MX2011002500A - Aleacion de cobre de color blanco con contenido reducido de niquel. - Google Patents

Abstract

Se describe una aleación de cobre de color blanco que comprende en peso hasta 30% de cinc,: hasta 20% de manganeso, hasta 5% de níquel con el balance siendo cobre; esta aleación puede tener de 6% a 25% de cinc, de 4% a 17% de manganeso, de 0.1% a 3.5% de níquel y el balance de cobre; el balance de cobre eh la aleación puede contener además por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del grupo que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, Fe, Mg, Zr, y Ag; y hasta 0.1% de por lo menos uno del grupo que consiste de P, B, Ca, Ge, Se, Te; también puede contener hasta 0.3% de Zr en peso; la aleación puede tener una conductividad eléctrica mayor que 2.5% IACS a las frecuencias de excitación de calibración de corriente eddy entre 60 kHz y 480 kHz.

Description

ALEACIÓN DE COBRE DE COLOR BLANCO CON CONTENIDO REDUCIDO DE NÍQUEL REFERENCIA CRUZADA ! La invención reclama el beneficio de prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de E.U.A. No. 61/095,719, "WHITE-COLORED COPPER ALLOY WITH REDUCED NICKEL CONTENT", presentada el 10 de Septiembre de 2008 y la Solicitud de Patente Provisional No. 61/095,733 "IMPROVED WHITE-COLORED COPPER ALLOY WITH REDUCED NICKEL CONTENT", presentada el 10 de Septiembre de 2008.

CAMPO TÉCNICO Esta invención se refiere a aleaciones a base de cobre de color , blanco o plateado con un contenido reducido de níquel en comparación con las aleaciones estándar de color similar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las aleaciones a base de cobre son ampliamente usadas por su combinación de facilidad en la fabricación, resistencia a la corrosión, conductividad eléctrica y térmica, y disponibilidad en un amplio intervalo de colores atractivos. Son el material preferido a nivel mundial para la acuñación de moneda circulante, en muchos casos como parte de sistemas compuestos de capas múltiples. Además, investigación reciente ha demostrado que las superficies de cobre y de las aleaciones de cobre pueden fabricarse para ser antimicrobianas, inactivando una variedad de microorganismos en cuestión de dos horas o menos.

Aún cuando el cobre por sí mismo es de color rojo, la adición de la mayoría de los elementos de la aleación resulta en colores más o menos rojizos o amarillentos. Estos colores típicamente son bien conocidos, con nombres descriptivos (latón, dorado, bronce etc.). Las aleaciones con un color más blanco (que reflejan todas las longitudes de onda más uniformemente) también están disponibles, aunque en general es difícil de lograr buenos , colores blancos sin sobretonos rojizos o amarillentos, particularmente después de que el material ha sido deslustrado u oxidado. Estas aleaciones más blancas generalmente se logran usando grandes adiciones de níquel (cuproníqueles y plata alemana). Desafortunadamente, el níquel es más costoso que la mayoría de los otros elementos de la aleación, y ha sido implicado como un contribuyente principal de los casos de dermatitis alérgica por contacto cuando se usa en contacto con la piel humana y otros tejidos. El propósito de ésta invención es proveer aleaciones de cobre con un buen color blanco pero usando un contenido reducido de níquel.

Las aleaciones que consisten principalmente de cobre y níquel ] (con adiciones menores de otros elementos) son conocidas como cuproníqueles o cobre-níqueles. A medida que aumenta el contenido de níquel, el color pasa de un cobre rojo hacia un rojizo pálido/púrpura al 10% de Ni (C706) a un blanco razonablemente puro a 25% de Ni (C713). Este cobre- níquel blanco se usa extensamente para la acuñación de moneda circulante en los Estados Unidos como el material para la moneda de 5 centavos y como el exterior del compuesto de tres capas para las monedas de 10 centavos, 25 ; centavos y 50 centavos. Aunque es atractiva y duradera, la aleación es i costosa debido al alto contenido de Ni, ya que el Ni típicamente está al doble . de precio del cobre. El alto costo de C713 es parcialmente responsable del i uso de la acuñación monedas compuestas en los Estados Unidos; al sustituir ' un núcleo de cobre menos costoso rodeado del C7 3 de color plata, la 1 apariencia deseada puede lograrse a menor costo. Otra alternativa al alto costo de los cobre-níqueles blancos es sustituir el cinc en la aleación por una 1 porción del cobre, formando las aleaciones conocidas como "plata alemana" ; por su color plateado. Aunque es menos efectivo como un blanqueador para ; las aleaciones de plata que el níquel, el Zn reduce la necesidad del Ni y es I tanto menos denso como menos costoso que cualquiera del Cu o Ni. Las 1 aleaciones de cobre de alto contenido de manganeso (20% o más) también son considerablemente blancas pero sufren de dificultades con el maquinado en caliente y muy baja conductividad eléctrica y térmica, por lo que han sido usados principalmente como fundiciones, en donde su punto de fusión más ] bajo y fluidez aumentada es una ventaja en comparación con las "platas ¡ alemanas".

Al sustituir una combinación de Zn y Mn para la mayoría del níquel en una aleación de cobre de color blanco, es posible una aleación de menor costo con una apariencia similar y otras propiedades novedosas, aunque en el pasado han sido descritas otras aleaciones a base de cobre con color blanco similares a las aleaciones propuestas, ninguna coincide con el ¡ intervalo de composición de esta invención, como se enseñará en lo siguiente.

Numerosos cobre-níqueles y platas alemanas son ofrecidas por i diversos productores de aleaciones de cobre con colores más o menos blancos. De las 41 aleaciones forjadas de cobre-níquel listadas en la base de ¡ datos de la Asociación de Desarrollo del Cobre (CDA- Copper Development ; Association), sólo dos (C71640 y C72420) tienen un contenido de Mn mayor I que 1%; ninguna de estas aleaciones contiene más de 1 % de Zn. De las 25 , platas alemanas forjadas listadas (aleaciones de Cu-Zn-Ni), sólo cuatro tienen un contenido mínimo de Mn; todas estas tienen Pb añadido para mejorar las ; propiedades de maquinado. Las aleaciones de cobre-aluminio (bronces de aluminio) contendrán ya sea Zn o Mn, pero no ambos. Estas son sólo dos aleaciones forjadas de Cu-Zn-Mn listadas en la base de datos de la CDA, ambas libres de níquel - C66900 y C66950. La primera contiene 0.25% máximo de Fe (como una impureza) y 0.20% máximo de otras impurezas sin ' ninguna otra adición. La segunda (Aleación Wieland FX9) contiene 14-15% de Zh, 14- 5% Mn, 1.0-1.5% de Al, y el balance de Cu.

Las aleaciones fundidas listadas en la base de datos de la CDA muestran una tendencia similar; las aleaciones que contienen más de 1 % I tanto de Mn como de Zn también contienen por lo menos 0.5% de Al. La excepción a esto es una aleación conocida como "Bronwite" (C99750), que contiene 17-23% de Mn, 17-23% de Zn, y por lo menos 0.5% de Pb con hasta 5% de Ni. La Bronwite es muy blanca, muy fluida y tiene una temperatura de s fusión relativamente baja que la hace excelente para fundidos pequeños, delgados y delicados tales como joyería a la medida, pero contiene suficiente Pb para provocar problemas con las normatividades actuales de Restricciones de Sustancias Peligrosas (RoHS-por sus siglas en inglés) y de Segundad de los Productos para el Consumidor.

Un número de aleaciones blancas libres de níquel ha sido descrito en el pasado. La Aleación Wieland FX9 (C66950) ya fue mencionada anteriormente. La Corporación YKK de Tokio, Japón tiene un número de patentes para aleaciones libres de níquel. La Patente de E.U.A. 5997663 cobre dos intervalos: 1 ) 70-85% de Cu, 5-22% de Zn, 7-15% de Mn y 0-4% de Al o Sn o una combinación tanto de Al como de Sn (con un color blanco); y 2) 70-85% de Cu, 10-25% de Zn, 0-7% de Mn, y 0-3% de Al o Sn o una combinación tanto de Al como de Sn (con un color amarillo distintivo). Una segunda patente de YKK (E.U.A. 6340446) describe aleaciones libres de níquel que contienen 0.5-5% de Zn, 7-17% de Mn, 0.5-4% de Al y el resto de · cobre, que puede también contener uno o más de Cr, Si, y/o Ti hasta 0.3%. , Una tercera de tales patentes (EP1306453) enseña aleaciones blancas libres de Ni con 0.5-30% de Zn y 1-7% de Ti, opcionalmente incluyendo hasta 4% de una combinación de uno o más de Al, Sn, Mg, y/o Mn.

Otro patente Europea (EP0685564) describe una aleación libre de Ni con un contenido en general menor de cobre (50-70%) y Mn mayor (8-25% de Mn) que las patentes de YKK con el resto de cinc. La mayoría de estas aleaciones blancas libres de Ni previamente descritas pretenden cumplir las regulaciones de los Estados Unidos que restringen el Ni en la joyería, anteojos, y artículos similares en "contacto directo y prolongado con la piel humana" (debido a problemas con alergias y sensibilización) al eliminar completamente el Ni y generalmente pretenden usarse como artículos fundidos o como productos de alambre.

Una aleación descrita en la patente de E.U.A 6432556 (Brauer, et. al) contiene 5-10% de Mn, 10-14% de Zn, 3.5-4.5% de Ni y menos de 0.07% de Al con el resto de Cu. El contenido de la aleación de la Patente 6432556 está específicamente balanceado para proveer ambas de "una apariencia visual dorada" y una conductividad eléctrica adecuada para uso como un reemplazo para la aleación estándar C713 (75 Cu-25 Ni) tanto en la forma monolítica como chapada para uso en la acuñación de moneda circulante en los Estados Unidos, particularmente como una aleación amarilla de reemplazo para la moneda de dólar de Susan B. Anthony (SBA), y está actualmente en uso como las capas del chapado exterior tanto de las series de moneda circulante del dólar Sacajawea como del dólar Presidencial de los Estados Unidos. Una patente anterior relacionada (la Patente de E.U.A.) 2445868, de Berwick y cedida a Olin Inc.) que es referida en la solicitud de Patente 6432556 enseña acerca de las aleaciones cuaternarias (4 componentes) del tipo Cu-Zn-Ni-Mn con 5% mínimo de Ni y esencialmente sin otras adiciones.

