一种首饰用具有优异耐磨损性能的10K黑金及其工艺的制作方法

文档序号:15457762发布日期:2018-09-15 01:38

本发明涉及合金技术领域,具体地说,涉及一种金合金。



背景技术:

黄金的特点之一就是柔软,所以难以镶制出各种精美的款式,尤其当镶嵌珍珠、宝石和翡翠等珍品时容易被丢失。一般所说的纯金都是相对而言,K金是黄金和其它金属熔炼在一起的合金,由合金的英文单词Kara Gold简称为K金。如果将纯金分为24份,则1份就是1K,由此推算每K含金量折合为4.15%,由于其它金属的加入量有多有少,便形成了K金首饰的不同K数,因此我国黄金首饰常见的纯度标准主要有24K,22K,18K和14K等。24K是对纯金而言,表示含金量在99. 6%以上。

随着添加元素和含量的不同,K金可以呈现出不同的颜色。一般而言,K金按照颜色分类主要有:1).黄色系列的K金首饰:金灿灿的黄金首饰永远是众多女性的心头之爱。虽然它传统,款式单一,但是佩戴K金首饰的女性,所彰显出的雍容华贵的气质和高雅大气的品味却是淋漓尽致的。2).白色系列的K金首饰:素净洁白的K金首饰是最经典的款式。不管是耳钉,吊坠还是戒指,一种女性独有的千娇百媚的气质和品位不由散发出来。3).红色系列的K金首饰:红色代表热情,所以佩戴红色的k金首饰的女性,由内而外散发出的是热情似火,活跃的气质和品位。

K金首饰之所以受到欢迎,是因为它们在许多方面优于纯金首饰。首饰是最能体现文化气质的高雅饰物,首饰与服装在款式及颜色上的合理搭配能起到超凡脱俗的装饰效果。K金首饰多元化、个性化的款式满足了消费者的需求,而它也因此得到不断发展。K金首饰与时装正在演化成一种互动的关系,时装化的饰品与首饰化的时装为追求潮流的人们平添了更加动人的魅力姿采。K金与黄金在质感和重量上,都有明显的不同和各自的特点。由于黄金的产量少,加上价格高,所以一般国家经常用K金来进行首饰生产。K金具有良好的反射性,硬度高,不易磨损,主要用来镶崁宝石首饰的金属。为近几年普遍受到年轻人的喜爱,成为最受欢迎的流行饰品。

纯黄金首饰虽高贵,可以保值,但受款式和价格的影响。K金首饰以其多种样式和较低的价格具有极大的市场竞争力。随着首饰业的迅猛发展,国内K金首饰与高科技结合,其加工制作水平不断提高,花色品种不断增加,款式更新速度快,并以极快速度占领越来越多的市场,人们逐渐地更加喜欢K金首饰。

K金的颜色除了上述的黄色,白色和红色,还具有黑色的种类。传统上,当铁加入到金中时形成的金铁合金便具有黑色的色泽。但是令人遗憾的是,铁的加入量必须达到40wt.%以上。但是如此高的铁含量,势必引起金属间化合物的大量生成。也就是说,传统工艺和配方制备而得到的黑色K金太脆。在加工工程中,极其容易因为金属间化合物的大量生成而形成脆性裂纹或者断裂。不仅不易加工,而且商业上应用有限,市场销售量也不大。此外,该材料制备的首饰在使用1年以后黑色会发生褪色。此外,由于时效的影响,该材料的强度,硬度也会在使用过程中不断增加,造成材料变脆而发生脆断。不仅影响了该类材料的观感,也严重降低了该类材料的市场销售量和市场推广。

我国珠宝和装饰行业虽然在数量和产量上的绝对数字较大,但是企业规模小、核心竞争力不强。在发展过程中,珠宝企业通常作为加工者,并未在生产积累的过程中创新,形成出自己的特色。长期以来,国内大部分珠宝企业都停留在接单加工生产的OEM形式,使用自己的生产线,生产自己的产品,最后却贴上他人的品牌。即使是一些较大的企业,其首饰和装饰用合金生产的关键材料却几乎完全依赖进口,在新型饰品材料研发方面几乎是一片空白。因此,研发并产业化高性能具有自主知识产权的K金材料及其制备技术,对于增强我国珠宝和装饰产业的竞争力将具有十分积极的作用。



技术实现要素:

