微合金化黄金的制作方法
【技术领域】
[0001] 本专利涉及黄金微合金，特别是涉及含金量99%或99%以上的黄金微合金。
【背景技术】
[0002] 黄金是一种贵金属，广泛用于珠宝、首饰等行业。黄金呈黄色，其暴露的外表面在 正常的温度下、不会在空气中形成氧化膜。纯金比较柔软，易延展。纯金的这些内在属性， 恰恰限制了纯金在许多应用方面的设计空间，并且，由纯金制作的首饰很容易刮伤和磨损。 而另一方面，在很多行业，纯金或含金量较高的高纯度黄金有着庞大的应用需求。例如，高 含金量黄金，如24K金等，在东方市场也被称为"足金"，目前在亚洲市场流通广泛，亦作为 保值品进行收藏。
[0003] 众所周知，微合金化黄金旨在提高纯金硬度。黄金微合金是一种黄金合金，其中含 有高百分比黄金（以重量计）和微量杂质。这些杂质可以改良纯金的物理性能，同时保持纯 金的惰性和无毒性。
[0004] 高含金量的黄金微合金之物理性能需要进一步加强。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题在于至少部分地解决上述的现有技术的技术难题。
[0006] 针对上述要解决的技术问题，本发明所采用的技术方案如下： 一种黄金微合金，在块体金上包括硬度增强金层，所述硬度增强金层包括纳米孪晶体。
[0007] 黄金微合金纳米孪晶长度可大于等于50纳米，其中包括150纳米或以上水平，包 括：200纳米，250纳米，300纳米，350纳米，1微米，2微米或以上水平，最大不超过10微米， 或在前述长度值的范围内分布。
[0008] 所述块体金为可浇铸金或铸态金。
[0009] 硬度增强金层中的纳米孪晶体宽度可大于等于5nm，其中包括10纳米、15纳米、20 纳米、25纳米、30纳米、35纳米、40纳米、45纳米或50纳米及以上水平。
[0010] 硬度增强金层中的纳米孪晶体宽度可小于200纳米，其中包括150纳米或低于150 纳米，如IOOnm或IOOnm以下。
[0011] 相邻纳米孪晶体之间的间距可相当于相邻纳米孪晶体的宽度。
[0012] 硬度增强金层中的纳米孪晶体密度可为20 %或20 %以上，30 %或30 %以上，40 % 或40%以上，以及45%或45%以上。
[0013] 硬度增强金层中的纳米孪晶体可呈细长状，平行或大致平行分布。
[0014] 所述纳米孪晶体可存在于深达50微米处的位置，包括：深达100微米的位置和从 黄金微合金硬度增强层的外表面起最深达200微米位置。
[0015] 所述硬度增强金层的厚度可大于50微米，如大于75微米，大于100微米，大于125 微米，甚至大于150微米，进一步包括200微米。
[0016] 所述黄金微合金按重量计可包含至少99 %的金和1 %或低于1 %的杂质。
[0017] 所述黄金微合金按重量计可包含I %或低于I %的镓。
[0018] 根据本发明的一些实施例，还提供一种黄金微合金按重量计可包含99%或高于 99 %的黄金，以及1 %或低于1 %的杂质，如镓等，所述黄金微合金外表面或其周边区域的 硬度增强，且黄金微合金的硬度可由外向内逐渐变化。
[0019] 在到达块体金之前，所述黄金微合金硬度可通过硬度增强层逐渐变化。
[0020] 所述黄金微合金可具有一个增强硬度分布，其硬度分布从在外表面的增强硬度向 接近块体金的铸态硬度变化。
[0021] 所述黄金微合金的厚度可为0.2毫米以上，包括0.5毫米，进一步包括1毫米以 上。
[0022] 所述硬度增强金层增强硬度可为铸态硬度的1. 3倍以上，包括1. 5倍以上，进一步 包括块体金铸态硬度的2倍。
[0023] 所述硬度增强金层的增强硬度可超过90维氏，包括100维氏以上，120维氏以上和 150维氏以上。
