DE3424030A1 - Titanium alloy for decorative use - Google Patents
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Abstract
Description
Titanlegierung zur dekorativen Titanium alloy for decorative
Anwendung Die Erfindung betrifft eine Titanlegierung zur dekorativen Anwendung und insbesondere eine verbesserte Zusammensetzung einer Titanlegierung, welche zur Dekoration von modischen Artikeln wie z.B. Uhren, Brillengestellen benutzt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine solche Titanlegierung enthaltende Uhren und Brillengestelle. Application The invention relates to a titanium alloy for decorative purposes Application and in particular an improved composition of a titanium alloy, which are used to decorate fashionable items such as watches, glasses frames will. The invention also relates to a watch containing such a titanium alloy and glasses frames.
Zur Herstellung solcher modischen Artikel, welche im allgemeinen starke dekorative Wirkungen, niedriges Gewicht und vorzügliche Korrosionsbeständigkeit erfordern, sind lange reines Titan oder Titanlegierungen wegen ihrer signifikanten Korrosionsbeständigkeit verwendet worden. Materialien für solche Artikel erfordern weiter zähe Elastizität, um wiederholt Verbiegungen während des Gebrauchs auszuhalten, reichliche Verformbarkeit, um komplizierte Formänderung in der Herstellung zu erlauben, und hohe Punktschweißbarkeit und Hartlötbarkeit, um eine leichte und zuverlässige Verbindung zu zugehörigen Materialien zu erlauben.To make such fashionable articles which are generally strong decorative effects, low weight and excellent corrosion resistance require are long pure titanium or titanium alloys because of their significant Corrosion resistance has been used. Require materials for such items further tough elasticity to withstand repeated bending during use, ample deformability to allow complicated shape changes in manufacture, and high spot weldability and brazeability to ensure easy and reliable Allow connection to related materials.
Trotz der vorzüglichen Korrosionsbeständigkeit ist reines Titan zu weich, um zähe Elastizität zu haben, und auch ziemlich untauglich zum Schleifen zur Oberflächenbehandlung. Um diese Nachteile abzudecken, ist die Verwendung von mehreren (α+B) Sorten von Titanlegierungen vorgeschlagen worden. Ti-6%Al-4%V Legierung ist ein Beispiel. Aber diese Legierung ist zu hart für eine gleichmäßige Kaltbearbeitung und -ziemlich schlecht in Punktschweißbarkeit und Hartlötbarkeit. Ti-3%Al-2,5%V Legierung ist ein anderes Beispiel. Diese Legierung ist besser in der Verformbarkeit als das erste Beispiel, aber ihre Verformbarkeit ist immer noch unzureichend, um leicht komplizierte Formänderung in der Herstellung zu erlauben. Auch diese Legierung ist wieder ziemlich schlecht in der Punktschweißbarkeit und der Hartlötbarkeit.In spite of the excellent resistance to corrosion, pure titanium is closed soft to have tough elasticity and also quite unsuitable for sanding for surface treatment. To cover these disadvantages, the use of several (α + B) grades of titanium alloys have been proposed. Ti-6% Al-4% V Alloy is an example. But this alloy is too hard to be even Cold work and fairly poor in spot weldability and brazeability. Ti-3% Al-2.5% V alloy is another example. This alloy is better in of deformability as the first example, but its deformability is still insufficient to easily allow complicated shape change in manufacture. Again, this alloy is quite poor in spot weldability and the brazeability.
Der ERfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Titanlegierung zur dekorativen Anwendung, insbesondere für Uhren und Brillengestelle zu schaffen, welche eine bessere Elastizität als reines Titan hat, und welche eine reichhaltigere Bearbeitungsfähigkeit mit höherer Punktschweißbarkeit und Hartlötbarkeit besitzt als die vorher beschriebenen Titanlegierungen, die üblicherweise für diese Artikel verwendet werden.The invention is based on the task of a titanium alloy decorative application, in particular for clocks and spectacle frames, which has a better elasticity than pure titanium, and which has a richer machinability with higher spot weldability and brazeability than those previously described Titanium alloys commonly used for these items.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Titanlegierung 0,05% bis 4% des Gewichts Ni, 0,05x bis 4x des Gewichts Cu, 1% oder weniger des Gewichts an gesamten Verunreinigungen wie z.B. O, N, H, Fe und Co, und an restlicher Menge im wesentlichen Ti enthält.This object is achieved according to the invention in that titanium alloy 0.05% to 4% by weight of Ni, 0.05x to 4x by weight of Cu, 1% or less of the Weight of total impurities such as O, N, H, Fe and Co, and the rest Amount essentially contains Ti.
"S des Gewichts" bedeutet jeweils Gewichtsprozent"."S of the weight" each means percent by weight ".
In einer bevorzugten Ausführung enthält die Titanlegierung weiterhin 0,01% bis 1% des Gewichts Al.In a preferred embodiment, the titanium alloy also contains 0.01% to 1% by weight of Al.
