ES2201969T3 - Material aleado de cobre blanco exento de niquel. - Google Patents
Material aleado de cobre blanco exento de niquel.Info
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Abstract
Material aleado de cobre blanco exento de níquel para uso en implementos o accesorios ornamentales que pueden hacer contacto con el cuerpo humano y/o piel, en donde dicho material aleado de cobre blanco exento de níquel está compuesto de un material de base exento de níquel y una capa de recubrimiento blanca formada sobre dicho material de base, representando dicha blancura un matiz cromático tal que el valor a* y el valor b* que representan un matiz cromático definido por la norma JIS Z 8729 son -2<a*<5 y -3<b*<16, no conteniendo dicha capa de recubrimiento níquel alguno y estando compuesto dicho material de base de una aleación representada por la fórmula general CuaZnbMncMdXe, donde M es por lo menos un elemento seleccionado del grupo consistente en Al y Sn, X es por lo menos un elemento seleccionado del grupo consistente Si, Ti y Cr, b, c, d y e, son 0, 5 = b = 22, 7 = c = 20, 0, 5 = d = 5 y 0, 02 = e = 0, 3 en términos de % en peso, y a es el resto, incluyendo dicha aleación incidentalmente elementos inevitables.
Description
Material aleado de cobre exento de níquel.
La presente invención se refiere a un material
aleado de cobre blanco exento de níquel que presenta unas
cualidades excelentes de resistencia mecánica, dureza, ductilidad,
trabajabilidad y resistencia a la corrosión, apropiado para su uso
en implementos o accesorios ornamentales que pueden entrar en
contacto con el cuerpo humano y/o la piel, tales como botones
metálicos, cierres y similares para prendas de vestir; o accesorios
tales como colgantes o broches; o monturas de gafas, o en elementos,
cursores, topes terminales y similares para cierres de cremallera,
sin provocar ningún problema alérgico y presentando una elevada
blancura.
Ya se han empleado como aleaciones de cobre
convencionales, por ejemplo, para los citados cierres de
cremallera, aleaciones de
cobre-níquel-cinc tales como la
alpaca, que presenta un matiz blanco, o una aleación de
cobre-cinc representada por el bronce o latón.
Puesto que la alpaca contiene el níquel como elemento de aleación,
la resistencia a la corrosión es excelente.
Sin embargo, por ejemplo, cuando se aplica a su
uso como cierre de cremallera, el cierre de cremallera a menudo
hace contacto con la piel y surge el problema de alergias debidas
al níquel. Además, puesto que la aleación de
cobre-cinc representada por el bronce o latón no
contiene níquel, no surge el problema de alergias debidas al níquel.
No obstante, su matiz cromático se vuelve amarillento y no se puede
obtener una aleación blanca.
Por otra parte, se proponen varias aleaciones
blanquecinas. Si bien esas aleaciones se blanquean modificando
ligeramente los componentes de la aleación, presentan un matiz
blanco amarillento o blanco rojizo, con lo cual cambia el matiz
cromático. Además, son varias las exigencias de los clientes. En
algunos casos, se exigen un matiz blanco ligeramente amarillento o
rojizo y los fabricantes han de responder a tales exigencias. Como
otro problema práctico, se desea proporcionar un material blanco
exento de níquel que cumpla las propiedades mecánicas para su
empleo en distintas aplicaciones con independencia de ligeras
variaciones de matiz. No obstante, cuando se trata de proporcionar
un tal material en forma de una aleación como antes, surge el
problema que es difícil proporcionar una aleación que satisfaga una
combinación deseada en cuanto a matiz y propiedades mecánicas.
Además, el documento
EP-A-0 911 419 da a conocer una
aleación de cobre blanca exenta de níquel representada por la
fórmula general Cu_{w}Zn_{x}Mn_{y}(Al y/o
Sn)_{z} donde w, x, y y z señalan porcentajes en peso que
se hallan dentro de los rangos de 70 \leq w \leq 85, 5 \leq x
\leq 22, 7 < y \leq 15 y 0 < z \leq 4 e impurezas
inevitables.
El documento
EP-A-0 678 586 da a conocer una
aleación de cobre que consiste en 10 a 20% de Mn, 5 a 15% de Zn,
0,5 a 2,5% de Al, siendo el resto Cu. La aleación dada a conocer en
este documento puede incluir hasta un
5% de Ni.