Otra aleación sustancialmente libre de Ni se describe en la Patente de E.U.A. 3778237 (Shapiro, et al) específicamente como un sustrato para artículos enchapados en plata tales como loza plana o loza hueca para servicio de alimentos. Esta aleación consiste de 8-16% de Mn, 20-31 % de Zn y el balance de Cu con pequeñas adiciones de otros elementos (Al, Fe, Sn, Si, Co, Mg, Mo, Ni, P, As, Sb) permitidos pero no requeridos. El níquel está permitido hasta 0.3% pero preferiblemente no se añade Ni. La Patente de E.U.A 3778236 (Goldman et al.,) es una patente para una aleación que contiene 0.5-5% de Ni, también restringida con un sustrato para artículos enchapados de plata. Otras aleaciones de Cu-Mn-Zn libres de Ni se describen en la Patente de E.Ü.A. 2772962 (Reichenecker, para una aleación fundida de resistencia eléctrica) y en la Patente de E.U.A. 2479596 (Anderson y Jillson et al).

Las Pat. US Nos. 5997663, 6340446, 6432556, 2445868, 3778236, 3778237, 2772962, y las Patentes Europeas EP1306453 y EP 0685564 se incorporan en la presente como referencia en su totalidad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Es un objetivo de por lo menos una modalidad de la presente invención proveer una aleación a base de cobre con una apariencia de color blanco o plateado y contenido reducido de níquel en comparación con las aleaciones de cobre tradicionales de apariencia similar. Un objetivo adicional de por lo menos una modalidad de la presente invención es que las 1 aleaciones de la invención exhiban resistencia al deslustre por lo menos igual que otras aleaciones de cobre de color similar. Aún otro aspecto de por lo menos una modalidad de la presente invención es que las aleaciones de la invención exhiban resistencia al manchado (cuando se someten a un toque ! repetido por la piel humana) por lo menos igual a otras aleaciones de cobre de color similar. Un objeto adicional de por lo menos una modalidad de la presente invención es que las aleaciones de la invención exhiben conductividades eléctricas sustancialmente similares a esas del acero ! inoxidable o similares a esas de las aleaciones actualmente usadas para la acuñación de moneda circulante. Es aún otro objetivo de por lo menos una modalidad de la presente invención que estas aleaciones exhiban propiedades antimicrobianas de tal manera que esas bacterias expuestas a la 1 superficie no revestida de la aleación exhiban velocidades de inactivación iguales o superiores a los datos publicados para las aleaciones basadas en 1 cobre de color similar y significativamente superior a los aceros inoxidables , del mismo color.

Los objetivos establecidos anteriormente, características y ventajas serán aparentes a partir de la especificación y dibujos siguientes. (1) Es una característica de por lo menos una modalidad de la presente invención que la aleación a base de cobre reclamada tenga una apariencia de color blanco o plateado que la hace adecuada para la ' fabricación de artículos decorativos de diversos tipos, particularmente (pero no limitado a) ferretería de arquitectura y de constructores. Puede usarse además : ya sea en forma monolítica o como parte de un sistema compuesto con otros * materiales en donde el color, la resistencia al deslustre y las propiedades antimicrobianas y otras de la aleación de la invención, permite la creación de , sistemas de material novedosos con características diseñadas de manera única para aplicaciones específicas. i (2) Aún otro aspecto de por lo menos una modalidad de la I ; presente invención es que la aleación contenga tanto cinc como manganeso y ! un nivel reducido de níquel en comparación con las aleaciones tradicionales a i ¦ base de cobre de color blanco. (3) Es otro aspecto de por lo menos una modalidad de la , presente invención que puede usarse hierro en lugar de, o además de níquel para mejorar el color y (4) resistencia al deslustre y j (5) resistencia al manchado en comparación con las aleaciones sin ninguno de níquel ni hierro. (6) Otro aspecto de por lo menos una modalidad de la presente invención es que la aleación tiene una apariencia visual blanca y una ¡ conductividad eléctrica similar a esa de la aleación de CDA C713 usada en la acuñación de moneda circulante en los Estados Unidos. (7) Aún otro aspecto de por lo menos una modalidad de la presente invención es que la aleación tiene una apariencia similar a esa del i acero inoxidable y también exhibe una conductividad eléctrica en el mismo intervalo que el acero inoxidable.

Entre las ventajas de por lo menos una modalidad de la presente invención es que la aleación a base de cobre de color blanco de la invención tiene propiedades antimicrobianas. La velocidad de inactivación de las , bacterias colocadas en una superficie compuesta de la aleación de por lo menos una modalidad de la presente invención es superior a esa de otras , aleaciones a base de cobre del mismo color, y también es superior a esa que ' se esperaría de las velocidades encontradas con aleaciones binarias ! comerciales de cobre con componentes de la aleación propuesta.

De acuerdo con la presente invención se provee una aleación de ! cobre de color blanco que comprende en peso hasta 30% de cinc, hasta 20% de manganeso, hasta 5% de níquel con el balance siendo cobre. Esta aleación más preferiblemente contiene de 6% a 25% de cinc, de 4% a 17% de manganeso, de 0.1 % a 3.5% de níquel y el balance siendo cobre. El balance de cobre en la aleación puede contener además por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del grupo que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, Fe, Mg, Zr, y Ag; y hasta 0.1 % de por lo menos un grupo que consiste de P, B, Ca, Ge, Se, Te. Esta aleación preferiblemente contiene de 12% a 20% de Zn, de 10% a 17% de Mn, y de 0.5% a 3.5% de Ni. Más preferiblemente contiene de 13% a 16% de Zn, de 14% a 17% de Mn, y de 1.5% a 2.5% de Ni. También ¡ puede contener hasta 0.3% de Zr en peso.

También se provee, de acuerdo con la presente invención, una aleación de cobre de color blanco que comprende en peso hasta 30% de cinc, hasta 20% de manganeso, hasta 4% de hierro y el balance siendo cobre. Esta ¡ aleación más preferiblemente contiene de 6% a 25% de cinc, de 4% 17% de manganeso, de 0.1 % a 2.5% de hierro y el balance siendo cobre. El balance de cobre en la aleación puede contener además por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del grupo que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, Ni, Mg, i ¡ Zr, y Ag; y hasta 0.1 % de por lo menos uno del grupo que consiste de P, B, i Ca, Ge, Se, Te. Esta aleación preferible contiene únicamente Ni como una impureza (es decir, menos de aproximadamente 0.1 %), y consiste de 12% a 20% de Zn, de 10% a 17% de Mn, y de 0.5% a 2.5% de Fe. Más j preferiblemente contiene de 15% a 18% de Zn, de 14% a 17% de Mn, y de : 0.5% a 1.5% de Fe.

Se provee además, de acuerdo con la presente invención, una aleación de cobre de color blanco que comprende en peso hasta 30% de cinc, ! hasta 20% de manganeso, hasta 6% de níquel, hasta 4% de hierro con el balance siendo cobre. Esta aleación más preferiblemente contiene de 6% a 25% de cinc, de 4% a 17% de manganeso, de 0.1 % a 5% de níquel, de 0.05% I a 2.5% de hierro y el balance siendo cobre. El balance de cobre en la aleación puede contener además por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del grupo que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, Mg, Zr, y Ag; y hasta 0.1 % de por lo menos uno del grupo que consiste de P, B, Ca, Ge, Se, Te. Esta aleación preferiblemente contiene de 2% a 20% de Zn, de 10% a 17% de Mn, de 0.5% a 3.5% de Ni, y de 0.1 % a 1 % de Fe. Más preferiblemente contiene de 13% a 16% de Zn, de 14% a 17% de Mn, de 1 .5% a 2.5% de Ni, y de 0.2% a 0.6% de Fe. Esta aleación puede contener además hasta .0% de Al.

Se provee además, de acuerdo con la presente invención, una aleación de cobre de color blanco que tiene una conductividad eléctrica mayor i que 2.5% IACS (por sus siglas en inglés) a las frecuencias de excitación del calibrador de corriente eddy entre 60kHz y 480kHz que comprende en peso hasta 30% de cinc, hasta 20% de manganeso, hasta 0% de níquel, hasta 4% de hierro, hasta 1 % de Zr con el balance siendo cobre. Esta aleación puede preferiblemente contener de 6% a 25% de cinc, de 4% a 17% de manganeso, de 0.1% a 9% de níquel, hasta 2.5% de hierro, hasta 0.5% de Zr y el balance siendo cobre. El balance de cobre en la aleación puede contener además por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del grupo que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, Mg, Ag; y hasta 0.1 % de por lo menos uno del grupo que consiste de P, B, Ca, Ge, Se, Te. Esta aleación preferiblemente contiene 10% a 18% de Zn, de 4% a 7% de Mn, de 4% a 9% de Ni, y de 0.05% a 0.2% de Zr. Más preferiblemente contiene de 12% a 16% de Zn, de 4% a 6% de Mn, i de 5% a 9% de Ni, y de 0.05% a 0.15% de Zr¡ la combinación teniendo una conductividad eléctrica entre 4% IACS y 7% IACS.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Fig. 1 ilustra gráficamente los atributos de la carta de color CIELAB para la oscuridad, tonalidad y croma como se conoce de la técnica previa.

La Fig. 2 muestra las aleaciones de la invención graficadas en una carta de color CIELAB bidimensional que ilustra el intervalo de color deseado, así como las aleaciones comparativas.

