專利名稱：特別用于眼鏡架的合金的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種合金，所述合金特別用于眼鏡架、珠寶和其它佩戴到身體上的和/或裝飾在衣服上并與身體接觸的金屬飾物。更進一步，本發明涉及使用所述合金制得的眼鏡架、珠寶和裝飾在衣服上的金屬飾物，也涉及使用這種類型合金制得的中間產品和前體材料尤其是絲狀、條狀或桿狀材料。
在制造眼鏡架、珠寶、佩戴到身體上的金屬飾物或其它可能與身體接觸的金屬飾物時，使用涉及這些金屬飾物適宜性的特殊標準。因此，例如，尤其是對于至少部分地與佩帶者皮膚不斷接觸的眼鏡架，已經顯示出需要避免廣泛存在的接觸性過敏，并需要用于制造眼鏡架的金屬絲包含一種無鎳合金。然而，用于制造眼鏡架的無鎳金屬絲還必須同傳統含鎳的合金金屬絲，如由德國銀合金公司生產的金屬絲一樣滿足眼鏡架的機械要求。由無鎳合金制得的金屬絲還必須具有相當的可變形性以允許眼鏡架的低成本制造。
DE 10043278A1公開了一種合金，該合金滿足上述要求并在變形范圍大于70％時尤其具有滿足眼鏡架要求的硬度。
本發明的目的是提供一種無鎳并有良好可變形性的合金，所述合金即使與已知特別用于眼鏡架制造的合金相比也具有改善的可變形性和改善的加工性能，因此，它使相應金屬飾物特別是眼鏡架的生產成本更低了。
通過一種具有權利要求1所述特征的合金而達到這個目。
根據本發明所述的無鎳合金除了具有變形程度可以大于80％的良好可變形性以外，還具有良好的可焊性和良好的切割、沖壓和壓花性質。由于合金的組成，根據本發明所述的合金可以不使用焊劑而進行焊接過程從而達到良好的可焊性。在這種情況下，已經證實使用惰性氣體的感應焊接方法的應用尤其具有優勢。
根據本發明所述合金的良好的切割、沖壓和壓花性質是由于該合金材料的特殊的延展性，其使得，例如，材料的切割邊緣沒有大的破裂成分，因此切邊基本上通過切割而形成。所以，可以用簡單的方法得到干凈的切邊，因此對于后續加工它們只需要一些拋光處理。
除了良好的可變形性以外，根據本發明所述的合金材料，其具有能夠很好拋光的足夠的硬度。
總之，材料性質最終產生了根據本發明所述的可與德國銀合金公司的材料相比的合金，因此相應的合金材料尤其是相應的合金金屬絲可以在傳統的機器上使用德國銀合金公司工藝的公知工具進行加工，而不需要改變基本的機械參數。這在相應產品的低成本生產上具有優勢效應。
除了上述積極的加工性質以外，根據本發明所述合金的一個特別優勢還在于，在使用根據本發明所述合金制造的金屬絲的過程中可以獲得彈性性能，使得可以制造具有良好彈性性質和日常性能的眼鏡架。
根據權利要求2所述的組成是該合金的一個特別有優勢的具體實施方案。
如果根據本發明所述的合金作為眼鏡架的材料而使用，則使用該材料可達到的上述優點可以被拓展到一個特別大的程度。這對使用根據本發明所述合金制造的珠寶或用于裝飾衣服的金屬飾物也是相當適用的，尤其是以絲狀或條狀的形式或者甚至是桿狀材料而實現的情況。
以下，將結合附圖更詳細地描述該合金的具體實施方案。
圖1是硬度-形變曲線圖，該圖是本發明所述合金的一個具體實施方案與含有18％鎳的德國銀合金公司的材料相比的硬度曲線的對比圖；圖2a是與上述合金有關的強度/硬度-形變曲線圖；圖2b是與圖2a中所示曲線圖有關的一個數值表；圖3a是與上述合金有關的強度/硬度-溫度曲線圖；圖3b是與圖3a中所示曲線圖有關的一個數值表。
在圖1中，用E表示的硬度曲線代表金屬絲合金的一個具體實施方案，該合金在之后被稱為CuSn12Zn2。所述合金CuSn12Zn2具有12％Sn、2.1％Zn、0.08％Mn、0.002％P、0.003Fe和余量的銅。用S表示的曲線圖是具有18％鎳的德國銀合金公司材料的硬度曲線以作為對比。
如對比所示，合金E在超過80％的整個變形范圍內具有較大的硬度。
