通过镶嵌形成的装饰件的制作方法_3

文档序号:8949953阅读:来源:国知局
腔4已被填充,则执行冷却到低于Tg的温度的冷却步骤,从而避免了合金的结晶,以便得到的空腔4充满非晶态或半非晶态的金属合金。
[0078]—旦空腔已被填充,则进行第四个制备步骤。此步骤包括制成在其中放置美学元件3的镶嵌壳腔或孔8,以及制成卡夹装置。此步骤可以常规方式完成,例如机械加工、铣削或穿孔,或者以非常规的方式完成,例如热变形,或者通过这两种方式的组合完成。热变形方法包括使用一个工具,该工具具有与所述孔和镶嵌元件相反的几何形状,并且,在高于非晶态金属的玻璃化转变温度Tg的温度下,以一定的力将此工具施加在填充空腔4的非晶态金属合金上。因此,可以避免机加工步骤,根据所用的非晶态金属合金,机加工步骤可能非常困难。
[0079]卡夹装置5采用至少一个镶嵌元件9的形式。在例如珠式镶嵌的情况下,此镶嵌元件9包括设在每个镶嵌孔8的外周上的柱或珠。如图8和10所示的这些柱9是通过机加工制得的,并且是在穿孔形成镶嵌孔8之前或之后制成。事实上,在孔的机加工过程中,基底6的一些材料,即第一材料,被移除从而形成这些镶嵌珠9。优选地,在珠式镶嵌的情况下,在每个镶嵌孔8的附近理想地具有四个镶嵌珠9,如图10中所示。
[0080]特别地,清楚的是,可设想其它类型的镶嵌。因此,可设想封闭式镶嵌、狭长方形镶嵌(baguette setting)、轨道式镶嵌或隐形镶嵌。例如,封闭式镶嵌包括在美学元件3的周边上延伸的单独一个镶嵌元件9。狭长方形镶嵌用于镶嵌切割成狭长方形的美学元件3。这种镶嵌包括提供平行于美学元件3的每个侧面延伸并向下翻折在其上的镶嵌元件9。对于隐形镶嵌来说,镶嵌元件9是设在镶嵌孔8内的突出部。这些突出部与所述美学元件3上形成的至少一个沟槽相配合,以便通过将美学元件3插入孔8直到所述突出部插入所述至少一个沟槽,来完成镶嵌。
[0081]优选地,在珠式镶嵌的情况下,理想地是如图10所示在各镶嵌孔8附近设置四个镶嵌珠9。
[0082]在图10所示的一个特定示例性实施例中,美学元件3采用钻石的形式,其包括具有多个刻面的底面部3b,和同样具有多个刻面的冠部3c,并且在该冠部之上具有台面3d,如图15中所示。从上方看,该美学元件基本为圆形。为了保持镶嵌在支座2的材料中的错觉,理想的是空腔4的宽度等于美学元件3的宽度。优选地,可以理解的是,美学元件3和空腔4的边缘之间的距离必须至少为0.0lmm,以使美学元件3在支座2中的视觉效果最佳,即,给人的印象是美学元件3是嵌入了由陶瓷制造的支座2中,而不是嵌入了金属中。美学元件3和空腔4的边缘之间的最大距离将取决于美学元件3的尺寸和形状。举例来说,对于直径为Imm的美学元件3,美学元件3和空腔4的边缘之间的距离将为0.45mm。
[0083]在另一个例子中,美学元件3和空腔4的边缘之间的距离限定为包括“经机加工的”区域和“未机加工的”区域,经机加工的区域即在其中制成镶嵌珠的区域,此区域可以是中空的,未机加工区域是美学视觉区域。在这种情况下,所述未机加工区域将至少为
0.0lmm,最多 0.20mm,优选为 0.10mnin
[0084]同样可以理解的是,孔8的高度至少等于美学元件3的底面部的高度。这样,当美学元件3被镶嵌完成时,能够尽可能少地看到形成基底6的第一材料。在这种情况下,数量为四个的镶嵌珠9制成为具有直角三角形的形状,其斜边是凸的。优选地,斜边的凸起形状类似于当从上方看时美学元件3的形状曲线。
[0085]—旦第四制备步骤完成,便获得了如图7所示的支座2,然后可以进行第五镶嵌步骤。
[0086]常规的镶嵌步骤包括变形。此技术包括将美学元件3置于孔8中,并使基底和/或镶嵌元件5变形,以便将镶嵌元件5按压在所述美学元件3之上,如图9至13所示。因此,美学元件3被保持在镶嵌孔8中。