La Fig. 3 muestra los mismos datos de la Fig. 2 pero enfocados en el intervalo de "apariencia visual blanca" deseado.

La Fig. 4 muestra la efectividad antimicrobiana de las aleaciones ¡ de la invención.

I Definiciones Para propósitos de las reivindicaciones listadas en lo siguiente, aplicarán las siguientes definiciones: Todas las composiciones se dan en porcentajes en peso. Una composición listada como CU-18Zn-17N¡ significará un nominal de 18% en : peso de Zn, 17% en peso de Ni y el resto de cobre e impurezas inevitables.

Otras composiciones listadas en forma similar pueden comprenderse por analogía con este ejemplo.

"Aleación a base de cobre" será definida en lo siguiente como: una aleación que tiene un mínimo de 50% en peso de Cu con uno o más constituyentes elementales, o una aleación de componentes múltiples donde el porcentaje de Cu es mayor que ese de cualquier otro constituyente.

"Apariencia visual blanca" será definida en lo siguiente como: color (medido con un espectrofotómetro de geometría de esfera d/8 (incluida la reflexión especular) con un iluminante D65 y observador de 10°) cumple -2 ¡ < a* < 3 y -2 < b* < 10 en la escala CIE 1976 L*a*b* (CIELAB).

"Efectivamente antimicrobiano" será definido en lo siguiente 1 como: 99.99% de las bacterias en una suspensión colocada en una superficie sin revestir será inactivada dentro de 120 minutos de exposición.

"Tiempo para completar la inactivación" será definido en lo siguiente como el tiempo desde la colocación de la bacteria en la superficie hasta 99.9% de la inactivación de la bacteria.

"Resistente al deslustre" será definido en lo siguiente como: , después de 30 días de exposición al aire a 20-25°C sin contacto con la piel ! humana o fluidos corporales, cambio de color AECMC (como se definió en ÁSTM D2244-07, pp.2-3) entre el color inicial y el color final menor que 1.

"Resistente al deslustre a temperatura elevada" será definido en l siguiente como: después de 24 horas de exposición al aire a 150°C, cambio de color AECMC (como se definió en ASTM D2244-07, pp.2-3) entre el color inicial y el color final menor que 20.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La determinación del color (de las aleaciones o de otros materiales) puede ser por espectroscopia o por otros medios objetivos. Los instrumentos tales como esos suministrados por X-Rite, Inc. (Grand Rapids, MI) o Hunter Associates Laboratory, Inc. (Reston VA) cuantifican el color de i acuerdo con dos atributos cromáticos "tonalidad" y "croma" y un atributo de I ' oscuridad conocido como "valor". La tonalidad es la percepción del color, el reconocimiento de un objeto como rojo, verde, amarillo, azul, etc. La croma es i la concentración del color (intensidad o saturación), que varía de gris hasta la ¡ tonalidad pura. El valor es una medida de la obscuridad del tono del color, ! variando de blanco puro a negro puro. Una combinación de estos valores da una ubicación única en el espacio del color en coordenadas polares, con la tonalidad denotando el tono del color (ubicación angular), la croma denotando I la intensidad (ubicación radial), y el valor denotando la oscuridad (ubicación I vertical) en la Figura 1.

, Un método alternativo para la especificación del color es la escala CIELAB. CIE significa Commission Internationale de l'Eclairage (Comisión Internacional en Iluminación) y LAB significa las coordenadas L*, a*, b* de la escala; por lo tanto CIELAB es una abreviatura para la escala de color CIE 1976 L*, a*, b*. En esta escala, la tonalidad se expresa en términos de pares de color, con +a* siendo rojo, -a* siendo verde, +b* siendo amarillo, y -b*siendo azul. La croma (intensidad o saturación) se expresa con un valor a ; partir del centro del sistema de coordenadas (0 siendo gris) hasta una intensidad completa del componente de color a +60. Valores mayores de ; cualquier componente significan colores más intensos, mientras que valores [ menores significan que el material que se está midiendo está cerca a ser incoloro. El valor de oscuridad L* varia de 0 (negro puro) a 100 (blanco puro). Dé nuevo, una combinación específica de valores L*, a*, y b* identifica una ubicación única en el espacio de color y un color específico, saturación, y claridad. i Los colores de todas las aleaciones fueron analizados usando un espectrofotómetro SP-62 fabncado por X-Rite Inc. (Grand Rapids, MI). Las i condiciones del análisis fueron a geometría de esfera d/8 (incluida la reflexión especular) con un iluminador D65 y observador de 10°. Todas las mediciones : de color se reportan en la escala CIE 1976 L*, a*, b* (CIELAB). Para la medición inicial del color, las muestras fueron preparadas con el mismo i , acabado superficial (6-18 Ra; una medición de la rugosidad superficial) y | limpiadas para remover los óxidos superficiales, que pueden afectar tanto la medición inicial del color como el análisis subsiguiente de la resistencia al deslustre atmosférico. La química y el color de las aleaciones de acuerdo con la invención se presentan en el Cuadro 1 junto con los mismos datos para las ; aleaciones de cobre y aceros inoxidables comparativos seleccionados. Las aleaciones de acuerdo con la presente invención se listan en los cuadros como 11 , 12, 13, etc. Las aleaciones de cobre comparativas se listan como C1 , C2, C3, etc. Las aleaciones comparativas que no están basadas en cobre (aleaciones de carbono y acero inoxidable, cinc y aluminio, metales puros diferentes de cobre, etc.) se listan como S1 , S2, S3, y así sucesivamente.

Cuadro 1. Química y color original (metal verdadero) CUADRO 1 Química y Color Una de las dificultades al crear una aleación a base de cobre "blanca" es determinar exactamente qué significa "blanca". Muchas de las aplicaciones anteriores para estas aleaciones fueron como aleaciones de menor costo para la acuñación de monedas, loza plana, y loza hueca, de manera que el color deseado era similar a ese de la plata ley y de las monedas. Más recientemente, las aleaciones de cobre "blancas" están siendo consideradas como reemplazos para el acero inoxidable o terminado de , níquel cepillado en aplicaciones de ferretería de constructores y de arquitectura, de manera que las propiedades antimicrobianas de las aleaciones de cobre están disponibles con una apariencia similar al aspecto moderno del acero inoxidable. Un número de aleaciones de cobre "blancas" , tradicionales fueron analizadas en su color, junto con otras aleaciones que exhibieron ligeros pero distintos sobretonos de color rojizo o amarillento. El acero inoxidable y el acero al carbón fueron también analizados, junto con ' níquel puro, cinc y estaño tal como se habrían encontrado en la superficie de , productos enchapados de color blanco. Estos materiales fueron comparados para determinar los límites prácticos en los valores CIELAB para las aleaciones blancas. Los materiales con los valores medidos tanto de a* como ; de b* cercanos a cero parecen casi incoloros y por lo tanto más blancos que ¡ esos con valores mayores de cualquiera de a* o b* al mismo valor de oscuridad total (L*). Los valores de oscuridad (L*) para las aleaciones de ; cobre típicamente varían de 75 - 86 para las superficies libres de óxido y una rugosidad superficial de 6-18 Ra; esto es verdadero para todas las aleaciones de cobre medidas, desde latón de cartucho amarillo claro (Aleación C2, Cu- 30Zn) hasta cobre puro rojo (Aleación C1) hasta del cobre-níquel fuertemente blanco usado en la acuñación de moneda circulante en los Estados Unidos ! (Aleación C5).

Para propósitos de determinar el color blanco deseado, el límite ! superior de a* se define en lo siguiente como el punto en donde la apariencia < visual de la aleación de cobre ya no es principalmente blanco y primero se ! vuelve blanco con una tonalidad roja distintiva. Esta transición de blanco a rojo es definida como el valor a* de la Aleación C31 (Cu-15Ni). La Aleación C31 · tiene un valor de a* de 2.9. Una aleación de cobre comparable disponible comercialmente (Aleación C4, Cu-10Ni-1 Fe) es notablemente rojiza y tiene un valor de a* de 3.7. Para propósitos de la presente invención, es apropiado considerar las aleaciones con valores de a* menores que 3 y valores apropiados de b* (en la escala CIELAB) para ser blancos. í Para las aleaciones de cobre con una apariencia visual blanca, el límite superior de b* está definido en el punto en donde la aleación de cobre ya no es principalmente blanca y primero se vuelve instintivamente amarilla (o blanca con un tono de amarillo). Esta transición de blanco a amarillo es définida por el valor de b* de la Aleación C3 comparativa (Cu-12Zn-7Mn-4Ni). Esta es una aleación patentada con una "apariencia visual dorada" (corno se discute en la US 6,432,556 B1 de Brauer et al.,) y está específicamente formulada para exhibir un color más cercano a ese del oro de 18K que al blanco de la Aleación C5 usada para la acuñación de moneda circulante en los Estados Unidos; esta aleación tiene un valor medido de b* de 10.2. Aquí se estableció el límite superior para b* en 10, de manera que sólo son aceptables las aleaciones con menos amarillo que la Aleación C3.

Los límites inferiores para a* y b* fueron establecidos con base ' en el color del cinc puro (Aleación C35, a*-1.7, b*-1.9). El cinc puro parece subjetivamente blanco, aunque son visibles sobretonos azulosos y verdosos , pálidos en las superficies recién limpiadas y preparadas. Por lo tanto los límites inferiores para a* y b* fueron ambos establecidos a -2 para incluir al cinc en la zona de aleación blanca. Las aleaciones de cobre medidas en estos ! estudios tuvieron todas valores de CIELAB de a* > -1.5 y b* > 1.5.

