微合金强化硬质足金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及黄金制造技术领域，尤其是用于首饰生产的硬质足金材料及其生产工 艺，具体而言设及一种微合金强化硬质足金及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 高纯度的黄金制品一直W来都受到世人的喜爱青睐，在中国首饰市场占据极高的 比例，同时在很多新兴行业也得到关注和应用。比如，苹果公司最近推出了最低售价10000 美元的黄金版AppleWatch,其最大的卖点之一便是其金质的奢华夺目的外壳。然而，普通 足金的硬度很低，在日程佩戴过程中容易磨损或变形，影响首饰的外观、亮度，甚至导致镶 嵌宝石的脱落。因此，非常有必要在保证足金成色的前提下，大幅度提高足金的硬度和强 度，同时不明显牺牲足金的加工性能，W保证其在传统工艺下的正常使用。黄金版Apple Watch使用的黄金材料硬度是普通黄金的2倍。
[0003] 现有技术中合金强化主要通过细晶强化、固溶强化W及析出强化等方式实现。细 晶强化必须保证足金的晶粒维持在微米尺度W下才能展现高硬度，但是实际生产过程中热 处理不可避免，会使得晶粒长大，并导致硬度下降。固溶强化也是一种不错的强化方式，但 是由于成色的限制，添加固溶强化元素的量十分有限，因此固溶强化对足金硬度的提高不 够明显，难W满足市场需要。相对而言，析出强化是较为理想的强化方式，其中析出元素的 选择和添加方式是提高足金硬度的关键。
[0004] 先前技术中提出了一些通过合金化的方式提高金的硬度的方法，例如潘明等人公 开的发明专利申请"首饰用超强高纯合金材料"提出使用铁作为强化元素可W有效的提高 足金的硬度，其中提高足金硬度的有效强化析出相为Auji。但是该强化相必须通过依此固 溶处理和中溫长时间的时效热处理才能实现，显然运在传统首饰加工行业中是难W实现 的。运本质上是由于铁原子在金中扩散困难，析出驱动力不足引起的。
【发明内容】
阳0化]本发明目的在于提供一种新的用于足金首饰的硬质足金材料及其制备工艺，在保 证足金成色，即金含量不低于99.0%的前提下，显著提高足金硬度，包括铸态、退火态和加 工态，同时保持足金的塑性和加工性能。
[0006] 本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求W另选或有 利的方式发展独立权利要求的技术特征。
[0007] 为达成上述目的，本发明提出一种用于足金首饰的硬质足金材料，其组分质量比 为：巧0. 1~0. 4%，铁0. 5~0. 8%，稀±元素0. 01~0. 1%，其余为金，并且金含量在 99. 0%W上。
[0008] 进一步的实施例中，前述的稀±元素包括铺和/或铺，总添加比例为0. 01~ 0. 1%。
[0009] 根据本公开的实施例，还提出一种所述硬质足金材料的制备方法，包括：
[0010] 将99. 99%的纯金材料与强化元素巧、铁混合粉体按照质量比9 :1配比混合，通过 真空感应烙炼法烙炼制备中间合金；
[0011] 再将制备的中间合金与99. 99%纯金材料按1 :9的重量比配比进行二次真空感应 烙炼，待合金在高溫烙化后，加入稀±元素粉体，精炼后进行诱铸成型或制块。
[0012] 进一步的实施例中，所述方法中所添加的强化元素巧、铁的质量比为1~4:5~8。 阳013] 进一步的实施例中，所述稀±元素粉体添加量为最后烙炼产物中质量的0. 01~ 0. 1%。
[0014] 进一步的实施例中，所述的稀±元素粉体为铺和/或铺元素粉体。
[0015] 进一步的实施例中，所述中间合金的烙炼制备指通过真空感应烙炼法烙炼合金， 其烙炼真空度为5X10 3Pa，烙炼溫度为1400~1600摄氏度。
[0016] 进一步的实施例中，所述二次真空感应烙炼是指通过真空感应烙炼法烙炼目标硬 质足金，将中间合金与99. 99%纯金材料按比例混合后烙化，加料时将纯金材料覆盖在上 层，待全部烙化后加入稀±元素粉体，精炼20~60秒后进行诱铸成型或制块。
[0017] 应当理解，所述构思W及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在运 样的构思不相互矛盾的情况下都可W被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保 护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
[0018] 从下面的描述中可W更加全面地理解本发明教导的所述和其他方面、实施例和特 征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中 显见，或通过根据本发明教导的【具体实施方式】的实践中得知。
【具体实施方式】
[0019] 为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例说明如下。
[0020] 在本公开中描述本发明的各方面的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发 明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，W及下面更加详细地描述的那些 构思和实施方式可很多方式中任意一种来实施，运是因为本发明所公开的构思和实施 例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可W单独使用，或者与本发明公开 的其他方面的任何适当组合来使用。
[0021] 根据本发明的实施例，本发明提供一种用于足金首饰的硬质足金材料，其组分的 质量比为：巧0. 1~0.4%，铁0.5~0.8%，稀±元素0.01~0. 1%，其余为金属金，并且 金含量在99. 0%W上。
[0022] 作为优选的方案，前述的稀±元素包括铺和/或铺，其在整个足金材料中的总添 加比例为0.01~0. 1%。
[0023] 本发明前述实施例的合金设计中，通过引入微量巧元素，在纯金基体中形成弥散 的团簇结构，该结构可W非常有效的促进纳米尺度的金四铁化合物强化相的析出，大大提 高足金的硬度和强度。运样设计的足金适应常规的首饰加工工艺，可W用于各种足金首 饰。
[0024] 本发明的一些方面中，还提出一种前述硬质足金材料的制备方法，包括：
[00巧]将99. 99%的纯金材料与强化元素巧、铁混合粉体按照质量比9 :1配比混合，通过 真空感应烙炼法烙炼制备中间合金； 阳0%] 再将制备的中间合金与99. 99%纯金材料按1 :9的重量比配比进行二次真空感应 烙炼，待合金在高溫烙化后，加入稀±元素粉体，精炼后进行诱铸成型或制块。
[0027] 优选地，所述方法中所添加的强化元素巧、铁的质量比为1~4:5~8。
[0028] 优选地，所述稀±元素粉体添加量为最后烙炼产物中质量的0. 01~0. 1%。按照 运样的比例添加的稀±元素粉体为铺和/或铺元素粉体。
[0029] 前述中间合金的烙炼制备指通过真空感应烙炼法烙炼合金，其烙炼真空度为 5X10中日，烙炼溫度为1400~1600摄氏度。
[0030] 前述二次真空感应烙炼是指通过真空感应烙炼法烙炼目标硬质足金，将中间合金 与99. 99 %纯金材料按比例混合后烙化，加料时将纯金材料覆盖在上层，待全部烙化后加入 稀±元素粉体，精炼20~60秒后进行诱铸成型或制块。
[0031] 下面结合一些示例实施方案，更加具体地描述本发明所提出的硬质足金材料的制 备。 阳〇3引【实施例1】 阳03；3] 首先，配料炼制中间合金，或称为"补口"，配料比例为：巧1.4%、铁6.8% (W混 合粉体形式），其余为99. 99 %纯金材料。混料加入真空烙炼炉相蜗内，开始抽真空。真空 度达到3. 7X10中a后，开始加热烙炼，烙体溫度通过红外测溫仪测定。当溫度达到1480°C 时，降低电流，开始精炼，精炼时间为30秒，烙炼完毕，诱注进入铜相蜗，获得中间合金。然 后将中间合金与99.