5% de Ni.
El documento
DE-A-43 25 217 da a conocer una
aleación de cobre exenta de níquel que consiste en 13 a 19% de Mn,
16 a 22% de Zn, 0,2 a 2% de Al, siendo el resto Cu.
Por consiguiente, un objeto de la presente
invención es proporcionar un material aleado de cobre blanco que
tenga una resistencia y dureza excelentes iguales a las de la
alpaca, así como una trabajabilidad, resistencia a la corrosión y
blancura excelentes además de ductilidad, y que no presente
problemas de alergias por no contener níquel, así como proporcionar
un material aleado de cobre blanco en el cual resulte posible un
ajuste fino del matiz cromático según las exigencias de los
clientes y se satisfagan las exigencias en lo que concierne tanto
al matiz cromático como a las propiedades mecánicas. Se consigue
este objeto mediante un material aleado de cobre blanco exento de
níquel según se especifica en la reivindicación 1 anexa.
Unas formas de realización preferidas de la
invención se amparan por las reivindicaciones dependientes 2 a
4.
En la composición de aleación del material de
base según la presente invención, el Zn ejerce un efecto de mejorar
las propiedades mecánicas de la aleación mediante su efecto de
refuerzo en solución sólida así como un efecto de reducir el coste
de la aleación. Si el contenido en Zn es superior al 22%, se
produce un deterioro de la resistencia al agrietamiento espontáneo
y la estructura cristalina deviene una fase \alpha + \beta, de
modo que no se puede conseguir una trabajabilidad en frío
suficiente. Cuando el contenido en Zn es del 5% o más, el rango de
temperatura de coexistencia en solución sólida deviene ancha, de
modo que la macrosegregación tiende a ser acusada y también la
conductividad térmica deviene pobre, con lo cual la colabilidad
tiende a deteriorar. Además, al establecer el contenido en Zn por
debajo del 5%, no surge en absoluto el problema de la resistencia al
agrietamiento espontáneo y es posible también mantener un estado
estable aun cuando se añada el elemento X nombrado más adelante. Al
establecer el contenido en Zn en 0,5% o más, pueden esperarse
efectos de reducción de costes y de refuerzo de la aleación. Por
tales razones, el contenido en Zn se halla más preferentemente en
un rango de 0,5% o más hasta menos de 5%. Además, para hacer que
los citados efectos sean aun más acusados, se prefiere
particularmente que el límite superior sea del 4%.
El Mn tiene efectos de mejorar las propiedades
mecánicas de la aleación mediante su efecto de refuerzo en solución
sólida así como de reducción del coste de la aleación. Además,
mediante la adición del Mn en la cantidad antes especificada en
calidad de substitución total o parcial del cinc, exhibe efectos de
mejora de la resistencia al agrietamiento espontáneo y de evitación
de que el matiz de la aleación de cobre se vuelva amarillento en
exceso. Además, el Mn tiene un efecto de bajar el punto de fusión de
la aleación y sirve para mejorar la colabilidad así como suprimir
la vaporización del cinc de una masa fundida. Si el contenido se
halla por debajo del 7%, el matiz cromático se vuelve amarillento.
Por el contrario, si es superior al 20%, la estructura cristalina
deviene una fase \alpha + \beta, de modo que no se puede
conseguir una trabajabilidad en frío suficiente. El límite superior
del contenido en Mn es más preferentemente del 15%.
El Al y/o el Sn tiene(n) un efecto de
mejorar la resistencia al agrietamiento espontáneo formando una
película de óxido estable sobre la superficie de la aleación.
Además, mejora las propiedades mecánicas de la aleación mediante el
efecto de refuerzo en solución sólida y reduce también el coste de
la aleación. La cantidad ha de ser igual o superior al 0,5% siempre
que no supere el 5%. Cuando la cantidad es demasiado pequeña, la
resistencia al agrietamiento espontáneo y el efecto de refuerzo son
insuficientes. Además, si la cantidad es superior al 5%, la
estructura cristalina deviene una fase \alpha + \beta, de modo
que no se puede asegurar una trabajabilidad en frío suficiente. Se
prefiere un 2% o menos.