¡ Para que sea considerada blanca, la aleación de cobre debe cumplir las restricciones listadas en lo anterior tanto para a* como para b*; es i 1 decir, a* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente 1 +3, mientras que b* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y ¡ aproximadamente +10. Más preferiblemente, a* está entre aproximadamente - j 2 y aproximadamente +2, mientras que al mismo tiempo b* está entre aproximadamente -2 y aproximadamente +8. Más preferiblemente, a* está I ' entre aproximadamente -2 y aproximadamente +1 mientras que al mismo l tiempo b* está entre aproximadamente -2 y aproximadamente +7. Las 1 aleaciones que cumplen uno o el otro pero no ambos, no son consideradas blancas. Por ejemplo, la Aleación C2 (Cu-30Zn) tiene valores de CIELAB de a*, b* de (-1.5, 21.5); aunque esto cae dentro del intervalo de a* para el blanco (color rojo bajo), excede el máximo permisible de b* para ser considerado i blanco, por lo tanto, la Aleación C2 es una aleación de cobre amarilla. Un ejemplo adicional es la Aleación C4 (Cu-10Ni-1 Fe), con valores de CIELAB de a*, b* de (3.7, 8.2); aunque el valor de b* está dentro del intervalo del blanco (color amarillo bajo) excede el valor permisible de a*, y es visualmente rojizo. Más aún, los intervalos que tienen puntos extremos dentro de los intervalos discutidos anteriormente, están contemplados aún si esos puntos extremos o intervalos no están específicamente establecidos. Por ejemplo, el intervalo de valores para a* puede tener un punto extremo menor de -1.9, -1.8, -1.7, etc., hasta +2.7, +2.8 y +2.9, mientras que el punto extremo superior puede ser +2.9, +2.8, +2.7, etc. hasta -1 .7, -1.8 y -1.9. También se contemplan puntos ; extremos similares para los valores de b*. También, se contempla combinar cualquiera de los intervalos para a* con cualquiera de los intervalos b*. Por ejemplo, el intervalo de valores para a* puede ser -2 a +2, mientras que el intervalo para los valores de b* puede ser -2 y aproximadamente +10.

La presente invención incluye aleaciones que son, en peso, de : hasta 30% de cinc, hasta 20% de manganeso, hasta 5% de níquel con el balance de cobre. Estas aleaciones contienen más preferiblemente de 6% a ; 25% cinc, de 4% a 17% de manganeso, de 0.1 % a 2.5% de níquel y el balance de cobre. El balance de cobre en las aleaciones puede contener además por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del grupo que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, Fe, Mg, Zr y Ag¡ y hasta 0.1 % de por lo menos uno del grupo que consiste de P, B, Ca, Ge, Se, Te. Estas aleaciones ! preferiblemente contienen de 12% a 20% de Zn, de 10% a 17% de Mn, y de 0.5% a 3.5% de Ni. Más preferiblemente contienen de 13% a 16% de Zn, de 14% a 17% de Mn, y de 1.5% a 2.5% de Ni. Estas aleaciones también pueden contener hasta 0.3% de Zr en peso. En una modalidad más preferida, las aleaciones de las composiciones anteriores también son aleaciones blancas a base de cobre; es decir, tienen valores de CIELAB en donde a* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +3, mientras , que b* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +10. Más preferiblemente, a* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +2, mientras que al mismo tiempo b* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +8. Más preferiblemente, a* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +1 , mientras que al mismo tiempo b* está preferiblemente entre aproximadamente : -2 y aproximadamente +7. Se contempla que la composición discutida anteriormente puede combinarse con cada intervalo de valores CIELAB discutidos anteriormente.

La presente invención incluye aleaciones que son, en peso, de hasta 30% de cinc, hasta 20% de manganeso, hasta 4% de hierro, con el balance de cobre. Estas aleaciones contienen más preferiblemente de 6% a 25% de cinc, de 4% a 17% de manganeso, de 0.1 % a 2.5% de hierro y el ' balance de cobre. El balance de cobre en las aleaciones puede contener además por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del grupo que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, Ni, Mg, Zr, y Ag; y hasta 0.1 % de por lo menos uno del grupo que consiste de P, B, Ca, Ge, Se, Te. Estas aleaciones preferiblemente contienen Ni sólo como una impureza (es decir, menos de aproximadamente 0.1 %), y tiene de 1 2% a 20% de Zn, de 10% a 17% de Mn, y de 0.5% a 2.5% de Fe. Estas aleaciones más preferiblemente contienen de | 15% a 18% de Zn, de 14% a 17% de Mn, y de 0.5% a 1 .5% de Fe. En una i | modalidad más preferida, las aleaciones de las composiciones anteriores i ¦ también son aleaciones blancas a base de cobre; es decir, tienen valores de CIELAB en donde a* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y i aproximadamente +3, mientras que b* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +10. Más preferiblemente, a* está ; preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +2, mientras I 1 que al mismo tiempo b* está entre aproximadamente -2 y aproximadamente | +8. Más preferiblemente, a* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente + 1 , mientras que al mismo tiempo b* está entre í aproximadamente -2 y aproximadamente +7. Se contempla que la | composición discutida anteriormente puede combinarse con cualquier j intervalo de valores CIELAB discutidos anteriormente.

¡ La presente invención incluye aleaciones que son, en peso, de ! hasta 30% de cinc, hasta 20% de manganeso, hasta 6% de níquel, hasta 4% ' de hierro, con el balance de cobre. Estas aleaciones contienen más ' preferiblemente de 6% a 25% de cinc, de 4% a 17% de manganeso, de 0.1 % i | a 5% de níquel, de 0.05% a 2.5% de hierro y el balance de cobre. El balance ; de cobre en las aleaciones puede contener además por lo menos uno de: ¡ hasta 0.5% de por lo menos uno del grupo que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, I I : i Mg, Zr, y Ag; y hasta 0.1 % de por lo menos uno del grupo que consiste de P, B, Ca, Ge, Se, Te. Estas aleaciones preferiblemente contienen de 12% a 20% de Zn, de 10% a 17% de Mn, de 0.5% a 3.5% de Ni, y de 0.1 % a 1 % de Fe. Estas aleaciones más preferiblemente contienen de 13% a 16% de Zn, de 14% a 17% de Mn, de 1.5 % a 2.5% de Ni, y de 0.2% a 0.6% de Fe. Estas aleaciones pueden contener además hasta 1.0% de Al. En una modalidad , más preferida, las aleaciones de las composiciones anteriores también son : aleaciones blancas a base de cobre; es decir, tienen valores de CIELAB en ! dónde a* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +Í3, mientras que b* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y 1 aproximadamente +10. Más preferiblemente, a* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +2, mientras que al mismo tiempo b* está entre aproximadamente -2 y aproximadamente +8. Más preferiblemente, a* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +1 , ¡ mientras que al mismo tiempo b* está entre aproximadamente -2 y aproximadamente +7. Se contempla que la composición discutida anteriormente puede combinarse con cualquier intervalo de valores CIELAB discutidos anteriormente.

En otra modalidad de la invención, las aleaciones tienen una conductividad eléctrica mayor que 2.5% IACS a las frecuencias de excitación de calibración de corriente eddy entre 60kHz y 480kHz y son, en peso, de hasta 30% de cinc, hasta 20% de manganeso, hasta 10% de níquel, hasta 4% de hierro, hasta 1 % de Zr, con el balance de cobre. Estas aleaciones contienen más preferiblemente de 6% a 25% de cinc, de 4% a 17% de manganeso, de 0.1 % a 9% de níquel, hasta 2.5% de hierro, hasta 0.5% de Zr y el balance de cobre. El balance de cobre en las aleaciones puede contener : además por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del grupo que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, Mg, y Ag; y hasta 0.1% de por lo menos uno del ! grupo que consiste de P, B, Ca, Ge, Se, Te. Estas aleaciones preferiblemente contienen de 10% a 18% de Zn, de 4% a 7% de Mn, de 4% a 9% de Ni, y de 0.05% a 0.2% de Zr. Las aleaciones más preferiblemente contienen de 12% a 16% de Zn, de 4% a 6% de Mn, de 5 % a 9% de Ni, y de 0.05% a 0.15% de Zr. En una modalidad más preferida, cada una de las composiciones discutidas anteriormente tiene una conductividad eléctrica entre 4% IACS y 7% IACS. En una modalidad más preferida, las aleaciones de las . composiciones anteriores también son aleaciones blancas a base de cobre; es ¡ decir, tienen valores de CIELAB en donde a* está preferiblemente entre , aproximadamente -2 y aproximadamente +3, mientras que b* está 1 preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +10. Más ; preferiblemente, a* está preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +2, mientras que al mismo tiempo b* está entre aproximadamente -2 y aproximadamente +8. Más preferiblemente, a* está 1 preferiblemente entre aproximadamente -2 y aproximadamente +1 , mientras que al mismo tiempo b* está entre aproximadamente -2 y aproximadamente +7. Se contempla que la composición discutida anteriormente puede combinarse con cualquier intervalo de valores CIELAB discutidos anteriormente así como combinarse con cada una de las características de conductividad eléctrica discutidas anteriormente.

Algunos ejemplos específicos de las composiciones contempladas incluyen: 1 ) 6-25% de cinc, 4- 17% de manganeso, 0.1-3.5% de níquel y el balance de Cu; y , 2) igual que 1) con 0.5% de por lo menos uno de Sn, Si, Co, Ti, ; Cr, Fe, Mg, Zr, o Ag y hasta 0.1 % de P, B, Ca, Ge, Se, o Te. 3) igual que 1 ) o 2), con 0.1-2.5% de hierro. < 4) igual que 1 ) o 2), con 0.1 -5% de niquel y 0.5-2.5% de hierro. 5) 12-20% de Zn, 10-17% de Mn, y 0.5-3.5% de Ni y el balance de Cu. 6) 13-16% de Zn, 14-17% de Mn, y 1.5-2.5% de Ni y el balance de Cu. ', 7) igual que 1) con hasta 0.3% de Zr. 8) 12-20% de Zn, 10-17% de Mn, y 0.5-2.5% de Fe y el balance , de Cu. i 9) 15-18% de Zn, 14-17% de Mn, y 0.5-1.5% de Fe y el balance : de Cu. 10) 13-16% de Zn, 14-17% de Mn, y 1.5-2.5% de Ni y 0.2-0.6% de Fe y el balance de Cu. 1 1) 6-25% de cinc, 4-17% de manganeso, y 0.1-9.0% de níquel y el balance de Cu. 12) igual que 1 1 ) con hasta 0.3% de Zr. 13) 10-18% de Zn, 4-7% de Mn, y 4-9% de Ni, 0.05-0.20% de Zr y el balance de Cu. 14) 12-16% de Zn, 4-6% de Mn, y 5-9% de Ni, 0.05-0.15% de Zr y el balance de Cu.