[0087]变形也可以是弹性的或通过热膨胀来完成。在弹性变形的情况下,通过将美学元件卡合装配在卡夹装置5中来实现镶嵌。很明显,在这种情况下,卡夹装置5可能发生轻微塑性变形。在通过热膨胀实现变形的情况下,通过加热支座2到足够高的温度以允许美学元件3在无需施加力的情况下嵌入孔8中,来实现镶嵌。然后冷却会使材料收缩,这样使得美学元件3能够被卡夹装置5保持。
[0088]因此,根据本发明的方法包括:
[0089]a)取用由脆性材料制成的具有至少一个空腔(4)的支座2 ;
[0090]b)取用至少一个美学元件3 ;
[0091]c)将所述空腔填充第一材料;
[0092]d)在第一材料中形成至少一个镶嵌孔8和至少一个镶嵌元件;
[0093]e)通过将所述至少一个美学元件放置在所述至少一个孔中并使卡夹装置塑性变形以保持所述美学元件,来镶嵌所述美学元件。
[0094]与晶体材料不同,非晶态金属不具有晶格位错,因此不能利用位错运动发生塑性变形。因此它们通常呈现脆性特性,即,一旦超出弹性极限,它们会突然破裂。然而已经发现,通过在微观尺度上产生的滑移带,某些非晶态合金可容许永久性的宏观变形。除了取决于非晶态合金的类型以外,非晶态金属容许永久变形的能力在很大程度上取决于工件的尺寸。因此,被施加应力区域的尺寸越小,永久变形就能越大。例如,由非晶态合金Pt57.5Cul4.7Ν?5.3P22.5制成的厚度为100 μ m的条带可永久折叠到大于90°的角度而不断裂,而由非晶态合金Fe56Co7Ni7Zr8Ta8B20制成的相同尺寸的条带将不容许任何永久变形。
[0095]因此,已设计了各种镶嵌方法。
[0096]所使用的第一镶嵌方法为塑性变形。通过称为镶珠工具的工具100实现塑性变形,所述镶珠工具用于使每个镶嵌元件9变形,这样可以获得图13所示的镶嵌的美学元件3。
[0097]对于非晶态合金,容许永久变形并且具有不太高的弹性极限(一般低于1500MPa)的非晶态合金可以塑性变形。
[0098]第二镶嵌方法用于其弹性极限太高而不能手动冷塑性变形的合金,例如弹性极限大于1500MPa的非晶态金属合金。该镶嵌方法包括加热珠9至高于非晶态金属合金的玻璃化转变温度Tg的温度,以便大大降低粘度、进而降低变形所需的力。可以利用经加热的镶嵌工具通过在镶嵌工具和珠之间通电流、通过聚焦在珠上的激光束或通过任何其它方法,来加热所述珠。一旦珠9处于合适的温度,则使它们变形,因此可以进行镶嵌。然后冷却至Tg之下,从而允许珠再次固化,并能够完成最后的镶嵌。此方案的优点在于,允许非晶态金属合金与美学元件3之间的紧密接触,这提高了对美学元件3的保持。事实上,在冷塑性变形的情况下,对于晶体金属和非晶态金属两者而言,在施加于珠9上的力的释放过程中会发生回弹。这种回弹不可避免地导致珠9和美学元件3之间的轻微分离,这可能引起保持问题。利用热变形不涉及回弹,因此没有释放问题。
[0099]第三镶嵌方法用在合金难以通过冷塑性变形或热塑性变形进行镶嵌的情况下。此方法包括利用非晶态合金的高弹性变形,通常是2%,或利用晶体合金的高弹性变形,通常是0.5%。该方法包括将美学元件3按压到基底6的镶嵌孔8中。在压力下,基底6的金属合金发生弹性变形,使美学元件3能被插入。当形式为镶嵌凹部的卡夹装置5与美学元件3的腰部(girdle)或端部或边缘3a彼此相对时,发生回弹。卡夹装置5在美学元件3上的回弹使得能永久地保持美学元件3,如图15和图16所示。
[0100]可设想第四镶嵌方法。在此方法中,支座2被加热,使得整个支座(即,支座2和由非晶态合金制成的
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