一种高温珐琅镶嵌首饰用的银合金的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种银合金材料，具体涉及一种适于制备高温珐琅的银合金基底材 料。
【背景技术】
[0002] 银具有诱人的白色光泽，对可见光的反射率为94%，具有优良的收藏观赏价值和 杀毒灭菌性能，广泛应用于首饰及工艺品。以纯银作为基底烧制珐琅，可以获得较好的颜色 和透明度，尤其是蓝色釉料的烧制效果很好，俗称烧银蓝，是传统银饰表面装饰的一种重要 方法。但是由于纯银的质地软，强度很低，难以满足镶嵌，宝石只能依靠胶水粘，导致首饰存 在艺术价值不高、制作工艺不精细、佩戴使用易变形和失去光泽等问题。
[0003] 1851年，Tiffany公司推出第一套含92. 5%银的银器，它含有7. 5%的铜，硬度比纯 银显著提高，满足镶嵌工艺要求，克服了纯银在造型和结构方面的不足。该合金随后以斯特 林银的名义成为银饰的主力，并成为全球银饰的一个标准牌号。但是斯特林银具有一些较 突出的问题，如熔炼时金属容易氧化、抛光时金属表面容易出现红斑、佩戴使用过程中容易 变色等。因此，研究人员对其进行改性，开发了多种具有抗变色性能的925银合金。珐琅银 首饰的基底材料也相应地采用了斯特林银和抗变色银合金，但是在烧制珐琅时，经常出现 珐琅面气泡、氧化渣滓、发朦、变色、剥落等问题，如图1~3所示，给生产带来了极大困扰。 而且在经过多次烧制时，常出现表面产生橘皮现象或龟裂问题，导致工件报废。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种高温珐琅镶嵌首饰用的银合金。
[0005] 本发明所采取的技术方案是： 本发明银合金其由以下质量百分比的成分组成：93-95wt%银、2. 0-3. Owt%铜、 2. 0-3. Owt% 锌、0. 3~1. Owt% 钯、0. 05-0. 10wt% 硅、0. 005-0.0 lwt% 钪，余量为不可避免的杂 质。
[0006] -种银合金的制备方法，该方法包括以下操作步骤： 1) 称取相应量的金属原料，各金属原料的用量以使所制得银合金的成分组成如上所述 的为准； 2) 将上述称取的原料混合后进行熔炼，熔化完毕后待各成分温度均匀，铸造成锭，即 可。
[0007] 进一步的，步骤2)中所述恪炼前先抽真空至4. 5~5. 5 Pa，再充入惰性气体至压 强为 〇? 97-1. 03atm。
[0008] 进一步的，上述惰性气体为氩气。
[0009] 进一步的，步骤2)中所述熔炼时的温度为990~1010°C。
[0010] 进一步的，步骤2)中所述待各成分温度均匀中的温度为980~1000°C。
[0011] 进一步的，步骤1)中所述金属原料为银钪合金、银钯合金、银铜合金、银锌合金、铜 硅合金、铜锌合金和纯银。
[0012] 进一步的，步骤1)中所述金属原料为1. 0~2. Owt%银钪合金，3. 0~10.0 wt% 银钯合金，0~8. Owt%银铜合金，9. 0~12. 5wt%银锌合金，1. 1~1. 9wt%铜娃合金，0~ 2. 4wt%铜锌合金和71. 0~82. Owt%纯银； 其中所述的银钪合金含〇. 5wt%钪，银钯合金含10wt%钯，银铜合金含20wt%铜，银锌合 金含20wt%锌，铜娃合金含5wt%娃，铜锌合金含30 wt%锌。
[0013] 一种用于制备高温珐琅的银合金基底：所述的银合金为如上任一所述的银合金。
[0014] 本发明的有益效果是： 1)本发明研制了一种适合作为透明珐琅基底的银合金，它具有很好的抗变色性能和抗 高温氧化性能，用其烧制的珐琅面透明度高、光泽度好，与基底结合牢固，可承受多次高温 烧制而不出现表面龟裂和橘皮现象，而且合金具有较高的强度和硬度，可以满足镶嵌珠宝 的要求。
[0015] 2)本发明的银合金晶粒更为细小，有利于获得高度抛光的表面。
[0016] 3)本发明的银合金具有优异的抗高温氧化性能，是斯特林银合金的5倍以上，可 以更好地承受高温烧制，烧制的透明珐琅层具有很好的透亮度，且经数次反复烧制后晶粒 没有长大。
[0017] 4)本发明的银合金具有优异的抗硫化变色性能，是斯特林银合金的8倍以上。
[0018] 5)本发明的银合金热线膨胀系数与常见的银用高温釉的热膨胀系数接近，使烧制 后的珐琅层较为稳定，不易出现爆裂剥落等问题。
[0019] 6)本发明的银合金退火态硬度为HV70-77,远高于纯银的退火态硬度，可以满足镶 嵌珠宝的要求。冷形变率为80%时，加工态硬度可达到HV173-194。