Todos estos ejemplos pueden combinarse con cualquier ' combinación de valores de a* y b* y cualquier intervalo de conductividad eléctrica.

Para todos los componentes en las composiciones, los intervalos que tienen puntos extremos dentro de los intervalos discutidos anteriormente ' también están contemplados aún si esos puntos extremos o intervalos no se establecen específicamente. Por ejemplo, el intervalo de valores para Zn puede tener un punto extremo menor de 6.1 %, 6.2%, 6.3%, etc., hasta 24.7%, i 24.8%, y 24.9%, mientras que el punto extremo superior puede ser 24.9%, : 24.8%, y 24.7%, etc., hasta 6.3%, 6.2% y 6.1 %. También están contemplados puntos extremos similares para los intervalos de los otros componentes. También, está contemplado combinar cualquiera de los intervalos | establecidos especialmente para Zn con cualquiera de los intervalos ¦ establecidos específicamente para los otros componentes. Por ejemplo, los intervalos desde 6% a 25% de cinc pueden combinarse con intervalos desde 10% a 17% de Mn, y de 0.5% a 3.5% de Ni.

Un aspecto de la invención es que las aleaciones contienen tanto Zn como Mn y menores niveles de Ni que las aleaciones "blancas" a base de I cobre tradicionales. Esto resulta de los efectos sinérgicos de los elementos de la aleación, en donde la combinación de múltiples componentes da resultados que no se obtienen con aleaciones binarias simples.

El níquel es un blanqueador potente en las aleaciones de cobre. La adición de 10% de Ni a Cu (Aleación C4) da una aleación pálida pero aún con un tinte rojizo-púrpura. Las adiciones de 15% de níquel (Aleación C31 ) o más da distintos colores de blanco, y las aleaciones se vuelven más cercanas al incoloro a medida que el contenido de Ni aumenta a 30% (Aleación C6). El : aumento en el Ni contribuye a la resistencia al deslustre atmosférico, inhibiendo la formación de óxidos de cobre obscuros. Desafortunadamente, el , Ni también es significativamente más costoso que el Cu (generalmente 2-3 veces el costo), de manera que hay una fuerte ventaja económica al producir aleaciones similares en apariencia pero con menos Ni. Mayores adiciones de Ni también disminuyen la efectividad antimicrobiana de las aleaciones, de [ manera que el Ni debe mantenerse a un mínimo consistente con el color deseado y la resistencia al deslustre. El níquel ha estado implicado como el factor principal en la dermatitis de contacto con metales, motivando a la Unión Europea a legislar aleaciones libres de Ni para joyería, anteojos, y artículos similares en "contacto directo y prolongado con la piel humana" como se observa en la EP 0 635 564 B1 (Ammannati); "Copper-zinc-manganese alloy for the production of articles coming ¡nto direct and prolonged contact with the human skin"; Dec. 1 , 2000, title, pg, 1-2.

El manganeso también es un blanqueador efectivo en las aleaciones de cobre, aunque las aleaciones binarias tienen poca significancia comercial debido a la baja resistencia, dificultades con el fundido de los lingotes y rolado en caliente, y ductibilidad baja e inconsistente relacionada a la ordenación en un corto intervalo. La adición de 12% de Mn o más al Cu da una aleación relativamente blanca (Aleación C30, [a*, b*] = [5.05, 8.27]), pero éste es el intervalo en donde se vuelve significativa la ordenación en un corto intervalo en las aleaciones binarias. El manganeso comúnmente se usa para reforzar a bajos niveles en aleaciones de cobre más complicadas que contienen Al, Zn, Si, Ni o combinaciones de estos. Estas adiciones de Mn de bajo nivel también pueden mejorar las características de fundición y rolado en caliente de estas aleaciones.

Las adiciones de Zn a las aleaciones de cobre cambian fuertemente el color, pero las aleaciones no se vuelven "blancas" o incoloras; en cambio, las aleaciones de Cu-Zn ("latones") se vuelven de doradas ¦ amarillas a medida que aumenta el contenido a -30% de Zn. Más allá de 33% de Zn, las aleaciones se vuelven rojizas de nuevo con la formación de una nueva estructura del cristal. Los latones altos en Zn también exhiben una ordenación en un corto intervalo bajo ciertas condiciones, lo que puede limitar la ductibilidad y provocar que cambien las propiedades durante el servicio. El cinc puede reducir la necesidad de Ni para blanquear las aleaciones a base de cobre (la base de la "plata alemana" aleaciones de Cu-Ni-Zn). La ' apariencia está cercana a las aleaciones blancas de Cu-Ni, con una ligera mezcla de amarillo debido el contenido de Zn.

Las adiciones de hierro a las aleaciones de cobre están limitadas por su baja solubilidad. Existe una brecha de miscibilidad por arriba de 3.5% de Fe, previniendo el fundido de aleaciones altas en Fe. Entre 0.5% y 2.5%, el i Fe puede ser retenido en solución sólida por tratamiento térmico adecuado, y es casi tan efectivo como blanqueador como el Ni a ciertos niveles. El Fe también puede ser un potente reforzador, formando precipitados tanto directamente como por reacción con P (fósforo) en la aleación.

El cinc y el aluminio son similares en las aleaciones de cobre por loi que se refiere al color, pero el Al es significativamente más efectivo para lograr colores dorados-amarillos. La adición de 6% de Al (Aleación C32) da un color similar al Cu-15Zn (Aleación C29). Con el tiempo, las aleaciones de Cu-¡ Al (incluyendo esas con otros elementos tales como Zn, Mn y Fe) forman películas estrechas de óxido pasivo que son benéficas para la resistencia al deslustre y la corrosión. Este mismo efecto reduce la efectividad antimicrobiana de las aleaciones de Cu con Al, de manera que el Al debe ' mantenerse a un mínimo para aplicaciones antimicrobianas. El rolado en caliente y en frío y el tratamiento térmico de las aleaciones que contienen Al, es más complicado que esos sin Al, debido a las interacciones con muchos otros elementos de la aleación.

, Uno de los principales objetivos de la invención es proveer una aleación de cobre de apariencia visual blanca pero con un contenido reducido de Ni. La descripción anterior de los efectos de las adiciones de la aleación en el color de las aleaciones a base de cobre puntualizan los métodos para lograr este objetivo. A sustituir Zn por una porción del Ni, pueden crearse las aleaciones de contenido reducido de Ni aunque el color tiende a volverse más amarillo que las aleaciones de Cu-Ni del mismo contenido total de Cu. Al sustituir además el Mn por parte del Ni restante, son posibles las aleaciones con mucho menor contenido de Ni con apariencia sustancialmente blanca (incolora). Se ha encontrado que la retención de un bajo nivel de Ni (en un contenido de aleación total particular) ayuda a mantener el color blanco deseado y también tiene beneficios en términos de la resistencia al deslustre atmosférico y al disminuir el manchado debido al contacto con fluidos de la ¡ piel humana. Por lo tanto, las aleaciones de cobre de apariencia visual blanca se encuentran al sustituir el Ni por una combinación de Zn y Mn en las aleaciones tradicionales, junto con el mantenimiento de un bajo nivel de Ni , para mejorar el color y la resistencia al deslustre.

Otro aspecto de la invención es que puede usarse Fe en lugar de ' Ni o además de Ni para mejorar el color blanco de las aleaciones de Cu-Zn- Mn. Cuando se mide el color de las aleaciones comerciales de Cu-Ni, se encontró que el color blanco de algunas de estas aleaciones fue mejor que lo 1 esperado del contenido de Ni solo. Se encontró que las aleaciones en , cuestión contenían cantidades significativas de Fe, añadido para mejorar las propiedades de fundido y el maquinado en caliente y en frío de estas 1 aleaciones. Una investigación adicional de las aleaciones de Cu-Fe demostró que mientras que son definitivamente rojas debido al bajo contenido total de la aleación, están más cercanas al blanco (con un valor de a* menor en la escala CIELAB) de lo esperado para el Cu-Zn o Cu-Mn del mismo contenido de la aleación. Con base en esto, se añadió hasta 2.5% de Fe a las aleaciones de la invención y se encontró que el color blanco mejorado se llevó aún hasta un contenido de aleación total sobre 30%. Además, se encontró que la presencia de Ni no interfiere con el efecto del Fe asi que cualquiera o ambos puede ] usarse para mejorar el color blanco de las aleaciones de Cu-Zn-Mg. También ! se encontró que la presencia de Fe en la solución sólida en la aleación (a un 1 contenido de aleación total particular) ayuda a mantener el color blanco déseado y también tiene beneficios en términos de resistencia al deslustre ! atmosférico y al disminuir el manchado debido contacto con los fluidos de la piel humana, de manera similar a los efectos de bajos niveles de Ni en estas i propiedades. Estos efectos también se encuentran cuando se usa Fe o una combinación de Fe y Ni en lugar del Ni sólo. Por lo tanto, las aleaciones de , cobre de apariencia visual blanca se encuentran al sustituir el Ni en las ! aleaciones tradicionales por una combinación de Zn y Mn, junto con un mantenimiento bajo del nivel de Ni o Fe o una combinación tanto de Ni como de Fe para mejorar el color y la resistencia al deslustre.

