Brevet FR2424086A1 — publié le 19791123

La présente invention concerne un produit métallique poreux utilisable en bijouterie, joaillerie et orfèvrerie. Les produits de prix de bijouterie, de joaillerie et d'orfèvrerie sont réalises è partir de métaux précieux ou d'alliages à base de métaux précieux. Or, les métaux précieux sont denses et chers. Par conséquent, un objet massif réalisé avec de tels métaux ou avec leurs alliages, quoique d'un prix pouvant etre très élevé, présente un volume faible pour un poids donné. On a déj & proposé d'augmenter le volume apparent de l'objet pour un poids donné de métal. La solution technique courante est de réaliser des bijoux creux, par exemple des channes creuses, bracelets, gourmettes, sautoirs, chevalières, etc. Cette solution est satisfaisante pour la réalisation de certains types de bijoux de forme géométrique simple. Il n'est toutefois pas souhaitable d'utiliser cette méthode pour réaliser certains bijoux de formes compliquées ou de taille réduite. Le but de la présente invention est de proposer un produit métallique poreux utilisable en bijouterie, joaillerie et orfèvrerie ayant une densité apparente inférieure è la densité du métal ou d'un alliage massif. Un but de la présente invention est de proposer un produit métallique poreux dont la densité apparente peut Autre plus de 2 fois plus faible que la densité d'un produit massif réalisé 8 partir d'un même métal, ou de l'un de ses alliages. Un autre but de la présente invention est de proposer un produit métallique poreux pouvant avoir un aspect extérieur similaire à celui d'un produit massif ou un aspect extérieur esthétique, mat , différent de l'aspect extérieur d'un produit massif. Un autre but de l'invention est de proposer un produit poreux utilisable en bijouterie et joaillerie et imprégné de parfum. Un autre but de l'invention est de proposer un produit poreux dont les propriétés mécaniques sont suffisantes pour ses principales utilisables en bijouterie, joaillerie et orfèvrerie. Ces buts et d'autres sont atteints par la présente invention qui concerne en effet un produit métallique poreux, caractérisé en ce qu'il consiste en un agrégat de grains métalliques frittés constitués d'un métal précieux choisi entre le platine, l'or et l'argent ou un alliage è base de l'un de ces métaux, ledit produit poreux présentant une porosité ne dépassant pas 70% et étant utilisé pour réaliser tout ou partie d'un article de bijouterie, joaillerie et orfèvrerie. La structure frittéé est obtenue par la méthode classique de la métallurgie des poudres. Genéralementss la métallurgie des poudres est utilisée chaque fois que les matériaux concernés ne permettent pas l'utilisation des méthodes classiques d'élaboration, telles que. fonderie, laminage et tréfilage. Le plus souvent, les matériaux ne possèdent aucune aptitude è la déformation, si bien que l'obtention de produits finis ne peut se faire qu'en utilisant l'artifice de la métallurgie des poudres. Dans ce cas, l'objectif consiste à mettre en oeuvre des matériaux de façon à pouvoir obtenir par frittage un produit fini dont la masse volumique approche le plus possible la masse volumique théorique que l'on obtiendrait si la porosité résiduelle était r voisine de zéro. Dans d'autres cas, moins nombreux, la métallurgie des poudres permet d'obtenir des produits finis poreux (par exemple pour la fabrication des filtres), l'objectif étant alors, non pas l'obtention d'une densification maximale, mais l'obtention d'une purosité résiduelle importante. De façon à augmenter la porosité apparente selon un des buts principaux de llwnvention, on adapte la méthode de frittage -de façon à obtenir une porosité la plus élevée possible. Cependant, les produits poreux dont la porosité est supérieure à 70% environ sont, d'une part, très difficiles à obtenir et, d'autre part, présentent des propriétés mécaniques insuffisantes pour la plupart des utilisations en bijouterie, joaillerie et orfèvrerie. On utilise de préférence les produits poreux dont la porosité est inférieure à 50%. Il n' existe pas à proprement parler de limite inférieure à la porosité. Toutefois, de façon à obtenir un gain appréciable en densité apparente et une porosité suffisante pour la diffusion d'une substance parfumée, on utilise de préférence des produits poreux dont la porosité est supérieure à 5%. Une porosité préférée se situe entre 20 et 50%. Les grains métalliques utilisés sont généralement des grains fins se présentant sous forme de poudres. I1 n'y a pas de limite inférieure pour la granulométrie des grains constitutifs de la poudre. I1 n' existe pas non plus de limite supérieure à cette