一种棕色耐腐蚀耐脆断高强度10K金合金及其工艺的制作方法

文档序号:15457726发布日期:2018-09-15 01:37

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:

黄金具有极高的抗腐蚀的稳定性,良好的导电性和导热性。金还有良好的工艺性,极易加工成超薄金箔、微米金丝和金粉。金很容易镀到其它金属和陶器及玻璃的表面上,在一定压力下金容易被熔焊和锻焊。这些众多的功能特性使得金或者金合金广泛用到现代高新技术产业中去,如电子技术、通讯技术、宇航技术、化工技术、医疗技术等。

金最初的作用是作为首饰和装饰用材料而得到人们的重视。随着时代的发展和人民生活水平的提高,人们审美的观念也得到不断的提升,贵金属首饰愈来愈受到广大消费者的青睐。纯金由于太软,在近期的市场上已经不再是最受欢迎的配种。由于控制不同的添加元素和含量能够控制金合金的性能颜色,因而金合金制备的首饰或者装饰材料在市场上更受欢迎。通常采用国际上的K位制来衡量金的含量,因而金合金也被称为K金。

K金首饰以它独特精堪的工艺技术,赢得了人们的心,它将充满神秘、幻想色彩的天然宝石与K金巧妙地融为一体,展现出迷人的风采。K金首饰在我国生产的历史虽然不长,但自它间世以后,立即风靡全国。K金能制造出更多款式的饰品,满足现代人追求时尚的心理,符合现代人审美的要求。目前,传统的金首饰已经受到丰富多彩的K金首饰品的冲击,由于K金饰品颜色多,造型美观,价格便宜,将会越来越被人们所接受和喜爱。

K金首饰之所以受欢迎,这是因为它许多方面优于纯金首饰。纯金首饰较软,容易变形和磨损。而K金首饰由于加入了其它金属成了金合金,成了既耐磨,耐腐蚀,又不易变形的合金金属。由于金硬度的提高促进了首饰业的迅猛发展,打破了几千年来传统手工加工首饰的习惯,也改变了原来落后的加工工艺。现在首饰加工不仅有包镶,还有钉镶、爪镶等。这是纯金首饰所无法办到的。K金颜色丰富,而纯金首饰只是一种颜色,即金的本色。 K金的出现,把人们带到了一个五彩缤纷的世界。当纯金与其它金属巧妙的结合,就会呈现不同的颜色。此外,K金款式新潮,而纯金首饰款式比较单调,呆板。市场上K首饰的款式,可多达几万种,十几万种,它的新颖,美感完全可与时代同步。

随着市场的演变,竞争的加剧,消费者审美品位的提升,行业同质化的弊端凸显。K金市场正在发生演变。市场更需个性化、时尚高雅,原创性十足、设计加工一流的K金产品,以满足品牌个性化需求。K金饰品合金元素的加入,一方面提高金饰品的硬度,以适合制作各种镶宝石的首饰,另一方面还可以通过改变其成分的种类的比例来改变K金饰品的颜色。K金的颜色除了黄色,白色和红色外,还具有棕红色的种类。传统上,当Pd加入到金中时形成的金合金便具有棕红的色泽。但是令人遗憾的是,Pd的加入会形成金属间化合物。且该类合金在使用几个月后经常出现变色的现象,严重的影响了首饰的观感。

尽管我国珠宝首饰业,尤其是首饰用合金,发展迅速,但由于起步晚,起点低,在一些技术环节上与国际水平相比还有很大差距。行业难题长时间不解决,不仅影响了相关产品的市场销售量和使用体验,也严重的限制了该类产品在国际领域的市场占有量。开发并产业化具有先进性能的棕红色K金已经是首饰领域不可避免的问题,长久以来国内的很多研究机构和企业进行了多方位的尝试,但是令人遗憾的是,目前为止尚未取得任何实质性的进展。通过先进的材料设计技术可以通过底层性的热力学和动力学手段对合金材料进行创新,并且对研制和开发K金的难题解决和产业化会有很大的市场价值。面对日趋激烈的的国际国内市场竞争,必须加快结构调整步伐,这不仅是我国首饰行业生存与发展的需要,也是当今世界相关领域的发展趋势。



技术实现要素:

本发明目的在于克服现有技术的不足,提供一种棕色耐腐蚀耐脆断高强度10K金合金及其工艺。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种棕色耐腐蚀耐脆断高强度10K金合金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Sr:0.3-0.5wt.%,P:0.2-0.4wt.%,Rh:1.5-1.8wt.%,V:1.2-1.6wt.%,Cu:15.0-18.0wt.%,Co:20.0-22.0wt.%,Au:41.0-42.0wt.%,余量为银。

