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超硬质合金碳化钨饰品专利导读

供稿人:路炜  供稿时间:2010-3-22   关键字:碳化钨  Tungsten  Carbide  饰品  
碳化钨(Tungsten-Carbide),化学式为WC。它是黑色的六方晶体,具有金属光泽,硬度与金刚石相近,是电、热的良导体。熔点为2870摄氏度,沸点为6000摄氏度,密度为15.63克/立方厘米。碳化钨的化学性质稳定,不溶于水、盐酸和硫酸,但易溶于氢氟酸-硝酸的混合酸中。
 
在饰品行业中,称这种碳化钨硬质合金为“钨金”。通常要求材料中的碳化钨成分达到80%以上才能称为钨金。当钨钢材料中碳化钨含量达到85.7%时,饰品的抛光亮度最高,效果最佳。这个数字也是业界的国际标准,它的精确性直接决定着钨金饰品的优劣。当然要达到这个标准也很困难,目前只有中国、韩国、日本等少数几个国家可以达到这个标准。
 
钨金饰品的优点:
1.硬度高:摩氏硬度为8.9--9.1,是18K金的10倍,钛金的4倍,等同于天然蓝宝石。硬度高,使得钨金饰品非常耐磨,不容易产生划痕。变形等问题。
2.光亮度高。抛光后能够发出宝石般的色泽和光芒。亮度犹如镜面。
3.钨金饰品的耐腐蚀性能好。通过人工汗液测试,完全不腐蚀,不退色,不变色,不过敏,不生锈,光泽可以保持历久常新。
4.钨金的密度大,质感强。
 
钨金饰品的缺点:
1.钨金的脆性大,在生产和使用过程中受到冲击力时容易碎裂,不能镶嵌宝石。
2.钨金的硬度高,加工难度大。需要用钻石打磨工具才能加工。
 
有鉴于此,本文介绍部分关于碳化钨饰品的材料组分和制备工艺专利,供读者参考。
 
日本Nippon Tungsten Co., Ltd.于1985.2.2申请的日本发明专利JP61177351(申请公开日1986.8.9)揭示了一种用于表壳或项链的超硬质合金,包括WC 71-82%、Ni 15-19%, TiC/TaC 1-5%, 以及Cr/Mo/Cr3C2 2-5%。1300-1350℃烧结后维氏硬度HV在1110-1300(文献1)。
 
该公司于1983.4.18申请的日本发明专利JP59193241(申请公开日1984.11.1)揭示了一种装饰用烧结合金,由WC 50%、Co 25%、Cr 5%、Cr3C2 20%组成,在1.5 ton/cm2压力下压实,然后在1260-1280℃烧结,维氏硬度HV在1200(文献2)。
 
该公司于1983.6.22申请的日本发明专利JP60004051(申请公开日1985.01.10)揭示了一种用于手表壳和领带别针的多色硬质合金,由金色合金和黑白合金复合而成。金色合金由90-93% TaC、粘结剂Ni/Cr/Mo组成,成型并于1350-1370℃烧结得到金色条带;黑白合金由80-95% WC、粘结剂Ni/Cr/Mo组成,成型并于1330-1380℃烧结得到黑白条带。两种条带交替层叠并在1320-1340℃烧结(文献3)。
 
美国West; Trent申请的美国专利US 6928734(申请日2003.04.28授权公告日2005.08.16)揭示了一种制造碳化钨环状饰品例如戒指、手镯、耳环等的方法,包括提供具有所期望之表面形状的环状饰品,以及一种环带。具体制造方法为:将两种或两种以上粉末材料的混合物(其中至少50-90%碳化钨)放入压模中,压模内包含预先设定的环状构型和大小之空穴,模子的尺寸大于环带的最终尺寸,以足够的压力压缩粉末材料混合物形成环状坯材,高温烧结形成碳化钨环状饰品,日常使用中有持久的耐磨性和不可毁灭性(文献4)。
 
刘嵘申请的中国专利CN200810045124.6(申请日2008.01.07申请公开日2008.07.09)揭示了一种用于首饰、饰品的钨合金及其制备方法。它包括按重量百分比计组成为:碳化钨80-94,镍6-16,路、钽、铌、钒、锶的一种或多种0-4。其制备方法为,将上述组份按适当比例混合配料,经湿磨、掺成型剂、模压成型、脱成型剂、烧结等步骤。烧结温度为1400~1440℃(文献5)。
 
以下是将国外专利文献1-4的技术要点制作的表格。
 
表:国外专利文献1-4的技术要点比较
 
附件4(权利要求1)
附件1
附件2
附件3
产品主题
碳化钨环状饰品
表壳或项链用超硬质合金
装饰用合金
表壳和领带夹的多色硬质合金
技术特征
成分
WC 50-85wt%
WC 71-82%
WC 50%
WC 80-95%
工艺
压力压实→一定温度烧结
烧结
压力压实→烧结
烧结
模具
预先设定环状构型和大小;模具尺寸大于环状条带的最终尺寸
未述及
未述及
未述及
技术效果
持久的耐磨性和不可毁灭性
超硬质
硬质
硬质
 
有兴趣的读者还可以自行查阅WO0221962、WO2006116425、US7076972、US6993842、US6553667等其它相关专利。

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