granulomffitrit Toutefois2 de faucon à faciliter l'opération de frittage, on utilise de préférence les grains dont le diamètre moyen est inférieur à 2001um. La poudre utilisable peut être obtenue par atomisation à partir de l'état liquide. Pour augmenter le diamètre moyen des pores, on utilise une granulométrie élevée. De façon à augmenter la porosité, on peut noyer la poudre avant sa compression dans une quantité convenable dlun liant d base gêné- ralement de paraffine qui disparate par carbonisation au cours du frittage. On peut également utiliser une compression des grains, dans la matrice de forme, la plus faible possible, mais supérieure à 300 kg/cm, et utiliser une température de frittage la plus basse possible. Toutefois, la température de frittage doit etre supérieure à environ 6000C pour ltor et l'argent ou un alliage à base de l'un de ces métaux, la température de frittage étant supérieure à 8500C pour le platine ou un alliage à base de platine. Pour réaliser la compression des grains dans la matrice adaptée à la forme souhaitée, on utilise généralement une pression mécanique de 300 à 2000 2 kg/cm Pour faciliter le frittage, on peut avantageusement utiliser une peinture du métal qui est constituée par une suspension de poudre de métal dont la taille des particules est inférieure à environ 5/um, dans un solvant organique approprié. En vue d'augmenter le diamètre des pores on utilise une température de frittage la plus basse possible et un diamètre moyen des grains le plus élevé possible. Si l'on veut diminuer le diamètre moyen des pores, on utilise des grains dont le diamètre est le plus faible possible. Ceci peut etre souhaitablé dans le cas de la réalisation d'un produit poreux imprégné dtune substance parfumée conforme à l'invention. Dans ce cas, un produit poreux préféré presente une zone d'évaporation de la substance parfumée dont la porosité et le diamètre moyen des pores sont adaptés en vue d'obtenir une évaporation lente mais suffisante de la substance parfumée, la zone du produit poreux qui n'est pas en commu- nication avec l'extérieur présente une porosité et un diamètre de pore élevés permettant de stocker une plus grande quantité de substance parfumée diffusant facilement vers la zone d'evaporation. Comme metaux, on peut utiliser les trois métaux précieux les plus utilisés en bijouterie, joaillerie et orfèvrerie, à savoir l'or, l'argent et le platine et leurs alliages. Comme alliages, on utilisera le plus souvent les alliages agréés, c'est-d-dire essentiellement un or 22, 20, 18, 14, 9 ou 6 carats, un alliage d'argent du premier titre 9507 d'argent, un alliage d'argent du deuxième titre à 8007 d'argent et un alliage de platine à 95% > de platine. On peut effectuer le complément à 1000 par n' importe quel métal permettant d'obtenir un pseudo-alliage à structure homogène avec le métal de base et qui permet donc d'obtenir un alliage conforme aux normes et pouvant être poinçonné. Pour l'ors on utilise généralement de l'argent et du cuivre. Pour l'argent et le platine, on utilise le cuivre. La présente invention vise également un produit poreux dont au moins une partie de la surface présente un aspect poli analogue à l'aspect poli d'un produit massif. On obtient un aspect poli en effectuant un écrouissage approprié, par exemple par brunissage, matage ou polissage1 par exemple polissage a l'agate. Un produit poreux conforme a l'invention, dont tout ou partie de la surface n'a pas été écroui, peut entre imprégné d'une substance parfumée, par exemple un parfum ou une eau de toilette liquide. La présente invention vise également un article de bijouterie ou de joaillerie dont au moins une des parties est constituée d'un produit poreux conforme à l'invention. Ledit produit poreux peut être fixé sur ledit article de bijouterie par un moyen adapté choisi parmi le bouterolage, un système de fixation par griffe utilisé par exemple pour fixer une pierre précieuse sur une bague ou par frittage direct de la poudre a l'intérieur d'une partie creuse dudit article. L'homme de métier peut donc concevoir sans difficultés les diverses possibilités multiples et variées de réalisation d'un article de bijouterie ou de joaillerie dont au moins une partie est constituée d'un produit poreux conforme- à l'invention, éventuellement parfumé et/ou écroui en surface, tel que bague, pendentif, bracelet, gourmette , sautoir chevalière , extrémités de stylos, de tubes de rouge à levures, de poudriers, de briquets, etc. Pour fixer un produit poreux selon l'invention pouvant s insérer dans un logement creux d'un bati massif faisant partie de l'article de bijouterie, on fixe ledit produit creux