El elemento X (por lo menos un elemento
seleccionado del grupo consistente en Si, Ti y Cr) sirve para
formar un recubrimiento sobre la superficie de una masa fundida
durante la fusión, y sirve para impedir la oxidación del Mn y la
vaporización del Zn. Además, al formar un recubrimiento de óxido
estable sobre la superficie de la aleación, se producen las
funciones de impedir la eliminación del Mn durante el recocido y de
mejorar la resistencia al agrietamiento espontáneo y tiene el
efecto también de impedir el cambio de matiz cromático con el
transcurso del tiempo debido a la oxidación del Mn. La cantidad
puede ser cualquier cantidad siempre que no supere el 0,3%. Sin
embargo, si la cantidad es demasiado pequeña, los efectos
anteriores no se obtienen en grado suficiente. Por lo tanto, la
cantidad es de 0,02% o más. Si la cantidad supera el 0,3%, se forma
un compuesto intermetálico con elementos de la composición,
provocando un deterioro de la trabajabilidad en frío.
El material aleado de base de la presente
invención está compuesto de una única fase \alpha, y puede
asegurar una trabajabilidad en frío suficiente. Si se halla fuera
del rango de composición antes definido, la estructura cristalina
tiende a ser una fase \alpha + \beta y reduce la
trabajabilidad.
En calidad de sistemas aleados que pueden
aplicarse al material de base de la presente invención, son las
aleaciones de la siguiente fórmula general I.
Fórmula general I:
Cu_{resto}Mn_{7-20}Zn_{0,5-22}Al_{0,5-5}X_{0,02-0,3}
(donde X es por lo menos un elemento seleccionado del grupo
consistente en Si, Ti y Cr).
En la antes expuesta fórmula general I, un
sistema aleado particularmente útil es la siguiente fórmula general
II.
Fórmula general II:
Cu_{resto}Zn_{5-22}Mn_{7-17}Al_{0,5-5}X_{0,02-0,3}
(donde X es por lo menos un elemento seleccionado del grupo
consistente en Si, Ti y Cr, el contenido en Zn incluye 5; y los
contenidos en Al y X incluyen 0).
El matiz cromático del material aleado según la
presente invención se halla en los rangos de -2<a*<5 y
-3<b*<16 sobre la base del diagrama de cromaticidad del
sistema colorimétrico (L* a* b*) definido por la norma JIS Z
8729.
El matiz cromático mencionado en la presente
memoria descriptiva se muestra por los valores del índice de
luminosidad psicométrica L* (brillo: L asterisco), los índices de
cromaticidad psicométrica a* (verdoso-rojizo: a
asterisco) y b* (azulado-amarillento: b asterisco)
expresados de acuerdo con la especificación de colores de materiales
definida por la norma JIS Z 8729. En particular, para ostentar el
color blanco que es la característica de la presente invención, es
mejor que sea un color próximo a color acromático, que puede
definirse por los índices de cromaticidad psicométrica a* y b* tal
como arriba se expresan.
En la presente invención se prefiere
particularmente un color blanco casi acromático. En este caso, es
particularmente efectivo que el matiz cromático de la capa de
recubrimiento sea tal que el valor a* y el valor b* que muestran un
matiz cromático definido por la norma JIS Z 8729 estén en los
rangos de -2<a*<3 y -3<b*<15.
La capa de recubrimiento de tal matiz cromático
es una capa de chapado de Sn, una capa de chapado de Cr, una capa
de chapado de Ag o una capa de chapado de Cu-Sn.
Cualquier capa de chapado diferente de las capas de chapado citadas
es aplicable, siempre que muestre el color antes especificado.
\newpage
En el caso de formar la capa de recubrimiento
mediante una capa de chapado, el método puede ser un método de
chapado en húmedo o un método de chapado en seco. Por ejemplo, como
método de chapado en húmedo, puede aplicarse el chapado
electrolítico, el chapado no electrolítico, el chapado por fusión o
similar, mientras como método de chapado en seco, puede aplicarse
la deposición de vapor física (PVD), deposición de vapor química
(CVD) o similar.