Un factor importante en la selección de las aleaciones a base de 1 cobre para la apariencia (tal como ferretería de arquitectura y para ! constructores) es la estabilidad de la apariencia con el tiempo. Los aceros i inoxidables no cambian su apariencia significativamente cuando se exponen a la atmósfera; esto se debe a la formación de capas de óxido pasivas que previenen el deslustre visible y la corrosión y es la razón por la que se consideran "inoxidables". Desafortunadamente los aceros inoxidables no están disponibles en un amplio intervalo de colores y tonos que pueden i lograrse con las aleaciones a base de cobre, y tampoco los aceros inoxidables poseen características antimicrobianas de las aleaciones de cobre preparadas apropiadamente. Tradicionalmente, se añade Ni a las aleaciones de cobre 1 para una resistencia mejorada al deslustre atmosférico, ya que el Ni forma una capa de óxido pasiva en la superficie similar en función a la superficie pasiva ¡ de los aceros inoxidables. Se ha encontrado que es posible diseñar la composición química de las aleaciones de cobre blancas con un contenido ¡ reducido de Ni para dar aleaciones con una apariencia blanca deseable y resistencia al deslustre atmosférico sustancialmente igual que las aleaciones , blancas a base de cobre con alto contenido de Ni tradicionales.

: El deslustre de las aleaciones de cobre es el resultado de la formación de películas de óxido con el tiempo por la reacción con oxígeno de i la atmósfera. Generalmente aparece como un oscurecimiento de la superficie, aunque los diferentes colores de los óxidos formados a partir del material de base (así como los efectos de la capa de interferencia) también pueden introducir diferencias en la tonalidad y la croma en comparación con la ¡ apariencia original del material. Al comparar colores antes y después de la exposición, puede cuantificarse la magnitud del deslustre y pueden hacerse comparaciones objetivas entre las diferentes aleaciones.

Las diferencias de color entre las muestras con valores medidos de CIELAB se calculan fácilmente; una variedad de ecuaciones de diferencia de color y de tolerancia del color serán en la normatividad ASTM D2244-07E1 "Standard Practice for Calculation of Color Tolerances and Color Differenes ( from Instrumentally Measured Color Coordinates"; ASTM International; May 1 , 2007. La diferencia del color total AE*ab entre dos colores, cada uno dado en términos de L*, a*, b* puede calcularse como: AE*ab = [(AL*)2 + (Aa + (Ab*f] AE*ab provee la magnitud de la diferencia de color pero no da una indicación del carácter de la diferencia de que no indica la cantidad relativa y la dirección del tono, croma, y diferencias de oscuridad. ( (Normatividad ASTM D2244-07E1, sección 6.2.2.). Es más útil cuando el i cambio de color es dominado por uno de los tres factores y la naturaleza del 1 cambio de color se comprende fácilmente pero es menos útil cuando dos o tres componentes son los contribuyentes significativos al cambio de color medido. También es posible transformar las coordenadas rectangulares L*. a*, : b* en coordenadas cilindricas L*, C*, H* para comprender mejor las diferencias relativas en la oscuridad L*, croma C* y tonalidad H*. El equivalente de la ecuación de la diferencia del color total entonces es: : AE*ab = [(AL*)2 + (AC*)2 + (AH*)2]V2 Una diferencia de color alternativa calculada AECMC (como se define por el Comité de Medición de Color de la Sociedad de Teñideros y Coloristas en Inglaterra (Colour Measurement Committee (CMC) of the Society of Dyers and Colourists) pretende usarse como una ecuación de paso de sombra de un solo número (también definido en ASTM D2244-07E ). Fue desarrollado como un sistema de tolerancia con base en las coordenadas cilindricas CIELCH y define elipsoides alrededor de un color estándar (punto específico en el espacio de color) dentro del cual es aceptable la diferencia del estándar para la aplicación pretendida.

La diferencia de color AECMC se da por: AECMC = cf [(AL*/(I. SL)2 + (AC*/(c. SC))2 + (AH*7(SH)))2]V2 Los parámetros en la ecuación consideran las diferencias en la sensibilidad y la importancia relativa de la oscuridad contra la croma y la tonalidad, de manera que hay una mejor concordancia entre las tolerancias numéricas y el intervalo actual de colores visualmente aceptables a la , percepción humana. En particular, el factor comercial cf puede variar para ' coincidir con el intervalo deseado para una aplicación dada. Un AEQMC - se ! asume que representa una diferencia de color apenas perceptible.

Para propósitos de comparar la resistencia al cambio de color debido a la exposición atmosférica, se calculó AECMC con base en la diferencia , actual de color entre las muestras antes de la exposición (tiempo=0) y después de la exposición a un tiempo y temperatura dados. Los valores ¦ inferiores de AECMC (menos cambio de color debido a la exposición) se consideran una medición de una resistencia superior al deslustre atmosférico).

Cuadro 2: Cuadro de Deslustre Atmosférico- Temperatura Ambiente CUADRO 2 Deslustre Atmosférico-Temperatura Ambiente Color inicial 15 días 30 días Aleación L* a* b* E*AB AE*CMC AE*AB i C3 80.41 2.30 10.27 1.04 0.69 1.25 0.80 C4 79.96 3.65 8.18 1.02 0.56 1.33 0.76 C5 78.79 1.00 5.26 0.43 0.27 0.51 0.37 C6 76.76 0.19 3.74 0.32 0.32 0.43 0.45 C7 79.30 0.84 6.74 0.84 0.48 0.93 0.58 C8 78.29 0.21 6.74 0.48 0.29 0.46 0.31 C11 79.48 3.04 9.09 0.77 0.52 1.30 1.05 C12 78.61 1.99 6.95 1.27 0.71 2.32 1.44 C14 83.10 1.87 1 1.65 2.08 0.99 2.32 1.1 1 C15 81 .02 1.37 9.57 0.78 0.57 1.95 1.31 C16 80.70 0.88 7.13 1.01 0.50 1.15 0.72 C17 85.58 0.26 15.58 2.75 1.35 3.09 1.54 C19 81 .04 0.17 8.61 0.86 0.66 0.92 0.72 ' C29 80.24 0.15 6.66 0.88 0.74 1.45 1.04 C23 82.29 -0.19 10.52 0.94 0.75 1.05 0.87 C24 82.78 -0.08 8.34 0.59 0.53 0.80 0.71 C26 78.25 0.75 8.30 0.84 0.73 0.90 0.83 11 78.37 2.71 8.44 0.45 0.34 0.66 0.48 12 78.49 1.53 6.92 0.80 0.72 0.91 0.85 13 80.27 2.01 8.43 0.81 0.56 0.85 0.63 14 78.39 1.82 7.69 0.45 0.41 0.53 0.48 15 78.70 1.64 7.41 0.60 0.46 0.71 0.52 16 78.79 1.65 7.28 0.67 0.45 0.72 0.54 17 78.52 0.64 6.23 0.57 0.58 0.76 0.73 18 79.09 0.49 6.98 0.68 0.66 0.88 0.79 19 77.50 0.75 6.05 0.86 0.76 0.97 0.83 S2 77.18 0.30 4.64 0.39 0.16 0.51 0.22 S3 75.89 0.40 4.83 0.27 0.15 0.21 0.14 El cambio de color debido al deslustre atmosférico se da en el Cuatro 2. Después de 30 días a temperatura ambiente, muchas de las aleaciones comparativas libres de níquel (Aleaciones C1 1 -C24) mostraron un EQMC > 1 , las aleaciones comparativas que contenían níquel C3-C8 (con contenido de Ni > 4%) mostraron todas menos cambio de color, con AECMC <1 · Las aleaciones de la invención (Aleaciones 11 -19) también mostraron AECMC <1 , aún con Ni <3.5%. Comparando la Aleación C16 con la Aleación 18, se i esperaba que uno pudiera ver que la adición de 1 % de Fe (a una aleación de Cu-Zn-Mn balanceada en color) no disminuyera su resistencia al deslustre y pudiera mover su apariencia visual más cerca al incoloro. De manera similar comparando la Aleación 17 con la Aleación C16, se esperaba que se pudiera ver que la adición de 3% de Ni también diera una aleación más blanca y que mejorara significativamente la resistencia al deslustre. La adición tanto de Ni como de Fe (Aleación 19) se esperaba que mostrara que el color y los beneficios de deslustre de ambos elementos son independientes y puede no interferir uno con el otro.

I I CUADRO 3 Deslustre Atmosférico - Temperatura Elevada : A menudo se usan temperaturas elevadas para simular exposiciones a plazos más largos para propósitos de estudios de oxidación o corrosión. Es importante seleccionar los regímenes de temperatura-tiempo en donde la naturaleza de los óxidos o los productos de la corrosión es igual bajo las condiciones que son simuladas. Por ejemplo, a temperaturas moderadamente elevadas en aire (200 °C y superiores), la formación directa de CuO negro se prefiere sobre el Cu2O rojo que después se transforma a CuO; esto afecta la naturaleza del cambio de color durante el deslustre atmosférico en términos de los tres componentes (tonalidad, croma, y oscuridad). Estas exposiciones también indican cómo responderán los materiales cuando se usen a temperaturas moderadamente elevadas (tales como paneles en aparatos de cocina) o cuando se sometan a una lavadora de loza automática o ciclos de esterilización en autoclave.