à l'intérieur de son logement, c'est-h-dire par bouterolage qui consiste classiquement h effectuer un sertissage de surface. On peut également fixer le produit poreux h l'intérieur du logement creux du b ti massif faisant partie de l'article de bijouterie en réalisant directement le produit poreux et son frittage dans ledit logement. La fixation du produit poreux 9 l'intérieur du logement creux se fait par diffusion de métal entre le produit poreux et la partie massive. Le métal de base du produit poreux et de la partie massive peuvent être différents. Une variante de ce mode de réalisation permet d'élaborer un produit poreux spécifiquement adapté au stockage et a la diffusion lente d'un parfum. Selon cette variante, on charge le logement sur la plus grande partie de son épaisseur d'une poudre dont la taille moyenne des particules est supérieure a 301um, de préférence comprise entre 40 et 100,um et on complète par une couche de faible épaisseur (par exemple d'environ 200/um) d'une poudre dont la taille moyenne des particules est inférieure à 10/ut. Après compactage et frittage appropriés, on obtient un produit poreux qui, après avoir été imprégné de parfum, conserve ledit parfum dans la zone réservoir à granulométrie importante et permet d'obtenir une diffusion optimale du parfum vers l'extérieur d travers la couche superficielle de faible granulométrie. Le dégagement de parfum peut durer plusieurs jours, voire plusieurs semaines. L'imprégnation du parfum à l'intérieur du produit poreux peut être effectuée, par exemple, simplement en versant quelques gouttes à la surface du produit poreux. On peut également laisser subsister un réservoir entre la partie poreuse et la partie massive. Le réservoir qui peut etre rempli avec la substance parfumée choisie est en communication avec 11 extérieur par l'intermédiaire de la microporosité ouverte de la partie poreuse. Une portion de cette partie poreuse peut tremper dans la substance parfumée contenue dans le réservoir et jouer le rble de mèche. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparattront à la lecture des exemples suivants donnés h titre illustratif nullement limitatif. EXEMPLE 1 On utilise un fil d'or 18 carats jaune (75oxo d'or, 1257au d'argent et 125%o de cuivre). On transforme le fil en poudre par la technique d'atomisation à partir de l'état liquide. On tamise la poudre fine obtenue de façon à ne retenir et à n'utiliser par la suite que la fraction dont la taille moyenne des particules est inférieure a 251ut. On mélange 50 g de poudre avec un liant formé de 0,5 g de paraffine et de 6 ml de trichloréthylène. On comprime le mélange avec un poinçon et une matrice cylindrique de 10 mm de diamètre, à une pression mécanique de 500 kg/cm. On fait subir ensuite a la pastille obtenue un traitement thermique de dégazage et de frittage en atmosphère d'azote hydrogéné (90 L N2 et 10% H2 en volume). Le cycle thermique utilisé est le suivant : dégazage avec une montée en température de 1000/h, palier de 30 min a 600oC, puis montée à 8000C avec maintien de 30 min. Le produit fritté ainsi obtenu a une-masse volumique de 9,4 kg/cm , ce qui fait, en comparaison avec la masse volumique du 18 carats jaune fondu qui est de 15,4, une porosité résiduelle voisine de 40%. La pastille écrouie en surface par brunissage a l'aspect du massif. Une telle pastille, non polie, imbibée de parfum, reste parfumée durant plusieurs jours. EXEMPLE 2 On utilise un fil d'argent du premier titre à 950%o d'argent et 50%o de cuivre. Le fil est transformé en poudre par la technique d'atomisation à partir de l'état liquide. La poudre passe à travers un double tamis de façon à ne retenir que la fraction dont le diamètre moyen des grains est compris entre 50 et 80/um. On mélange 100 parties en poids de cette fraction avec 5 parties en poids de cire et 5 parties en poids de peinture a base de poudre d'argent également du premier titre (950%0 d'argent) dont la taille des particules est inférieure a 5 m. On comprime 15 g de ce mélange dans une matrice cylindrique de 10 mm de diamètre à une pression mécanique d'environ 1500 kg/cm.On sèche I- h a l'air la pastille obtenue d 800C en étuve ventilée. On effectue ensuite sur la pastille le traitement thermique de dégazage et de frittage suivant : on effectue une première montée en température de la température ambiante 2500C à 1500 C/h, on effectue un palier de 1 h à 2500C, puis on passe de 2500C à 400oC a 1500C/h et on effectue un palier de 1 h à 4000C, puis on monte å 6000C où l'on reste pendant 1 h à cette température pour effectuer le frittage proprement dit. Le produit poreux obtenu a une porosité de 13Z et