El grosor de la capa de recubrimiento se halla
preferentemente en un rango de 0,005-5 \mum,
considerando las posibilidades de abrasión, agrietamiento o similar
debido a tal elaboración posterior. En el caso de ser inferior
a
0,005 \mum la capa de recubrimiento tiende a pelarse mecánicamente o ser abradida durante la elaboración posterior tal como el corte o doblado. Por otra parte, si supera 5 \mum, se tienden a producir grietas o similares durante la citada elaboración posterior. Por ejemplo, en la preparación de elementos de acoplamiento de in cierre de cremallera, se prepara un alambre con sección transversal en forma de Y y se corta a un tamaño predeterminado. Se aplastan los trozos cortados y se fijan a un borde lateral de una cinta de cierre de cremallera para preparar una cadena para un cierre de cremallera. Cuando la formación de la capa de recubrimiento sobre el alambre con sección transversal en Y vaya seguida de la antes citada elaboración posterior tal como corte o doblado, el recubrimiento se forma en un rango de grosores de 0,005-5 \mum, considerando tal elaboración posterior.
0,005 \mum la capa de recubrimiento tiende a pelarse mecánicamente o ser abradida durante la elaboración posterior tal como el corte o doblado. Por otra parte, si supera 5 \mum, se tienden a producir grietas o similares durante la citada elaboración posterior. Por ejemplo, en la preparación de elementos de acoplamiento de in cierre de cremallera, se prepara un alambre con sección transversal en forma de Y y se corta a un tamaño predeterminado. Se aplastan los trozos cortados y se fijan a un borde lateral de una cinta de cierre de cremallera para preparar una cadena para un cierre de cremallera. Cuando la formación de la capa de recubrimiento sobre el alambre con sección transversal en Y vaya seguida de la antes citada elaboración posterior tal como corte o doblado, el recubrimiento se forma en un rango de grosores de 0,005-5 \mum, considerando tal elaboración posterior.
La presente invención se explica específicamente
a continuación basada en los ejemplos.
En lo que concierne a los materiales de base
1-7 según la presente invención mostrados en la
Tabla 1 y los materiales de base 1-9 según la
presente invención mostrados en la Tabla 2, se prepararon los
materiales probeta y se evaluaron tal como se describe a
continuación.
(Tabla pasa a página
siguiente)
Se midieron Cu puro (99,9%), Zn puro
(99,9-99,99%), Mn puro (99,9%), Al puro (99,99%),
Ti puro, Si puro y Cr puro para constituir un lingote de 200
cm^{3} para cada composición predeterminada. Cada composición se
fundió con alta frecuencia en una atmósfera de Ar (10 cmHg),
mantenida durante 4 minutos y a continuación se vertió en un molde
de colada de cobre (40 mm de diámetro x 28 mm de longitud). El
lingote de 200 cm^{3} así obtenido se cortó a una longitud de
aproximadamente 70 mm para formar un tocho cilíndrico para la
extrusión. La extrusión se realizó a una temperatura del tocho
cilíndrico de 800ºC y una temperatura del recipiente de 600ºC. Se
aplicó un tratamiento térmico a 800ºC durante una hora seguida de
enfriamiento en un horno (en adelante la secuencia se denomina
"tratamiento térmico") al material extrudido obtenido (8 mm de
diámetro x aproximadamente 1300 mm de longitud). El material
extrudido (alambre) al cual se aplicó este tratamiento térmico se
utilizó como material de base para la prueba.
Se sometieron los materiales probeta obtenidos a
un pulido especular con un papel de lija de CSi y pasta de
diamante, y se midieron con el empleo de un medidor de diferencia
de color cromático (CR-300, fabricado por Minolta
Ltd), y los resultados se expresaron por L*, a* y b* tal como se
definen en la norma JIS 2 8729.
Todos los materiales probeta (materiales de base)
según la presente invención tienen un matiz cromático blanco, y
donde se usan como componente de cierre de cremallera, se puede
proporcionar una pieza que presenta un tacto de alto grado.
Particularmente, puede verse que los materiales mostrados en la
Tabla 2 ostentaron valores de a* de 3 o menos y por eso exhibieron
un matiz blanco más próximo a un color acromático.