本发明目的在于克服现有技术的不足,提供一种首饰用具有优异耐磨损性能的10K黑金及其工艺。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种首饰用具有优异耐磨损性能的10K黑金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Sr:0.5-0.8wt.%,Zn:2.0-3.5wt.%,Ca:1.0-1.5wt.%,Nb:1.4-1.8wt.%,Sn:18.0-20.0wt.%,Fe:10.0-15.0wt.%,Au:40.0-42.0wt.%,余量为钴。

上述一种首饰用具有优异耐磨损性能的10K黑金及其工艺的制备方法,包括如下步骤:将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内,并采用石墨坩埚;金属熔化后采用低流量的氩气保护,避免大的气流使合金元素严重烧损;熔炼时在1200度保温10分钟,靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1200度保温1分钟并浇铸出炉;金合金浇铸采用直径50-100mm的钢模,并采用水冷的方式降温。将所得的铸锭在室温下进行轧制,每道次轧下量为30-40%;每两次轧制后中间退火温度为380度,保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的金板;在首饰成型过程中,需要进行中间退火处理,消除加工过程中的应力;其中,均匀化温度为350度,时间为1-2小时。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

(1) 传统上,当铁加入到金中时形成的金铁合金便具有黑色的色泽。但是令人遗憾的是,铁的加入量必须达到40wt.%以上。但是如此高的铁含量,势必引起金属间化合物的大量生成。也就是说,传统工艺和配方制备而得到的黑色K金太脆。在加工工程中,极其容易因为金属间化合物的大量生成而形成脆性裂纹或者断裂。不仅不易加工,而且商业上应用有限,市场销售量也不大。此外,该材料制备的首饰在使用1年以后黑色会发生褪色。此外,由于时效的影响,该材料的强度,硬度也会在使用过程中不断增加,造成材料变脆而发生脆断。本专利通过先进的材料学技术对K合金材料进行了多方位的创新和提高,所得合金的铁含量可以降低到15wt.%以下。由于减少了金属间化合物的含量,该材料因而在室温下具有极其优异的韧性。也就是说,本专利解决了首饰领域K合金材料难以兼顾的颜色,耐腐蚀能力和加工性能不能同时得到的现状。

(2)采用振动研磨试验法对该K合金的耐磨性能进行测试。将试样放入预先装有2L研磨陶瓷颗粒,400 mL水和12 mL表面活性剂的UB-SL振动研磨机内,在50 Hz下振动研磨2-48 h后取出试样,超声清洗10min,再用清水冲洗并干燥。结果表明,试样经2h振动研磨试验后,该材料表面并没有明显的磨损现象,可见本专利申请保护的K合金具有优良的耐摩擦性能。在实际使用中,采用该合金制备的首饰在使用10年内不会产生明显的表面划痕和凹陷。

(3) 该合金的优化克服了传统黑K金中在低温下相分解,导致合金易产生应力开裂。所以该合金的冷热加工性能非常优异。此外,传统黑K金容易氧化生成灰色膜,而且该膜由于和基体结合力疏松而容易从首饰表面脱落。因而,传统黑K金很容易在使用过程中变色,并造成表面合金的整体脱落。本专利申请的合金在进行合金成分和性能优化的时候,合金成分的筛选首先从电化学腐蚀机理的角度考虑,选择加入到合金中的合金元素能在表面形成钝化膜,从而对周围环境腐蚀起到保护作用。这种膜在不同的介质中,由于去极化作用的结果,从而表现出不同的耐腐蚀性能,对强酸、强碱性汗水的抗腐蚀性也较稳定。该材料制备的首饰在正常的人体佩戴环境下10年内没有发生变色现象。可以预计,该材料的实施和产业化必将取得优异的经济效益和社会效益。

具体实施方式

实施例1

一种首饰用具有优异耐磨损性能的10K黑金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Sr:0.5wt.%,Zn:2.0wt.%,Ca:1.0wt.%,Nb:1.4wt.%,Sn:18.0wt.%,Fe:10.0wt.%,Au:40.0wt.%,余量为钴。上述一种首饰用具有优异耐磨损性能的10K黑金及其工艺,包括如下步骤:将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内,并采用石墨坩埚;金属熔化后采用低流量的氩气保护,避免大的气流使合金元素严重烧损;熔炼时在1200度保温10分钟,靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1200度保温1分钟并浇铸出炉;金合金浇铸采用直径50-100mm的钢模,并采用水冷的方式降温。将所得的铸锭在室温下进行轧制,每道次轧下量为30-40%;每两次轧制后中间退火温度为380度,保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的金板;在首饰成型过程中,需要进行中间退火处理,消除加工过程中的应力;其中,均匀化温度为350度,时间为1-2小时。