une perméabilité de 40 000.10-7 moles N2/mm/cm/cm Hg. Une telle pastille imbibée de quelques gouttes de parfum reste parfumée durant plusieurs jours. Par ailleurs, la pastille écrouie en surface par matage a l'aspect du massif. EXEMPLE 3 On utilise un fil de platine dont la composition est 950%o platine et 50ZO cuivre. Le fil est transformé en poudre par la technique d'atomisation à partir de l'étant liquide. Après tamisage adéquat, on ne retient que la fraction dont le diamètre moyen des particules est inférieur à 60/um. On n'utilise pas de liant. On comprime 15 g de poudre dans une matrice cylindrique de 10 mm de diamètre h une pression mécanique telle que la densité de la pastille comprimée obtenue soit de 10,55. Après une montée lente à 1000C/H de la température ambiante à 9000C, on effectue pendant I h, à cette température, le frittage. La densité apparente du produit fritté obtenu est de 11,30, la porosité de 48% et le diamètre moyen des pores de 3,ut. La pastille imbibée de parfum reste parfumée durant plusieurs jours. Par ailleurs, la pastille polie à l'agate a l'aspect du massif. REVEND I CAT IONS I. Produit métallique poreux, caractérisé en ce qu'il consiste en un agrégat de grains métalliques frittés constitué d'un métal précieux choisi parmi le platine, l'or et l'argent ou un alliage a base de l'un de ces métaux, ledit procédé poreux présentant une porosité ne dépassant pas 70% et étant utilisé pour réaliser tout ou partie d'un article de bijouterie, de joaillerie et d'orfèvrerie. 2. Produit métallique poreux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alliage constitutif des grains est choisi parmi un or 22, 20 18, 14, 9 ou 6 carats un alliage d'argent du premier titre comportant 950%, d'argent, un alliage d'argent du deuxième titre comportant 800%o d'argent et un alliage de platine a 950%0 de platine. 3. Produit métallique poreux selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la porosité du produit est comprise entre 5 et 50X. 4. Produit poreux selon ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la granulométrie de la poudre de départ est inférieure à 200hum. 5. Produit poreux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la porosité dudit produit est comprise entre 20 et su7.. 6. Produit poreux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pores comportent une substance parfumée 7. Produit poreux selon la revendication 6, caractérisé en ce que la zone d'évaporation de la substance parfumée présente une porosité et un diamètre moyen des pores adaptés en vue d'obtenir une évaporation lente mais suffisante de la substance parfumée et en ce que la zone du produit poreux qui n'est pas en communication avec l'extérieur présente une porosité et un diamètre de pores élevés permettant de stocker une plus grande quantité de substance parfumée. 8. Produit poreux selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie de sa surface extérieure visible présente un aspect poli. 9. Article de bijouterie, de joaillerie et d'orfèvrerie dont au moins une de ses parties est constituée d'un produit poreux conforme à l'une quelconque des revendications l å 8, caractérisé en ce que ledit produit poreux est fixe sur ledit article par un moyen adapté choisi parmi le bouterolage, un système griffe ou par frittage direct des grains constitutifs du produit poreux à l'intérieur d'une partie dudit article. 10. Procédé de préparation de ce produit poreux conforme l'une quelconque des revendications 1 a 8, caractérisé en ce que l'on comprime la poudre des grains a une pression comprise entre 300 et 2000 kg/cm2 environ dans une matrice adaptée à la forme finale souhaitée et on effectue un frittage, la température de frittage étant supérieure a environ 6000C pour l'or et argent ou à un alliage base de l'un de ces métaux, la température de frittage étant supérieure a 850"C pour le platine ou un alliage à base de platine. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on effectue le frittage dans une matrice constituant une des parties de l'article de bijouterie, de joaillerie et d'orfèvrerie en vue de fixer directement au moyen du frittage le produit poreux sur ledit article. 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'on imprègne en outre le produit poreux d'une substance parfumée 13. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'on effectue en outre, sur au moins une partie de la surface du produit poreux fritté, un écrouissage approprié de façon à conférer aux zones écrouies un aspect similaire h un produit massif. 14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit écrouissage est effectué par brunissage, matage ou polissage.