Wie vorher bemerkt, enthält die Titanlegierung gemäß der Erfindung 0,05% bis 4% des Gewichts Ni. Wenn es in der Legierung in fester Lösung enthalten ist, verstärkt Ni die Ti Matrix und steigert dadurch die Elastizität der Legierung. Jedoch ist solch eine Verstärkung gänzlich unbedeutend, wenn ihr Anteil im Verhältnis knapp unter 0,05X des Gewichts abfällt. Wenn mehr als 4X des Gewichts enthalten sind, bildet Ni eine Verbindung mit Ti, welche die Legierung übermäßig erhärtet und als Folge die resultierende Bearbeitbarkeit sehr verschlechtert. In den Bedingungen Elastizität und Verformbarkeit der Legierung wurden optimale Ergebnisse erzielt, wenn das Gehaltsverhältnis in einem Bereich von 0,05% bis 4% des Gewichts liegt. Besonders sichert ein Bereich von 0,08 bis 2,5x des Gewichts ein ideales Ergebnis.As noted earlier, the titanium alloy according to the invention contains 0.05% to 4% by weight Ni. When it is contained in the alloy in solid solution Ni strengthens the Ti matrix and thereby increases the elasticity of the alloy. However, such a gain is entirely insignificant if its proportion is proportionate drops to just under 0.05X weight. If contained more than 4X the weight Ni forms a compound with Ti, which excessively hardens the alloy and as a result, the resulting machinability is greatly deteriorated. In the conditions The elasticity and deformability of the alloy achieved optimal results, when the content ratio is in a range of 0.05% to 4% by weight. In particular, a range from 0.08 to 2.5x the weight ensures an ideal result.
Gleichfalls trägt das Vorhandensein von Cu in der Legierung in fester Lösung dazu bei, die Elastizität zu erhöhen.Likewise, the presence of Cu in the alloy contributes more firmly Solution helps to increase elasticity.
Jedes Gehaltsverhältnis unter 0,05X des Gewichts sichert keine signifikante Wirkung. Ein Gehaltsverhältnis über 4% des Gewichts fördert die Bildung einer Cu Verbindung mit Ti, was zu einer übermäßigen Härte führt, welche die Verformbarkeit der resultierenden Legierung ernstlich beeinträchtigt. Beste Wirkungen können erwartet werden, wenn Cu mit 0,05X bis 4% des Gewichts enthalten ist.Any content ratio below 0.05X by weight does not ensure a significant one Effect. A content ratio over 4% by weight promotes the formation of a Cu Compound with Ti, which leads to excessive hardness, which reduces ductility the resulting alloy is seriously affected. Best effects can be expected when Cu is contained at 0.05X to 4% by weight.
Besonders sichert ein Bereich von 0,06X bis 3% des Gewichts ein ideales Ergebnis.In particular, a range from 0.06X to 3% of the weight ensures an ideal one Result.
Al ist ein &-Phase-Stabilisator. Ein übermäßiger Gehalts anteil beeinträchtigt die Bearbeitbarkeit der Legierung bei hohen Temperaturen. In der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist 0,01% bis 1% des Gewichts Al in der Legierung enthalten, um die Höhe der Elastizität ohne eine signifikante Verschlechterung der Bearbeitbarkeit zu steigern. Vorzugsweise enthält die Legierung 0,02X bis 0,8% des Gewichts Al.Al is a & phase stabilizer. An excessive share of the salary affects the machinability of the alloy at high temperatures. In the preferred embodiment of the invention is 0.01% to 1% of the weight of Al in the alloy included to increase the level of elasticity without a significant deterioration in the Increase machinability. Preferably the alloy contains 0.02X to 0.8% des Weight Al.
O, N, Fe und Co sind unvermeidbar als Verunreinigungen in der Legierung enthalten, deren Gesamtanteil vorzugsweise soklein wie möglich sein sollte. Die gewährbare Grenze des Gesamtanteils ist 1% des Gewichts. Jedes Gehaltsverhältnis über dieser Grenze beeinträchtigt die Bearbeitbarkeit und macht die Legierung ziemlich ungeeignet zum Schleifen.O, N, Fe and Co are inevitable as impurities in the alloy , the total proportion of which should preferably be as small as possible. the the allowable limit of the total proportion is 1% by weight. Any salary ratio above this limit, the workability deteriorates and makes the alloy pretty unsuitable for grinding.
Punktschweißbarkeit und Hartlötbarkeit der Legierung ist so gut wie die von reinem Ti, solange die Gehaltsanteile von Cu und Ni oder Cu, Ni und Al in den vorher beschriebenen Bereichen gewählt werden.Spot weldability and brazeability of the alloy is as good as that of pure Ti, as long as the proportions of Cu and Ni or Cu, Ni and Al in can be selected from the areas described above.