Además, se inspeccionó cada uno de los materiales
probeta (materiales de base) así obtenidos en cuanto a su
estructura microcristalina. Los materiales probeta (materiales de
base) de la invención estaban compuestos todos ellos de una fase
\alpha única, y presentaban una trabajabilidad en frío buena. En
el caso de hallarse presente una fase secundaria, se produjeron
grietas o similares durante el trabajado en frío. No obstante, en
los materiales de base según la presente invención, no se observó
la ocurrencia de grietas o similares. En particular, en el caso de
su uso como elementos de acoplamiento de cierre de cremallera, los
elementos con forma de Y se aplastan y se fijan a una tela. Los
elementos de acoplamiento hechos del material inventivo, pueden
fijarse firmemente a una tela sin sufrir grietas, etc.
Se muestra la dureza (Hv) por los valores DPN
medidos por una máquina Vickers de prueba de microdureza con una
carga de 25 g. Se entiende que los materiales de los ejemplos
inventivos tienen una dureza igual o superior a la de la alpaca
empleada actualmente para componentes de cierres de cremallera, y
están provistas de unas propiedades mecánicas superiores tales como
una elevada resistencia y una elevada dureza, apropiadas para
partes constituyentes de cierre de cremallera.
Además, se aplicó una deformación del 80% a los
materiales probeta (materiales de base) obtenidos, en una prueba de
compresión en frío, y se observó la presencia o ausencia de grietas
en la superficie.
En las Tablas 1 y 2, "O" indica la ausencia
de grietas en la superficie del material de base. Se entiende que
en todos los materiales de los ejemplos inventivos, no se hallaron
grietas en la superficie. Tal como se ha indicado anteriormente, en
el caso de uso como elementos de acoplamiento de un cierre de
cremallera, se aplica en frío una deformación máxima del 80% al
fijarlos a una tela. De los resultados anteriores, se entiende que
los materiales de base de los ejemplos inventivos no tienen ningún
problema aun cuando se les aplique una deformación del 80% en
frío.
Se examinó la resistencia al descoloramiento de
una manera tal que los materiales probeta (materiales de base)
obtenidos se sometieron a un pulido especular con un papel de lija
de CSi y pasta de diamante y se realizó una prueba a temperatura y
humedad constantes mediante exposición de los materiales a una
atmósfera de 80ºC y 90% de HR. La superficie de los materiales
probeta (materiales de base) se midió a continuación con el empleo
del medidor colorimétrico de diferencia de color. La evaluación de
la resistencia al descoloramiento se realizó basada en valores
numéricos obtenidos introduciendo los índices de antes y después de
la prueba de temperatura y humedad constantes en la ecuación
siguiente:
Descoloramiento = \surd(a*)^{2} +
(b*)^{2} + (L*)^{2} - \surd(a'*)^{2} + (b'*)^{2} +
(L'*)^{2}
(En la fórmula, a*, b* y L* representan los
índices antes de la prueba de temperatura y humedad constantes, y
a'*, b'* y L'* representan los índices después de la prueba de
temperatura y humedad constantes.)
Es evidente de los resultados de las pruebas
mostrados en las Tablas 1 y 2 que los materiales de los ejemplos
inventivos dan valores bajos en la ecuación antes indicada y
presentan una excelente resistencia al descoloramiento. De este
hecho, es evidente que cuando los materiales inventivos se usan
como componentes de cierre de cremallera, dicho componente del
cierre exhibe una elevada resistencia al descoloramiento al lavarlo
con agua caliente. En esta prueba, en Europa se realiza el lavado
con agua caliente como norma.
La resistencia al agrietamiento espontáneo fue
evaluada de manera tal que se aplicó una deformación al 80% al
material de prueba obtenido, mediante una prueba de compresión en
frío, el material se expuso a amoníaco con el empleo de una solución
acuosa al 12,5% de amoníaco, y se observó la ocurrencia de grietas
en la superficie. En las Tablas 1 y 2, "O" muestra la ausencia
de grietas en la superficie del material y se entiende que en todos
los materiales de base según la presente invención, había una
ausencia de grietas en la superficie. De este hecho, se entiende
que la presente invención puede proporcionar un material que no es
susceptible al problema de grietas o similares debidas a la
aplicación de una deformación, a la atmósfera o medio ambiente aun
cuando se aplaste y se fije a una tela en calidad de elementos de
acoplamiento de cierre de cremallera. En las Tablas, si bien se
muestra una buena resistencia al agrietamiento espontáneo en las
Tablas 1 y 2, los materiales mostrados en la Tabla 1 presentan
resultados especialmente superiores en comparación con los
materiales mostrados en la Tabla 2.