在圖2a中，CuSn12Zn2合金的硬度增大顯示為形變的一個函數，在圖2b中所示的用作基礎的數值表除了具有在變形期間達到的金屬絲直徑和圖2a中所示的強度和硬度值以外，還具有在給定直徑時的特別的截面減小[QV]和延展性。
在圖3a中，通過從重結晶中得到的強度和硬度值對溫度的曲線，顯示了重結晶的過程。圖3b中所示的用作圖3a基礎的數值表除了具有合金金屬絲CuSn12Zn2的金屬絲直徑和圖3a中所示的強度和硬度值以外，還具有由于重結晶所得到的該合金材料的延展性。
以下，將簡單解釋生產由特別適于制造眼鏡架的合金CuSn12Zn2制得的金屬絲的可能性。
首先，通過在900-1000℃的溫度下熔化上述合金成分而制得合金CuSn12Zn2。通過隨后的連續鑄造線狀(strand)產品而得到用于進一步加工生產金屬絲的半成品，所述線狀產品具有12-14毫米的線直徑(stranddiameter)或，例如，甚至具有65-85毫米的線直徑然后通過隨后的擠壓減少至上述的12-14毫米的線直徑。在通過冷軋逐步減少直徑的過程中，直徑可以減少至例如8毫米。由此得到的金屬絲坯體隨后在惰性氣體中，在500-800℃的溫度下進行退火處理1.5-5小時。接著，可能進行多步驟的進一步的直徑減少并在選擇的直徑減少步驟之間進行中間軋制處理，從而得到所期望的金屬絲的最終直徑如2.5毫米。
最后，可以通過，例如，用酸洗金屬絲進行表面處理，而特別地去除任何可能的氧化物包被層。
特別適于制造眼鏡架的合金CuSn12Zn2在半鑄狀態(soft-annealed state)下的維氏硬度(HV10)大約是100HV10，該硬度隨著形變增加而增加。在形變度為80％時，所述維氏硬度至少為大約280HV10。這意味著在變形過程中，硬度可以增至3倍。
在半鑄狀態下，抗拉強度為430-450牛頓/毫米2，隨著變形增加抗拉強度的值增至1100-1150牛頓/毫米2(圖2a)。
除了上述的合金CuSn12Zn2以外，與提到的第一個合金具有相同的組成只是多了2％鋅少了2％銅的合金CuSn12Zn4也特別適合于制造眼鏡架。例如，鋅比例的提高以及對應的銅比例的降低在金屬絲的彈性性質方面具有積極的效果。
如CuSn12Zn2的情況一樣，可以用電阻焊將由CuSn12Zn4制得的金屬飾物彼此連接起來。另外，上述的兩種合金都適合于用在眼鏡工業中使用的傳統涂膜方法進行涂膜。
權利要求
1.一種合金，所述合金特別用于眼鏡架、珠寶和其它佩戴到身體上的和/或裝飾在衣服上并與身體接觸的金屬飾物，其特征在于，所述合金含有如下組分(以重量百分數計)錫 8-14％鋅 1-8％錳 0.001-3％磷 0.001-0.3％鐵 0.001-0.5％銅 余量。
2.根據權利要求1所述的合金，其特征在于，所述合金含有如下組分(以重量百分數計)錫 11-13％鋅 1.5-4％錳 0.001-0.1％磷 0.001-0.05％鐵 0.001-0.02％銅 余量。
3.使用根據權利要求1或2所述的合金制造的眼鏡架。
4.使用根據權利要求1或2所述的合金制造的珠寶。
5.使用根據權利要求1或2所述的合金制造的用于衣服的金屬飾物。
6.使用根據權利要求1或2所述的合金制造的中間產品或前體材料，尤其是絲狀、條狀或桿狀材料。
全文摘要
一種合金，所述合金特別用于眼鏡架、珠寶和其它佩戴到身體上或裝飾在衣服上并與所述身體接觸的金屬飾物。該合金由以下成分組成錫8－14重量％，鋅1－8重量％，錳0.001－3重量％，磷0.001－0.3重量％，鐵0.001－0.5重量％，余量為銅。
文檔編號A44C27/00GK1668772SQ03816378
公開日2005年9月14日 申請日期2003年7月10日 優先權日2002年7月12日
發明者E·施密德, T·希米希霍芬, J·布賴特, J·施洛特納, B·迪特里克 申請人:貝爾肯霍夫股份有限公司