Mannigfaltige mechanische und verfahrenstechnische Eigenschaften der Titanlegierungen gemäß der Erfindung wurden durch eine Reihe von experimentellen Prüfungen im Vergleich mit reinem Ti und herkömmlichen Titanlegierungen bestätigt. Die erzielten Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.Diverse mechanical and procedural properties of the Titanium alloys in accordance with the invention have been tested through a number of experiments Tests confirmed in comparison with pure Ti and conventional titanium alloys. The results obtained are shown in Tables 1 and 2.
Für jede Vergleichsmessung der mechanischen Eigenschaften wurde ein geradliniges Teststück von 3,Omm Außendurchmesser durch Vakuumschmelzen und walzen vorbereitet und dann zum Vergüten für 30 Minuten in einer hoch reinen Ar Gasumgebung 7000 C ausgesetzt.For each comparative measurement of the mechanical properties, a rectilinear test piece of 3.0mm outside diameter by vacuum melting and rolling prepared and then tempered for 30 minutes in a high purity Ar gas environment 7000 C exposed.
Für Elastizitätsprüfungen wurde ein gewalzter Draht von 2,6 mm Außendurchmesser in ein Teststückband von 0,5 mm Dicke, 3,lmm Breite und 150mm Länge umgeformt. Ein Ende des Bandes wurde festgehalten und das andere Ende wurde so gepreßt, daß das Band über 30 oder 60 Grad gekrümmt wurde. Nach Entfernen des Druckes wurde der Rückfederungsprozentwert (Winkel der Erholung/Winkel der Biegung) berechnet. Die Größe des Biegemoments wurde auch geprüft. In Tabelle 2 zeigt das Zeichen " M " die Bildung von feinen Rissen beim Pressen an, während das Zeichen "+ " die Bildung von signifikanten Rissen beim Pressen anzeigt.A rolled wire with an outer diameter of 2.6 mm was used for elasticity tests formed into a test piece tape 0.5 mm thick, 3.1 mm wide and 150 mm long. A The end of the tape was held in place and the other end was squeezed so that the Ribbon bent over 30 or 60 degrees. After releasing the pressure, the percentage of springback became (Angle of recovery / angle of bend) is calculated. The magnitude of the bending moment was also checked. In Table 2, the mark "M" shows the formation of fine cracks when pressing, while the sign "+" the formation of significant cracks when Indicates pressing.
Für Punktschweißtests wurden zwei gewalzte Bänder von lmm Dicke und 30mm Breite übereinandergelegt und Punktschweißungen unterzogen, wobei beide Flächen durch hochreines Ar Gas abgeschirmt wurden, während eine Cr-Cu-Legierung-Elektrode von 3,5 mm Punktdurchmesser benutzt wurde. In Tabelle 2 zeigt das Zeichen "O" höchst vorzügliche Schweißungen an, das Zeichen "o" zeigt vorzügliche Schweißungen an , das; Zeichen " " " zeigt annehmbare SchweiNungen an und das Zeichen "x" zeigt unannehmbare Schweißungen an. Zwei Bedingungen wurden für die Punktschweißung verwendet. Laut der ersten Bedingung A war der Strom 6 000A, der Druck 300kg und der Betätigungszyklus 6. Laut der zweiten Bedingung B war der Strom 7500A, der Druck war 3000kg und der Betätigungszyklus 6.For spot welding tests, two rolled strips 1mm thick and 30mm wide superimposed and subjected to spot welds, both surfaces were shielded by high purity Ar gas while a Cr-Cu alloy electrode 3.5 mm dot diameter was used. In Table 2, the mark "O" shows the highest excellent welds, the sign "o" indicates excellent welds, the; Sign "" "indicates acceptable welds and the sign" x "indicates unacceptable ones Welds on. Two conditions were used for spot welding. According to of the first condition A, the current was 6,000A, the pressure was 300kg, and the actuation cycle 6. According to the second condition B, the current was 7500A, the pressure was 3000kg and the Operating cycle 6.
TABELLE 1
Gänzlich verschieden von den Vergleichsbeispielen, welche im Übermaß Cu und Al enthalten, erzeugt sie keine Risse beim Pressen. Tabelle 2 veranschaulicht außerdem, daß die Titanlegierung gemäß der Erfindung signifikant besser in der Punktschweißbarkeit ist, insbesondere, wenn sie mit der herkömmlichen Legierung verglichen wird.Completely different from the comparative examples, which in excess Containing Cu and Al, it does not crack when pressed. Table 2 illustrates also that the titanium alloy according to the invention is significantly better in spot weldability especially when compared with the conventional alloy.
Infolgedessen ist die Titanlegierung gemäß der Erfindung besonders geeignet zum Gebrauch in der Herstellung von modischen Artikeln, wie z.B. Uhren und Brillengestelle.As a result, the titanium alloy according to the invention is special suitable for use in the manufacture of fashion items such as watches and glasses frames.
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