A,

- b Massenanteile mindestens eines Elements der Gruppe B und

- c Massenanteile mindestens eines Elements Gruppe C legiert und zu dem Halbzeug gegossen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug erschmolzen und in einem Rascherstarrungsverfahren weiter verarbeitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Rascherstarrungsverfahren eine Verdüsung des geschmolzenen Materials in einem Inertgas erfolgt, oder dass als Rascherstarrungsverfahren ein Druckguss oder ein Oberflächenbeschichtungsverfahren wie Thermisches Spritzen oder Kaltgasspritzen verwendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das amorphe Halbzeug mittels eines Thermoplastischen Verformens unter Druck (TPF-Verfahrens) weiter verarbeitet wird,

12. Halbzeug, insbesondere zur Herstellung von Schmuck, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug aus einer amorphen Edelmetall-Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist.

13. Verwendung einer amorph erstarrenden Edelmetall-Legierung zur Herstellung eines Schmuckartikels, insbesondere eines Schmuckstücks, einer Uhr, eines Uhrengehäuses, eines Uhrenarmbands, eines Schreibgeräts oder eines Teiles eines derartigen Gegenstands, dadurch gekennzeichnet, dass eine amorphe Edelmetall-Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet wird.

14. Schmuckartikel, insbesondere Schmuck wie ein Schmuckstück, eine Uhr, ein Uhrengehäuse, ein Uhrenarmband, ein Schreibgerät oder eines Teils der vorgenannten Artikel, dadurch gekennzeichnet, dass der Artikel ganz oder teilweise aus einer amorphen Edelmetall-Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist.

Claims

1. Amorphous precious metal alloy, characterized by the following composition: A_aB_bC_c, whereby

- A designates at least one precious metal of a group consisting of platinum and palladium,

- B designates at least one element of a group consisting of Al, Au, Ag and Cu,

- C designates at least one element of a group consisting of Ga and Ge,

whereby the mass amount a is in the range of 45-60 mass percent, preferably in the range of 45-59 mass percent, further preferably in the range of 48 to 54 mass percent, the mass amount b is in the range between 39-55 mass percent, preferably in the range of 39-49 mass percent, further preferably in the range of 40 to 47 mass percent, and the mass amount c is in the range of 0-13 mass percent, preferably in the range of 1-13 mass percent, further preferably in the range of 2 to 10 mass percent, and in particular preferably in the range of 2 to 5 mass percent, whereby preferably, when platinum and palladium are simultaneously present, the amorphous precious metal alloy does not contain aluminum as a single alloy component of the group B, and wherein the afore-mentioned mass amounts a, b and c, apart from usual admixtures, impurities and alloy tolerances, supplement to 100 mass percent.

2. Precious metal alloy according to claim 1, characterized in that the precious metal alloy consists of Pt_a B_b and C_c, whereby Pt designate the precious metal platinum.

3. Precious metal alloy according to claim 1, characterized in that the precious metal alloy consists of Pd_a B_b and C_c, whereby Pd designate the precious metal palladium.

4. Precious metal alloy according to one of the previous claims, characterized in that the precious metal alloy consists of (Pta₁ Pda₂)_a B_b C_c, wherein the sum of the mass portions a₁ of platinum and a₂ of palladium, is - apart from usual admixtures and impurities - equal to the mass portion a.

5. Amorphous precious metal alloy according to one of the previous claims, characterized in that the mass portion a is in the range of 49-51 mass percent or in the range of 50-54 mass percent, preferably in the range of 50-52 mass percent, and/or that the mass portion b is in the range of 42-47 mass percent.

6. Precious metal alloy according to one of the previous claims, characterized in that the amount of platinum or the amount of palladium is equal or greater than 50 mass percent, and/or that in the simultaneous presence of platinum and palladium the mass portion of one of these two elements is preferably greater than 50 mass percent.

7. Precious metal alloy according to one of the previous claims, characterized in that the precious metal is Pt_53,2Ag_31,4Cu_12,2Ga_3,2 or Pt₅₀Ag_33,8Cu_13,2Ga₃.

8. Method for the manufacturing of a semi-finished product from an amorphous solidifying precious metal alloy according to one of the previous claims, characterized in that

- a mass portions of at least one element of the group A,

- b mass portions of at least one element of the group B, and

- c mass portions of at least one element of the group C are alloyed and cast to a semi-finished product.

9. Method according to claim 8, characterized in that the semi-finished product is melted and is further processed in a rapid solidification process.

10. Method according to claim 9, characterized in that an atomization of the molten material in an inert gas is used as a rapid solidification process, or that as rapid solidification process a die-casting or a surface coating like thermic spraying or cold gas spraying is used.

11. Method according to claim 8, characterized in that the amorphous semi-finished product is further processed by means of a thermoplastic forming under pressure (TPF-method).

12. Semi-finished product, in particular for manufacturing of ornamental items, characterized in that the semi-finished product is made of an amorphous solidifying precious metal alloy according to one of the claims 1 to 7.