该合金解决了首饰领域K合金材料难以兼顾的颜色,耐腐蚀能力和加工性能不能同时得到的现状。该合金的配方和工艺可以使晶粒得到细化。该合金具有优良的耐摩擦性能。在实际使用中,采用该合金制备的首饰在使用10年内不会产生明显的表面划痕和凹陷。合金成分的筛选首先从电化学腐蚀机理的角度考虑,选择加入到合金中的合金元素能在表面形成钝化膜,从而对周围环境腐蚀起到保护作用。这种膜在不同的介质中,由于去极化作用的结果,从而表现出不同的耐腐蚀性能,对强酸、强碱性汗水的抗腐蚀性也较稳定。该材料制备的首饰在正常的人体佩戴环境下10年内没有发生变色现象。

实施例2

一种首饰用具有优异耐磨损性能的10K黑金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Sr:0.8wt.%,Zn:3.5wt.%,Ca:1.5wt.%,Nb:1.8wt.%,Sn:20.0wt.%,Fe:15.0wt.%,Au:42.0wt.%,余量为钴。上述一种首饰用具有优异耐磨损性能的10K黑金及其工艺,包括如下步骤:将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内,并采用石墨坩埚;金属熔化后采用低流量的氩气保护,避免大的气流使合金元素严重烧损;熔炼时在1200度保温10分钟,靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1200度保温1分钟并浇铸出炉;金合金浇铸采用直径50-100mm的钢模,并采用水冷的方式降温。将所得的铸锭在室温下进行轧制,每道次轧下量为30-40%;每两次轧制后中间退火温度为380度,保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的金板;在首饰成型过程中,需要进行中间退火处理,消除加工过程中的应力;其中,均匀化温度为350度,时间为1-2小时。

该合金解决了首饰领域K合金材料难以兼顾的颜色,耐腐蚀能力和加工性能不能同时得到的现状。该合金的配方和工艺可以使晶粒得到细化。该合金具有优良的耐摩擦性能。在实际使用中,采用该合金制备的首饰在使用10年内不会产生明显的表面划痕和凹陷。合金成分的筛选首先从电化学腐蚀机理的角度考虑,选择加入到合金中的合金元素能在表面形成钝化膜,从而对周围环境腐蚀起到保护作用。这种膜在不同的介质中,由于去极化作用的结果,从而表现出不同的耐腐蚀性能,对强酸、强碱性汗水的抗腐蚀性也较稳定。该材料制备的首饰在正常的人体佩戴环境下10年内没有发生变色现象。

实施例3

一种首饰用具有优异耐磨损性能的10K黑金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Sr:0.6wt.%,Zn:2.4wt.%,Ca:1.2wt.%,Nb:1.5wt.%,Sn:16.0wt.%,Fe:12.0wt.%,Au:41.0wt.%,余量为钴。上述一种首饰用具有优异耐磨损性能的10K黑金及其工艺,包括如下步骤:将如上配比的原料加入到氩气保护的感应电炉内,并采用石墨坩埚;金属熔化后采用低流量的氩气保护,避免大的气流使合金元素严重烧损;熔炼时在1200度保温10分钟,靠高频感应炉电磁搅拌均匀;搅拌均匀后在1200度保温1分钟并浇铸出炉;金合金浇铸采用直径50-100mm的钢模,并采用水冷的方式降温。将所得的铸锭在室温下进行轧制,每道次轧下量为30-40%;每两次轧制后中间退火温度为380度,保温0.5小时;最后将材料轧制成厚度为10-20mm的金板;在首饰成型过程中,需要进行中间退火处理,消除加工过程中的应力;其中,均匀化温度为350度,时间为1-2小时。

该合金解决了首饰领域K合金材料难以兼顾的颜色,耐腐蚀能力和加工性能不能同时得到的现状。该合金的配方和工艺可以使晶粒得到细化。该合金具有优良的耐摩擦性能。在实际使用中,采用该合金制备的首饰在使用10年内不会产生明显的表面划痕和凹陷。合金成分的筛选首先从电化学腐蚀机理的角度考虑,选择加入到合金中的合金元素能在表面形成钝化膜,从而对周围环境腐蚀起到保护作用。这种膜在不同的介质中,由于去极化作用的结果,从而表现出不同的耐腐蚀性能,对强酸、强碱性汗水的抗腐蚀性也较稳定。该材料制备的首饰在正常的人体佩戴环境下10年内没有发生变色现象。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1