【附图说明】
[0020] 图1为斯特林银烧制白色珐琅时出现的褐色变色； 图2为市售抗变色银合金烧制珐琅时出现的氧化渣滓和发朦变色； 图3为市售抗变色银合金烧制珐琅时出现的气孔及爆裂剥落； 图4为本发明银合金与斯特林银合金的显微组织结构图； 图5为本发明银合金与斯特林银合金在700°C加热1. 5小时后的氧化膜情况；边缘的 深色层即为氧化膜层，白色部分是内部未氧化的金属，二者的交界处是内氧化带； 图6为本发明银合金与斯特林银合金硫化腐蚀后表面变色情况； 图7为本发明银合金的温度线膨胀系数曲线； 图8为以本发明银合金为基底制作的珐琅镶嵌珠宝的首饰； 图9为本发明银合金烧制珐琅的显微效果。
【具体实施方式】
[0021] 本发明银合金其由以下质量百分比的成分组成：93-95wt%银、2. 0-3. Owt%铜、 2. 0-3. Owt% 锌、0. 3~1. Owt% 钯、0. 05-0. 10wt% 硅、0. 005-0.0 lwt% 钪，余量为不可避免的杂 质。
[0022] -种银合金的制备方法，该方法包括以下操作步骤： 1) 称取相应量的金属原料，各金属原料的用量以使所制得银合金的成分组成如上所述 的为准； 2) 将上述称取的原料混合后进行熔炼，熔化完毕后待各成分温度均匀，铸造成锭，即 可。
[0023] 优选的，步骤2)中所述熔炼前先抽真空至4. 5~5. 5 Pa，再充入惰性气体至压强 为 0? 97-1. 03atm。
[0024] 优选的，上述惰性气体为氩气。
[0025] 优选的，步骤2)中所述熔炼时的温度为990~1010°C。
[0026] 优选的，步骤2)中所述待各成分温度均匀中的温度为980~1000°C。
[0027] 优选的，步骤1)中所述金属原料为银钪合金、银钯合金、银铜合金、银锌合金、铜硅 合金、铜锌合金和纯银。
[0028] 优选的，步骤1)中所述金属原料为1. 0~2. Owt%银钪合金，3. 0~10.0 wt%银钯 合金，0~8. Owt%银铜合金，9. 0~12. 5wt%银锌合金，1. 1~1. 9wt%铜娃合金，0~2. 4wt% 铜锌合金和71. 0~82. Owt%纯银； 其中所述的银钪合金含〇. 5wt%钪，银钯合金含10wt%钯，银铜合金含20wt%铜，银锌合 金含20wt%锌，铜娃合金含5wt%娃，铜锌合金含30 wt%锌。
[0029] 一种用于制备高温珐琅的银合金基底，所述的银合金为如上任一所述的银合金。
[0030] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
[0031] 实施例1 本实施例用于珐琅镶嵌珠宝的银合金，其成分按质量百分比包括如下组分：94. 39wt% 银、2. 43wt%铜、2. 35wt%锌、0. 70wt%钯、0. 074wt%硅、0. 008wt%钪，余量为不可避免的杂质。
[0032] 本实施例所述银合金的制备方法包括以下步骤： 1)称取以下质量百分比的原料：1. 6wt%银钪合金(含钪0. 5wt%)，7wt%银钯合金(含钯 10wt%)，5wt%银铜合金(含铜20wt%)，12wt%银锌合金(含锌20wt%)，1. 5wt%铜娃合金(含娃 5wt%)，72. 9wt% 纯银； 2 )在真空感应炉中进行熔炼：将上述称取的原料放入石墨坩埚内，混匀，充填密实并关 闭炉盖，抽真空到5. 2Pa，再充入工业纯氩气至1. Oatm，启动感应加热进行熔炼，熔炼温度 设为1000~l〇l〇°C，炉料全部熔清后，调整金属液温度为990~KKKTC，将其浇注到钢锭 模内制得铸锭；即为银合金。
[0033] 下面对本实施例所述的银合金作进一步的效果检测。
[0034] 一、显微结构检测 本实施例制得的银合金显微组织如图4A所示，合金的晶粒比斯特林银（图4B)更细小， 有利于获得尚壳表面。
[0035] 二、抗高温氧化性能检测 本实施例制得的银合金的抗高温氧化性能突出，在700°C加热1. 5小时后的氧化膜情 况如图5所示，若以氧化膜厚度的倒数近似代表合金的抗氧化性能，则本发明的银合金的 抗高温氧化性能约为斯特林银合金的5. 5倍。本发明银合金的氧化膜结构较为致密，起到 有效的保护作用，阻止内部金属继续氧化。而斯特林银合金的膜层结构较为疏松，晶粒粗 大，不能形成有效的保护膜，在外氧化膜底部出现内氧化带，不能有效阻碍内部金属的继续 氧化。
[0036] 三、抗硫化变色性能检测 本实施例制得的银合金在硫化氢气氛中进行硫化腐蚀变色试验。硫化氢气体浓度为 13 ± 2ppm，试验箱内