13. Use of an amorphous solidifying precious metal alloy for manufacturing an ornamental article, in particular a piece of jewellery, a watch, a watch case, a watch band, a writing instrument or a part of such an article, characterized in that an amorphous precious metal alloy according to one of the claims 1 to 7 is used.

14. Ornamental article, in particular jewellery like a piece of jewellery, a watch, a watch case, a watch band, a writing instrument or a part of said articles, characterized in that the article is completely or partially made of an amorphous precious metal alloy according to one of the claims 1 to 7.

Revendications

1. Alliage de métaux précieux amorphe, caractérisé par une composition qui suit : A_aB_bC_c, dans lequel

- A désigne au moins une métal précieux issu d'un groupe qui est constitué de platine et de palladium ;

- B désigne au moins un élément issu d'un groupe qui est constitué de Al, Au, Ag et Cu ;

- C désigne au moins un élément issu d'un groupe, qui est constitué de Ga et de Ge, dans lequel la fraction en masse a se situe dans la plage de 45-60 pour cent en masse, de préférence dans la plage de 45-59 pour cent en masse, de manière davantage préférée dans la plage de 48 à 54 pour cent en masse, la fraction en masse b se situe dans la plage de 39-55 pour cent en masse, de préférence dans la plage de 39-49 pour cent en masse, de manière davantage préférée dans la plage de 40 à 47 pour cent en masse, et la fraction en masse c se situe dans la plage de 0-13 pour cent en masse, de préférence dans la plage de 1-13 pour cent en masse et de manière davantage préférée dans la plage de 2 à 10 pour cent de masse et en particulier de manière préférée dans la plage de 2 à 5 pour cent en masse, dans lequel de manière préférée en cas de présence simultanée de platine et de palladium, l'alliage de métaux précieux amorphe ne présente pas l'aluminium en tant que composant d'alliage unique du groupe B, et dans lequel les fractions en masse a, b, et c susmentionnées se complètent pour donner 100 pour cent en masse, abstraction faite de mélanges, d'impuretés et de tolérance d'alliage habituels.

2. Alliage de métaux précieux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alliage de métaux précieux est constitué de Pt_a, B_b et C_c, dans lequel Pt représente le métal précieux de la platine.

3. Alliages de métaux précieux selon la revendication 1, caractérisés en ce que l'alliage de métaux précieux est constitué de P_da, B_b et C_c, dans lesquels Pd représente le métal précieux du palladium.

4. Alliage de métaux précieux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alliage de métaux précieux est constitué de (Pta₁ Pda₂)_e B_b C_c, dans lequel la somme des fractions en masse a₁ de platine et a₂ de palladium est égale à la fraction en masse a - abstraction faite de mélanges et impuretés habituels -.

5. Alliage de métaux précieux amorphe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fraction en masse a se situe dans la plage de 49-51 pour cent en masse ou dans la plage de 50-54 pour cent en masse, de manière préférée dans la plage de 50-52 pour cent en masse, et/ou que la fraction en masse b se situe dans la plage de 42-47 pour cent en masse.

6. Alliage de métaux précieux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fraction de platine ou la fraction de palladium est égale ou supérieure à 50 pour cent en masse, et/ou en ce qu'en cas de présence simultanée de platine et de palladium, la fraction en masse d'un desdits deux éléments est de préférence supérieure à 50 pour cent en masse.

7. Alliage de métaux précieux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alliage de métaux précieux est Pt_53,2Ag_31,4Cu_12,2Ga_3,2 ou Pt₅₀Ag_33,8Cu_13,2Ga₃.

8. Procédé servant à fabriquer un semi-produit à partir d'un alliage de métaux à solidification amorphe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que

- a fractions en masse d'un élément du groupe A,

- b fractions en masse d'au moins un élément du groupe B ou

- c fractions en masse d'au moins un élément du groupe C sont alliées et sont coulées en le semi-produit.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le semi-produit est fondu et est transformé ultérieurement lors d'un procédé de solidification rapide.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une pulvérisation du matériau fondu dans un gaz inerte est effectuée en tant que procédé de solidification rapide, ou qu'une coulée sous pression ou un procédé de revêtement de surface tel qu'une injection thermique ou une injection de gaz à froid est utilisé(e) en tant que procédé de solidification rapide.

11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le semi-produit amorphe est transformé ultérieurement au moyen d'une déformation thermoplastique sous pression (procédé TPF).

12. Semi-produit, en particulier servant à fabriquer des bijoux, caractérisé en ce que le semi-produit est fabriqué à partir d'un alliage de métaux précieux amorphe selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.

13. Utilisation d'un alliage de métaux précieux à solidification amorphe servant à fabriquer un article de joaillerie, en particulier une pièce de bijouterie, une montre, un boîtier de montre, un bracelet de montre, un outil d'écriture ou une partie d'un objet de ce type, caractérisée en ce qu'un alliage de métaux précieux amorphe selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 est utilisé.

14. Article de joaillerie, en particulier bijou tel qu'une pièce de bijouterie, une montre, un boîtier de montre, une bracelet de montre, un outil d'écriture ou une partie des articles susmentionnées, caractérisé en ce que l'article est fabriqué en totalité ou en partie à partir d'un alliage de métaux précieux amorphe selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.