En calidad de materiales extrudidos (alambre) así
obtenidos, se proporcionan, por ejemplo, un alambre redondo que
tiene una sección transversal de un círculo un alambre diedro que
tiene una sección transversal en ángulo recto y un alambre irregular
que tiene una sección transversal de forma irregular. Además,
existe un alambre irregular obtenido mediante el laminado en etapas
múltiples del citado alambre redondo o alambre diedro para
modificar gradualmente su forma en sección transversal, haciendo así
que la forma en sección transversal sea irregular. Un tal alambre
puede emplearse directamente (sin formar una capa de recubrimiento)
para la preparación de elementos de acoplamiento, cursores y topes
terminales de cierres de cremallera, botones, topes para prendas de
vestir, accesorios tales como monturas de gafas, anillos o adornos
de piercing, la bola de bolígrafos o similares que pueden entrar en
contacto con el cuerpo humano. En la presente invención,
considerando adicionalmente el aspecto, el diseño y las propiedades
mecánicas, se formó una capa de recubrimiento sobre los materiales
de base tal como se describe a continuación.
Se preparó un alambre de sección transversal en
Y, compuesto de Cu_{resto}Zn_{3}Mn_{13}Al_{1}Si_{0,05} (%
en peso) de la misma manera que en el método de preparación antes
expuesto del material de base. Se aplicó un chapado de Sn al alambre
mediante chapado sin electrodos en un baño ácido provisto de una
concentración de Sn de 14-24 g/l a una temperatura
de 48-52ºC para formar una capa de
recubrimiento.
Se formó una capa de recubrimiento de chapado de
Sn en el alambre del Ejemplo 1 mediante chapado sin electrodos en
un baño ácido en condiciones de una concentración de Sn de
30-80 g/l, una temperatura de
15-50ºC e intensidad de corriente de
2-100 A/dm^{2}.
Se preparó un alambre de sección transversal en
Y, compuesto de Cu_{resto}Zn_{1}Mn_{10}Al_{1}Si_{0,03} (%
en peso) de la misma manera que en el Ejemplo 1. Se formó una capa
de recubrimiento de chapado de Cu-Sn sobre el
alambre mediante chapado sin electrodos en condiciones de una
concentración de Cu de 10,5 g/l, una concentración de Sn de 35,0
g/l, una temperatura de 60ºC y una intensidad de corriente de 0,5
A/dm^{2}.
En lo que concierne a los Ejemplos
1-3, cada alambre provisto de capa de recubrimiento
se cortó según cada tamaño predeterminado. Los trozos cortados se
aplastaron y fijaron a la porción marginal lateral de una cinta para
cierre de cremallera en calidad de elementos de acoplamiento para
preparar una cadena para un cierre de cremallera. La cadena para
cierre de cremallera así obtenida se evaluó tal como se describe más
adelante.
Se preparó un alambre de sección transversal en
Y, compuesto de Cu_{resto}Zn_{2}Mn_{12}Al_{1}Si_{0,05} (%
en peso) de la misma manera que en el método de preparación antes
expuesto del material de base. Se empleó para formar una cadena para
un cierre de cremallera y se formó una capa de recubrimiento de
chapado de Ag mediante chapado sin electrodos en condiciones de una
concentración de Ag de 0,8-40 g/l, una temperatura
de 20-30ºC y una intensidad de corriente de
0,5-4 A/dm^{2}.
Se preparó un alambre de sección transversal en
Y, compuesto de Cu_{resto}Zn_{3}Mn_{13}Al_{1}Si_{0,05} (%
en peso) de la misma manera que en el método de preparación antes
expuesto del material de base. Se cortó según cada tamaño
predeterminado y los trozos cortados se aplastaron y fijaron a la
porción marginal lateral de una cinta para cierre de cremallera en
calidad de elementos de acoplamiento para preparar una cadena para
un cierre de cremallera y se formó una capa de recubrimiento de
Cu-Sn en las mismas condiciones que en el Ejemplo
3.