El cambio de color debido a la exposición atmosférica de temperatura elevada también se muestra en el Cuadro 3. Muestras de aleación (también denominadas muestras de materiales para pruebas) fueron limpiadas y preparadas por el mismo procedimiento que las otras muestras de color y se midió el color CIELAB antes de la exposición. El color fue evaluado nuevamente después de la exposición y se calculó el AECMC- Después del tratamiento en un horno a 150 °C ya sea por 7 o 24 horas, las aleaciones de la invención (Aleaciones I2-I9) demostraron el mismo o menos cambio de color que cualquiera de las aleaciones de cobre comparativas listadas en el Cuadro ; 3 (Aleaciones C3-C26). Las modalidades preferidas de la invención (Aleaciones I7-I9) mostraron el último cambio de color de cualquiera de las aleaciones de cobre listadas. De particular interés es una comparación entre la Aleación C16 y estas modalidades preferidas. La Aleación C16 es esencialmente igual a esas modalidades, pero sin cualquiera de Ni o Fe; después de 24 horas a 150 °C, el cambio de color AECMC = 15.6. Para la misma aleación con 1 % de Fe (Aleación 18), el AECMC =1 1 .9, ilustrando que la adicción de Fe no sólo mejora el color blanco de la aleación sino que aumenta la resistencia al deslustre también. Lo mismo es verdadero (pero un poco más) para las Aleaciones 17 e 19 {AECMC =9.1 -9.9; la adición de Ni (o Ni más Fe) a la aleación básica de Cu-Zn-Mn mejora dramáticamente la resistencia al deslustre así como el color blanco de la aleación.

Las superficies táctiles (pasamanos, ferretería de puertas, contra topes, paneles de aparatos, equipos de hospital, etc.) están en contacto repetido con películas de agua, sudor, sebo, y otros fluidos corporales como parte de su función. Estos fluidos corporales contienen mezclas complejas de sustancias, muchas de las cuales son notablemente corrosivas al cobre y a ¡ las aleaciones de cobre. Al evaluar cómo cambiar la apariencia de estas . aleaciones después del contacto repetido con la piel humana, es importante i no sólo en la selección de estas aleaciones para aplicaciones de superficies táctiles, sino también es útil para determinar la frecuencia de la limpieza necesaria para mantener su apariencia. Desde un punto de vista funcional, los 1 ciclos de limpieza e higiene que varían de una vez por semana a múltiples : veces cada día son recomendados para el acero inoxidable y superficies de hospital similares para minimizar la contaminación cruzada en situaciones del 1 cuidado de la salud.

I CUADRO 4 Deslustre por Tacto - Temperatura Ambiente Las muestras de materiales para pruebas de las aleaciones interés fueron limpiadas y preparadas con el acabado superficial deseado (6-18 Ra). El color inicial fue determinado antes de cualquier contacto con la piel y/o fluidos humanos. Las muestras de materiales para pruebas fueron puestas en contacto diariamente, y se determinó el cambio de color y se calculó para comparación. Los resultados se dan en el Cuadro 4. Después de tres días de contacto repetido con la piel, todas las aleaciones blancas demostraron poca diferencia en la resistencia al manchado; el AECMC fue 1 .2-2.8. Pareció no existir ninguna correlación fuerte con el contenido de ningún elemento particular de la aleación o combinación de elementos. Después de siete días de exposición repetida, las diferencias entre las aleaciones fueron aún imehores aunque el cambio de color total fue mayor; el AECMC fue 2.9-4.4. Las aleaciones de la invención no fueron peores que las aleaciones i convencionales en términos de resistencia al cambio y color debido al !contacto con la piel y/o fluidos corporales humanos, aun cuando el contenido de Ni y/o Fe fue significativamente menor que el contenido de Ni de las aleaciones blancas a base de cobre convencionales.

Muchas de las aplicaciones de las aleaciones a base de cobre ¡ implican la conducción de electricidad o resistencia a dicha conducción. Por ¡ ejemplo, la conductividad o resistividad eléctrica controlada se usa como un aspecto de segundad para discriminar entre monedas o fichas circulantes I legales y los "discos" inválidos, en donde se desea una combinación particular : de color y propiedades eléctricas. También se usa para controlar la actividad del equipo eléctrico tales como posibles e interruptores de circuito. La conductividad es controlada principalmente por el contenido de la aleación; la adición de diferentes elementos de la aleación al cobre puro (con 100% de conductividad IACS) causará más o menos reducción en la conductividad. La j I conductividad de las aleaciones comparativas así como las aleaciones de acuerdo con la invención se enlistan en el Cuadro 1.

Comparando la Aleación C29 (Cu-15Zn, 37% IACS), la Aleación C31 (Cu-15Ni, 9.15% IACS), y la Aleación C30 (Cu-12Mn, 4.15% IACS), observamos que diversos elementos de la aleación tienen diferentes efectos en la conductividad eléctrica. Tomando ventaja de esto, es posible diseñar aleaciones para una conductividad específica mientras que se mantiene una apariencia visual particular. La Aleación 11 tiene una apariencia visual blanca y conductividad eléctrica (5.1% IACS) similar a esa de la Aleación C5 pero contiene sólo 6% de Ni en comparación con el 24.5% de Ni en C5, lo que puede resultar en ahorros significativos de costos si se sustituye en la i acuñación de moneda circulante en los Estados Unidos.

Entre las ventajas de la invención es que la aleación a base de cobre de color blanco de la invención tiene propiedades antimicrobianas. El 1 cobre y muchas aleaciones a base de cobre, cuando se preparan ,1 apropiadamente, disminuyen la viabilidad de las bacterias y otros microorganismos expuestos en las superficies de estas aleaciones. La efectividad de la superficie de la aleación para inactivar las bacterias está relacionada con la química de la aleación así como a otros factores, tales como la rugosidad superficial como se demuestra en la Solicitud PCT PCT/US 2007/069413. El tiempo de exposición necesario para inactivar 99.9% de las bacterias en la superficie, es una medida útil de las propiedades ántimicrobianas de las aleaciones bajo consideración, y se usó un procedimiento de prueba con base en el estudio de Noviembre de 2003 patrocinado por la Asociación de Desarrollo del Cobre (Copper Development Association (Wilks et al.,)) Para comparación con sus valores publicados.

Las muestras de materiales para pruebas (~22 mm cuadrados) de las aleaciones interés fueron preparadas y esterilizadas antes de la exposición. Las muestras de materiales para pruebas preparadas fueron colocadas en cajas de Petri en un papel filtro esterilizado. Se aplicó a la superficie de la muestra de material para prueba una alícuota de 5- 20 µ? de una suspensión de cultivo bacteriano activo (E. Coli American Type Culture Cóllection [ATTC] cepa 1 1229, Gram-negativa) en nutriente; éste inoculado ' contuvo un mínimo de 106-108 unidades formadoras de colonias por milímetro (CFU/ml). Después del tiempo de exposición deseado, las muestras de materiales para pruebas fueron colocadas en tubos que contenían 20 mi de [ amortiguador de Butterfield esterilizado (3.1 x 104 K2HP04 en agua grado laboratorio desionizada/filtrada por osmosis inversa) y agitada < ultrasónicamente por cinco minutos para suspender cualesquiera colonias bacterianas de la superficie de las muestras de material para pruebas. La suspensión de las colonias bacterianas sobrevivientes fue diluida serialmente j cuatro veces (1/10, 1/100, 1/1000 y 1/10000). Una alícuota de 20 µ? de esta suspensión original y de cada dilución fue colocada en placas sobre agar nutriente incubada a 35-37 °C por 48 horas para contar las colonias sobrevivientes. Para revisar la línea de base (en número de colonias en el inoculado original expuesto a las muestras de material para pruebas), se colocó una alícuota de 20 µ? del inoculado original en un tubo que contenía 20 mi de amortiguador estéril directamente sin exposición sobre un metal demuestra de material de prueba, y luego éste fue tratado de una manera idéntica a la suspensión de sobrevivientes de las muestras de materiales para prueba (agitado ultrasónicamente, diluido, colocado en placas de agar el incubado antes del conteo). Se expusieron muestras de material para pruebas por duplicado y las diluciones se colocaron en placas por duplicado para promediar la variación estadística común en las pruebas biológicas. Se contó ; el número de colonias presente en cada placa de agar y se calculó el número de unidades formadoras de colonia (CFU) por mi en la línea de base original y : la suspensión de las muestras de materiales para pruebas expuestas, se ? contó para todas las diluciones. Sólo las placas que exhibieron entre 5 y 400 ¦ colonias fueron usadas para los cálculos finales, para minimizar la variabilidad estadística. El tiempo de exposición requerido para lograr un conteo en la reducción de bacterias de 99.9% (reducción 3Logi0 en el CFU) y el tiempo para completar la inactivación son las mediciones principales de la efectividad antimicrobiana.

Los resultados de las pruebas antimicrobianas de las aleaciones de la invención desafiadas con E.Coli se presentan en el Cuadro 5 y la Figura 4. La información publicada acerca de las aleaciones comerciales desafiada con E.Coli {de Wilks y Keevil) se incluye en lo siguiente para comparación.

CUADRO 5 Efectividad Antimicrobiana de las Aleaciones de Cobre La Aleación C32 comparativa (Cu-10Zn) demostró un 99.9% de : reducción en el conteo de bacterias después de la exposición entre 90 y 105 minutos y una inactivación completa después del 105 minutos. La Aleación C4 ( (Cu-10Ni-1 Fe) tiene esencialmente la misma efectividad que la A aleación ; C32. Las aleaciones similares con alto contenido de aleación (C2 [Cu-30Zn] y C5 [Cu-25Ni-0.5Fe] fueron ligeramente menos efectivas, con una reducción de ; 99.9% entre 90 y 105 minutos y una inactivación completa sólo después de 120 minutos. La Aleación C8 (Cu-17Zn-18Ni) está intermedia en la química : entre esas aleaciones y demuestra una efectividad antimicrobiana intermedia, ' sólo ligeramente menor que la Aleación C32 C22000 y la Aleación C4. Una aleación comercial para el acuñado de monedas (Y90 de Olin Brass, Aleación C3 comparativa, Cu-12Zn-4Ni-7Mn) también contiene Mn igual que las aleaciones de la invención, pero está balanceada para tener una "apariencia visual dorada" más que el color sustancialmente blanco de la invención. La efectividad antimicrobiana de C3 es ligeramente mejor que las aleaciones sin Mn, con una reducción de 99.9% cerca de 90 minutos de exposición y una i inactivación completa después de 120 minutos. La Aleación C1 (comercialmente cobre puro) muestra una reducción de 99.9% en el conteo de bacterias después de las exposiciones entre 75 y 90 minutos, con una inactivación completa después de 90 minutos.