上述一种棕色耐腐蚀耐脆断高强度10K金合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Pd加入到金中时形成的金合金便具有棕红的色泽。但是令人遗憾的是,Pd的加入会形成金属间化合物。且该类合金在使用几个月后经常出现变色的现象,严重的影响了首饰的观感。本专利通过先进的材料学技术对K金进行了多方位的创新和提高。也就是说,本专利解决了首饰领域K棕红色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) 传统的棕红色K金材料成分也不复杂,但是浇注后枝晶偏析严重,不利于其加工性能与耐蚀性。在加工前必须进行均匀化处理,造成了加工过程的繁琐以及使用时耐腐蚀性能不足。本专利申请保护的合金具有接近共晶组织,拥有最佳的抗蚀性能和加工变形性能。在铸造后能有效地控制初生相的产生,并细化组织。同时,该合金由于液相线比较低,因而适合于铸造。

(3) 本专利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,选择加入到金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。所加入合金元素对人体无害,与皮肤接触无付作用,价廉,资源丰富。经过长时间的海洋环境和沙漠环境的测试,本专利申请保护的K金可以在使用8-10年内仍能保持原有的棕红色品质,显示出对环境极其巨大的耐腐蚀能力。

(4) 传统的棕色K金中由于没有进行合金优化,在合金的组织中产生了大量的金属间化合物。这些化合物的出现,不仅降低了合金的韧性,造成脆性断裂。也严重的减低了合金的加工性能,和生产成本。因而商业上应用有限,市场销售量也不大。本专利由于进行了材料学的创新,从根本上降低了金属间化合物的形成量。随着合金含量在优化范围的变动,该合金的机械性能可以进行很大程度的调整。同时,该合金由于液相线比较低,850度左右,因而适合于铸造。由于晶粒得到细化,解决了解决铸造时热裂倾向大,铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题,因而具有广阔的市场前景。

具体实施方式

实施例1

一种棕色耐腐蚀耐脆断高强度10K金合金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Sr:0.3wt.%,P:0.2wt.%,Rh:1.5wt.%,V:1.2wt.%,Cu:15.0wt.%,Co:20.0wt.%,Au:41.0wt.%,余量为银。上述一种棕色耐腐蚀耐脆断高强度10K金合金及其工艺,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。

该合金具有接近共晶组织,拥有最佳的抗蚀性能和加工变形性能。在铸造后能有效地控制初生相的产生,并细化组织。同时,该合金由于液相线比较低,因而适合于铸造。合金成分的筛选首先从电化学腐蚀机理的角度考虑,选择加入到金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。所加入合金元素对人体无害,与皮肤接触无副作用,价廉,资源丰富。经过长时间的海洋环境和沙漠环境的测试,本专利申请保护的K金可以在使用8-10年内仍能保持原有的棕红色品质,显示出对环境极其巨大的耐腐蚀能力。随着合金含量在优化范围的变动,该合金的机械性能可以进行很大程度的调整。同时,该合金由于液相线比较低,850度左右,因而适合于铸造。由于晶粒得到细化,解决了解决铸造时热裂倾向大,铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题。

实施例2

一种棕色耐腐蚀耐脆断高强度10K金合金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Sr:0.5wt.%,P:0.4wt.%,Rh:1.8wt.%,V:1.6wt.%,Cu:18.0wt.%,Co:22.0wt.%,Au: 42.0wt.%,余量为银。上述一种棕色耐腐蚀耐脆断高强度10K金合金及其工艺,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。

该合金具有接近共晶组织,拥有最佳的抗蚀性能和加工变形性能。在铸造后能有效地控制初生相的产生,并细化组织。同时,该合金由于液相线比较低,因而适合于铸造。合金成分的筛选首先从电化学腐蚀机理的角度考虑,选择加入到金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。所加入合金元素对人体无害,与皮肤接触无副作用,价廉,资源丰富。经过长时间的海洋环境和沙漠环境的测试,本专利申请保护的K金可以在使用8-10年内仍能保持原有的棕红色品质,显示出对环境极其巨大的耐腐蚀能力。随着合金含量在优化范围的变动,该合金的机械性能可以进行很大程度的调整。同时,该合金由于液相线比较低,850度左右,因而适合于铸造。由于晶粒得到细化,解决了解决铸造时热裂倾向大,铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题。

实施例3

一种棕色耐腐蚀耐脆断高强度10K金合金及其工艺。按重量百分比计,合金的组成为Sr:0.4wt.%,P:0.3wt.%,Rh:1.6wt.%,V:1.5wt.%,Cu:16.0wt.%,Co:21.0wt.%,Au:41.0wt.%,余量为银。上述一种棕色耐腐蚀耐脆断高强度10K金合金及其工艺,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。

该合金具有接近共晶组织,拥有最佳的抗蚀性能和加工变形性能。在铸造后能有效地控制初生相的产生,并细化组织。同时,该合金由于液相线比较低,因而适合于铸造。合金成分的筛选首先从电化学腐蚀机理的角度考虑,选择加入到金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。所加入合金元素对人体无害,与皮肤接触无副作用,价廉,资源丰富。经过长时间的海洋环境和沙漠环境的测试,本专利申请保护的K金可以在使用8-10年内仍能保持原有的棕红色品质,显示出对环境极其巨大的耐腐蚀能力。随着合金含量在优化范围的变动,该合金的机械性能可以进行很大程度的调整。同时,该合金由于液相线比较低,850度左右,因而适合于铸造。由于晶粒得到细化,解决了解决铸造时热裂倾向大,铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题。

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