Ejemplo comparativo
1
Se preparó un alambre de sección transversal en
Y, compuesto de Cu_{resto}Zn_{15} (% en peso) de la misma
manera que en el método de preparación antes expuesto del material
de base. Se empleó para formar una cadena para cierre de cremallera
de la misma manera que en el Ejemplo 5 y se formó una capa de
recubrimiento de chapado de Sn en las mismas condiciones que en el
Ejemplo 1.
Ejemplo comparativo
2
Se formó una capa de recubrimiento de chapado de
Sn sobre la cadena de cierre de cremallera del Ejemplo comparativo
1 en las mismas condiciones que en el Ejemplo 2.
Ejemplo comparativo
3
Se preparó un alambre de sección transversal en
Y, compuesto de Cu_{resto}Zn_{30} (% en peso) de la misma
manera que en el método de preparación antes expuesto del material
de base. Se empleó para formar una cadena para cierre de cremallera
de la misma manera que en el Ejemplo 5 y se formó una capa de
recubrimiento de chapado de Ag en las mismas condiciones que en el
Ejemplo 4.
Ejemplo comparativo
4
Se preparó un alambre de sección transversal en
Ya partir de una alpaca compuesta de Cu_{resto}Zn_{24}Ni_{13}
(% en peso) de la misma manera que en el método de preparación
antes expuesto del material de base. Se empleó para formar una
cadena para cierre de cremallera de la misma manera que en el
Ejemplo 5 y se formó una capa de recubrimiento de chapado de
Cu-Sn en las mismas condiciones que en el Ejemplo
4.
Se llevaron a cabo la prueba de resistencia a la
corrosión, la prueba decorativa y la prueba de alergia al Ni
respecto de las cadenas de cierre de cremallera así obtenidas de
los Ejemplos 1-5 y Ejemplos comparativos
1-4.
La prueba de resistencia a la corrosión se llevó
a cabo de manera tal que cada alambre quedó expuesto a una
atmósfera de 80ºC y 90% HR durante 2 horas. Se realizó una prueba a
temperatura y humedad constantes y se observó visualmente el cambio
de color (descoloramiento) de la superficie de los elementos de
acoplamiento después de la prueba. En la evaluación, se marcaron
con "X" los elementos en los cuales se observa visualmente un
cambio de color debido a la prueba, y se marcaron con "O" los
elementos en los cuales no se observa descoloramiento alguno. Se
realizó la prueba decorativa de manera tal que se montó un cursor
de cierre de cremallera en un par de las cadenas de cierre de
cremallera obtenidas, y se examinaron las cadenas en cuanto a su
durabilidad frente a 3000 operaciones alternativas de abrir y
cerrar y se inspeccionaron visualmente para ver si los materiales
de base quedaron expuestos a través de la capa de recubrimiento o
no. Según la evaluación, la muestra cuya superficie de material de
base quedó expuesta visualmente después de la prueba se marcó con
"X", y la muestra cuya superficie no quedó expuesta se marcó
con "O".
Se realizó una prueba de alergia al Ni de manera
tal que se montó un cursor de cierre de cremallera a un par de
cadenas de cierre de cremallera obtenidas, se ensayaron las cadenas
en cuanto a su durabilidad frente a 3000 operaciones alternativas de
abrir y cerrar para evaluarlas sobre la base de la Norma europea
EN1811. En la evaluación, las muestras que dejaron de satisfacer
las exigencias de la Norma europea EN1811 se marcaron con "X"
y las muestras que pudieron satisfacer las mismas exigencias se
marcaron con "O".
Los resultados se dan en la Tabla 3. De los
resultados de la Tabla 3, se entiende que los materiales aleados
(elementos de acoplamiento de una cadena de cierre de cremallera)
según la presente invención son excelentes en cuanto a su
resistencia a la corrosión, y propiedad decorativa y se hallan
exentos del temor de alergia al Ni. Además, se cosió la citada
cadena de cierre de cremallera a prendas de vestir y se realizaron
varios pruebas de lavado. Como resultado, en los casos del empleo
de los materiales aleados según la presente invención, se muestran
buenos resultados de la citada resistencia a la corrosión y
propiedad decorativa.
