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OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

11 Número de publicación: 2 201 969

51 Int. Cl. : C22C 9/05

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C22C 9/04 A44B 19/26

ESPAÑA

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TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA

T3

86 Número de solicitud: 00109367 .3

86 Fecha de presentación: 02.05.2000

87 Número de presentación de la solicitud: 1061148

87 Fecha de publicación de la solicitud: 20.12.2000

54 Título: Material aleado de cobre blanco exento de níquel.

30 Prioridad: 17.06.1999 JP 17116499

73 Titular/es: YKK CORPORATION

nº 1, Kanda Izumi-cho Chiyoda-ku, Tokyo 101, JP

45 Fecha de publicación de la mención BOPI:

01.04.2004

72 Inventor/es: Sugimoto, Yasuhiko;

Kikukawa, Norio; Yoshimura, Yasuharu; Wakasa, Hironobu y Kita, Kazuhiko

45 Fecha de la publicación del folleto de la patente:

74 Agente: Curell Suñol, Marcelino

ES 2 201 969 T3

01.04.2004

Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art. 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid

ES 2 201 969 T3 DESCRIPCIÓN Material aleado de cobre exento de níquel. 5

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

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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.

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2. Descripción de la técnica anterior

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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 cobrecinc 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 Cuw Znx Mny (Al y/o Sn)z donde w, x, y y z señalan porcentajes en peso que se hallan dentro de los rangos de 70 ≤ w ≤ 85, 5 ≤ x ≤ 22, 7 < y ≤ 15 y 0 < z ≤ 4 e impurezas inevitables.

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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. 45

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. Sumario de la invención

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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.

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Descripción detallada de las formas de realización preferidas

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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 α + β, 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 2

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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 α + β, 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 α + β, 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 α, 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 α + β 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: Curesto Mn7−20 Zn0,5−22 Al0,5−5 X0,02−0,3 (donde X es por lo menos un elemento seleccionado del grupo consistente en Si, Ti y Cr).

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En la antes expuesta fórmula general I, un sistema aleado particularmente útil es la siguiente fórmula general II. Fórmula general II: Curesto Zn5−22 Mn7−17 Al0,5−5 X0,02−0,3 (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).

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El matiz cromático del material aleado según la presente invención se halla en los rangos de -2