Con base en estos resultados publicados, se esperaba que la efectividad antimicrobiana de las aleaciones de la invención fuera similar a esa de la Aleación C3 (Y90). El cinc es alguna manera mayor (produciendo : mayores tiempos, de una comparación de la Aleación C32 y la Aleación C2) y [ el níquel es ligeramente menor (tiempos más cortos, comparando la Aleación ' C4 y C5). Comparando la Aleación C8 y C3, el Mn no pareció tener un efecto , fuerte en la efectividad antimicrobiana, aunque existió una caída más gradual y temprana en el conteo bacteriano más que la caída drástica observada con la mayoría de las aleaciones. De manera inesperada, las pruebas iniciales 1 demostraron el 99.9% de reducción en los conteos de CFU entre 45 y 60 i minutos (40% más rápido que las otras aleaciones) y una inactivación completa después de 60 minutos (40-50% más rápido). Las pruebas 1 subsiguientes demostraron una reducción de 99.9% en tiempos tan cortos I como 10 minutos o menos y una activación completa entre 15 y 30 minutos, y resultados similares para las mismas variaciones desafiadas con la bacteria Gram-positiva Staph. Aureus [ATCC 6538] usando la misma preparación de la muestra y procedimientos. El mecanismo responsable para las tasas de eliminación aumentadas en las presentes aleaciones modificadas con mayor contenido de Mn no es claro, aunque parece estar relacionado con la eliminación de la capa de óxido pasivas presentes en las aleaciones de Cu con Zn y Ni.

Es aparente que se ha provisto de acuerdo con esta invención, una aleación de cobre que satisface completamente los objetivos, aspectos, y ventajas de la invención como se establece en la presente. Aunque la invención ha sido descrita en combinación con modalidades específicas de la misma, es evidente que existen muchas alternativas, modificaciones y variaciones con base en estas descripciones que serán aparentes para los '¦ expertos en la técnica. En consecuencia, esta invención pretende abarcar todas de dichas alternativas, modificaciones y variaciones que caigan dentro del amplio espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas, y no será restringida a los ejemplos específicos establecidos en la presente. i Será apreciado además de las funciones y estructuras de una I pluralidad de componentes o etapas, puede combinarse en un solo ' componente o etapa, o las funciones o estructuras de una etapa o ! componente, puede dividirse entre múltiples etapas o componentes. La : presente invención contempla todas esas combinaciones. A menos de que se especifique lo contrario, las dimensiones y geometrías de las diversas estructuras descritas en la presente no pretenden ser restrictivas de la invención, y son posibles otras dimensiones o geometrías. Pueden proveerse componentes estructurales o etapas plurales mediante una sola estructura o etapa integrada, alternativamente, una sola estructura o etapa integrada puede dividirse en componentes o etapas plurales separados. Además, mientras que un aspecto de la presente invención puede haber sido descrito en el contexto de sólo una de las modalidades ilustradas, dicho aspecto puede ser combinado con uno o más de otros aspectos de otras modalidades, para cualquier aplicación dada. También será apreciado de lo anterior que la fabricación de las estructuras únicas en la presente y la operación de las mismas también constituyen métodos de acuerdo con la presente invención. La presente invención también abarca los productos intermediarios y finales que resulten de la práctica de los métodos de la presente. El uso de "que comprende" o "que incluye" también contempla las modalidades de "consiste esencialmente de" o "consiste de" el aspecto recitado.

Las explicaciones e ilustraciones presentadas en la presente pretenden habilitar a otros expertos en la técnica con la invención, sus principios, y su aplicación práctica. Los expertos en la técnica pueden adaptar y aplicar la invención en sus numerosas formas, como mejor se adapte a los requerimientos para un uso particular. En consecuencia, las modalidades específicas de la presente invención tal como se establecen no pretenden ser exhaustivas o limitativas de la invención. Por lo tanto, en alcance de la invención deberá ser determinado no con referencia a la descripción anterior, : sino en cambio será determinado con referencia a las reivindicaciones anexas, junto con alcance completo de equivalentes a las cuales están destinadas dichas cláusulas. Las descripciones de todos los artículos y referencias, incluyendo la solicitud de patente y las publicaciones, se incorporan como referencia para todos los propósitos.

Claims (24)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1.- Una aleación de cobre efectivamente antimicrobiana con una apariencia visual similar a una de acero inoxidable y "plata alemana", la aleación de cobre comprende: a) 6-25% de cinc (Zn) b) 4-17% de manganeso - (Mn), c) 0.1-3.5% de níquel (Ni), d) el balance sustancialmente de Cu; y e) la ' combinación de a-d exhibe una apariencia visual blanca y es efectivamente antimicrobiana. , 2 - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el balance de sustancialmente Cu también ¡ contiene hasta por lo menos uno de: 0.5% de por lo menos uno del siguiente grupo que consiste de: Sn, Si, Co, Ti, Cr, Fe, Mg, Zr, Ag; y hasta 0.1 % de por ' lo menos uno del siguiente grupo que consiste de: P, B, Ca, Ge, Se, Te; y dicha aleación tiene un tiempo para completar la inactivación menor de 60 minutos. 3.- Una aleación de cobre de apariencia visual blanca similar a uña de acero inoxidable y "plata alemana", la aleación de cobre consiste esencialmente de: a) 6-25% de cinc (Zn) b) 4-17% de manganeso (Mn), c) 0.1-2.5% de hierro (Fe), d) el balance sustancialmente de Cu; e) donde la combinación de a-d exhibe una apariencia visual blanca y es efectivamente antimicrobiana. 4. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque el balance de sustancialmente Cu también contiene hasta por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del siguiente grupo que consiste de: Sn, Si, Co, Ti, Cr, Ni, Mg, Zr, Ag; y hasta 0.1 % de por lo menos uno del siguiente grupo que consiste de: P, B, Ca, Ge, Se. 5. - Una aleación de cobre de apariencia visual blanca similar a una de acero inoxidable y "plata alemana", la aleación de cobre consiste esencialmente de: a) 6-25% de cinc (Zn) b) 4-17% de manganeso (Mn), c) 0.1-5% de níquel (Ni), d) 0.05-2.5% de hierro (Fe), y e) un balance sustancialmente de Cu; f) donde la combinación de a-d exhibe una apariencia visual blanca y es efectivamente antimicrobiana. 6. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque también contiene por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del siguiente grupo que consiste de: Sn, Si, Co, Ti, Cr, Mg, Zr, Ag; y hasta 0.1 % de por lo menos uno del siguiente grupo que ¡ consiste de: P, B, Ca, Ge, Se Te. 7. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque su combinación es resistente al deslustre con la exposición al aire a temperatura ambiente y tiene un tiempo para completar la inactivación menor de 60 minutos. 8. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque contiene 12-20% de Zn, 10-17% de Mn, y 0.5-3.5% de Ni. 9. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque contiene 13-16% de Zn, 14-17% de Mn, y 1.5- 2.5% de Ni, y en donde dicho tiempo para completar la inactivación es menor de 20 minutos. 10. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque contiene hasta 0.3% de Zr en peso. 1 1.- La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque es efectivamente antimicrobiana y contiene Ni sólo como una impureza. 12. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizada además porque contiene 12-20% de Zn, 10-17% de Mn, y 0.5-2.5% de Fe. 13. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque contiene 15-18% de Zn, 14-17% de Mn, y ¡0.5-1 .5% de Fe. 14. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque es resistente al deslustre a temperatura elevada. 15. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque contiene 12-20% de Zn, 10-17% de Mn, 0.5- 3.5% de Ni y 0.1-1 .0% de Fe. 16. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque contiene 13-16% de Zn, 14-17% de Mn, 1.5- 2.5% de Ni y 0.2-0.6% de Fe. i 17.- La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque contiene por lo menos uno de: hasta 1.0% de Al; y por lo menos uno de: hasta 0.5% de por lo menos uno del siguiente grupo que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, Mg, Zr, Ag; y hasta 0.1 % de por lo menos uno del siguiente grupo que consiste de: P, B, Ca, Ge, Se Te. 18.- Una aleación de cobre de apariencia visual blanca y resistente al deslustre táctil a ser usada para aplicaciones de acuñado de monedas como un reemplazo directo para C713, la aleación de cobre oomprende: a) 6-25% de cinc (Zn), b) 4-17% de manganeso (Mn), c) 0.1-9.0% de níquel (Ni), d) un balance sustancialmente de Cu; y e) dicha combinación i de a-d tiene una apariencia visual blanca, es efectivamente antimicrobiana y tiene una conductividad eléctrica mayor que 2.5% IACS a las frecuencias de excitación de calibración de corriente eddy entre 60kHz y 480kHz. 19.- La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el balance sustancialmente de Cu también contiene por lo menos uno de: 0.5% de por lo menos uno del siguiente grupo I que consiste de Sn, Si, Co, Ti, Cr, Fe, Mg, Zr, Ag; y hasta 0.1% de por lo menos uno del siguiente grupo que consiste de: P, B, Ca, Ge, Se Te. 20. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada además porque dicha conductividad eléctrica está entre 4% IACS y 7% IACS; y tiene además un tiempo para completar la inactivación menor de 60 minutos. 21. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada además porque contiene hasta 0.3% de Zr en peso; y el tiempo para completar la inactivación es menor de 30 minutos. 22.- La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizada además porque contiene 10-18% de Zn, 4-7% de Mn, 4-9% de Ni y 0.05-0.20% de Zr; y el tiempo para completar la inactivación es menor de 20 minutos. 23. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación ¡22, caracterizada además porque contiene 12-16% de Zn, 4-6% de Mn, 5-9% de Ni y 0.05-0.15% de Zr; y el tiempo para completar la inactivación es menor de 15 minutos. 24. - La aleación de cobre de conformidad con la reivindicación ! 18, caracterizada además porque ha sido formada como un cospel.