| Resistencia a la corrosión | Propiedad decorativa | Alergia al Ni | |
| Ejemplo 1 | O | O | O |
| Ejemplo 2 | O | O | O |
| Ejemplo 3 | O | O | O |
| Ejemplo 4 | O | O | O |
| Ejemplo 5 | O | O | O |
| Ejemplo comparativo 1 | O | X | O |
| Ejemplo comparativo 2 | O | X | O |
| Ejemplo comparativo 3 | O | X | O |
| Ejemplo comparativo 4 | O | O | X |
Además, cada una de las antes citadas cadenas de
cierre de cremallera se evaluó para los conceptos definidos en la
norma JIS S 3015; por ejemplo, la resistencia de la cadena a la
tracción transversal, la capacidad de flexión, tracción y empuje
transversales, suavidad y arrastre de los elementos, resistencia al
deslizamiento, bloqueo del cursor, resistencia a las operaciones
alternativas de abrir y cerrar (grado M), etc. Como resultado, las
cadenas de cierre de cremallera de los ejemplos inventivos mostraron
buenas propiedades equivalentes a las de la alpaca empleada hasta
ahora.
\newpage
La presente invención proporciona un material
aleado de cobre blanco exento de níquel, en el cual el material de
base tiene una resistencia y dureza excelentes iguales a las de la
alpaca, así como una trabajabilidad y resistencia a la corrosión
excelentes, además de ductilidad. Puesto que se forma una capa de
recubrimiento blanca o blanquecina en el material de base, pueden
proporcionarse materiales dotados de distintos matices cromáticos
debidos a esta capa de recubrimiento, según las exigencias de los
clientes. Además, puesto que el material de base es de por sí
blanco, aun cuando el material de base no esté recubierto
totalmente con la capa de recubrimiento o incluso si la capa de
recubrimiento sufre exfoliación, agrietamiento o similar resultante
en la exposición del material de base, no queda excesivamente
perjudicada la apariencia externa del material aleado inventivo.
Además, puesto que el material de base y la capa de recubrimiento se
hallan exentos de Ni, no hay temor de reacciones alérgicas con el
material aleado proporcionado por la presente invención aun cuando
se emplee, por ejemplo, en elementos de acoplamiento, cursores,
topes terminales o similares para cierres de cremallera, accesorios
tales como botones, topes de prendas de vestir, monturas de gafas,
anillos, collares o adornos de piercing o similares que pueden
entrar en contacto con el cuerpo humano y con ello entrar en
contacto con la piel.
Claims (3)
1. Material aleado de cobre blanco exento de
níquel para uso en implementos o accesorios ornamentales que pueden
hacer contacto con el cuerpo humano y/o piel, en donde dicho
material aleado de cobre blanco exento de níquel está compuesto de
un material de base exento de níquel y una capa de recubrimiento
blanca formada sobre dicho material de base, representando dicha
blancura un matiz cromático tal que el valor a* y el valor b*
que representan un matiz cromático definido por la norma JIS Z 8729
son -2<a*<5 y -3<b*<16, no conteniendo dicha capa de
recubrimiento níquel alguno y estando compuesto dicho material de
base de una aleación representada por la fórmula general
Cu_{a}Zn_{b}Mn_{c}M_{d}X_{e}, donde M es por lo menos un
elemento seleccionado del grupo consistente en Al y Sn, X es por lo
menos un elemento seleccionado del grupo consistente Si, Ti y Cr,
b, c, d y e, son 0,5 \leq b \leq 22, 7 \leq c \leq 20, 0,5
\leq d \leq 5 y 0,02 \leq e \leq 0,3 en términos de % en
peso, y a es el resto, incluyendo dicha aleación incidentalmente
elementos inevitables.
2. Material aleado de cobre blanco exento de
níquel según la reivindicación 1, caracterizado porque M es
Al y b, c y d son 0,5 \leq b < 5, 7 \leq c \leq 17, 0,5
\leq d \leq 4 en términos de % en peso.
3. Material aleado de cobre blanco exento de
níquel según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque
dicha capa de recubrimiento tiene un matiz cromático tal que el
valor a* y el valor b* que representan un matiz cromático
definido por la norma JIS Z 8729 son -2<a*<3 y
-3<b*<15.
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