[0024] 所述黄金微合金可包含一相同成分的延展性增强层，该延展性增强层介于硬度增 强层和块体金之间。
[0025] 所述延展性增强层可是可塑性变形层。
[0026] 所述黄金微合金可用于珠宝制作。
[0027] 根据本发明的一些实施例，进一步提供一种首饰或珠宝，该首饰或珠宝可包括前 述任一种黄金微合金。
[0028] 所述首饰或珠宝是戒指、手镯或具有圆形外观或表面可为圆形的黄金首饰。
[0029] 所述首饰或珠宝可具有硬度增强和抛光处理后的外表面。
[0030] 根据本发明的一些实施例，本发明另提供一种提高黄金微合金硬度的方法，该方 法包括对块体金表面进行机械研磨，形成一层纳米孪晶体层，以提高硬度。
[0031] 所述方法可包括：在块体金表面进行机械研磨，以形成具有大于等于150纳米长 度的纳米孪晶体，包括200纳米、250纳米、300纳米或350纳米以上的纳米孪晶体，从而限 定块体金的硬度增强层。
[0032] 该方法可包括在块体金表面进行机械研磨，以形成具有小于等于400纳米的纳米 孪晶体层，包括小于等于380纳米的纳米孪晶体，从而限定块体金的硬度增强层。
[0033] 该方法可包括在块体金表面进行机械研磨，以形成具有大于等于5纳米水平间距 或宽度的纳米孪晶体，其中包括10纳米、15纳米、20纳米、25纳米、30纳米、35纳米、40纳 米、45纳米、50纳米或以上，从而限定块体金的硬度增强层。
[0034] 该方法可包括在块体金表面进行机械研磨，从而获得硬度增强层的纳米孪晶体密 度为20%或20%以上，30%或30%以上，40%或40%以上以及45%或45%以上，从而限定 块体金的硬度增强层。
[0035] 该方法可包括在块体金表面进行机械研磨，形成平行或基本平行的纳米孪晶体。
[0036] 所述方法可包括以40Nmm和2000Nmm之间的能量，在块体金表面进行机械研磨。
[0037] 与现有技术相比，本发明的技术效果在于：使黄金微合金的硬度显着提高。
【附图说明】
[0038] 图1为一硬度增强层、9999万足金的微合金样块的剖视图。
[0039] 图2为一硬度增强层、含金量99%或以上（按重量计）的黄金微合金样块的剖视 图。
[0040] 图3为待处理的金镓微合金样块示意图。
[0041] 图3A为图3中金镓微合金样块、经12分钟表面机械研磨处理后的硬度值示意图。
[0042] 图4为图3中微合金块经12分钟的表面机械研磨处理后、其外表面在明视场的透 射电子显微镜图像和相应的选区电子衍射图样。
[0043] 图4A为图3中微合金块在表面机械研磨处理前、其外表面在明视场的透射电子显 微镜图像和相应的选区电子衍射图样。
[0044] 图4B是图3中微合金块的外表面、经表面机械研磨处理后的示意图。
[0045] 图5为图4微合金块外表面的高分辨率透射电子显微镜图像，其中微合金块标记 代表有纳米孪晶存在。
[0046] 图5A显示出：图5中微合金块外表面高分辨率透射电子显微镜图像的快速傅立叶 变换模型。
[0047] 图6A至6D显示出：表面硬化处理后的金镓微合金块在不同深度的微结构。
[0048] 图7为微合金样块机械加工设备不意图。
[0049] 图8A，8B和8C分别显示了 A，B & C三种成分的金镓微合金样块，在不同处理时长 条件下的处理后的表面硬度值。
[0050] 图9为用于金微合金制成的珠宝首饰商品机械加工的设备示意图。
[0051] 图IOA是用图9装置加工处理的珠宝首饰商品示意图。
[0052] 图IOB显示出钢丸对图9商品样块外表面的冲击。
[0053] 图IOC显示出图9商品样块冲击速度与变形之间的关系， 图IOD显示出钢丸尺寸和图9商品屈服应力之间的关系， 图11显示出：经75分钟表面机械研磨处理后，对金戒指600的硬度测量数据，和 图IlA显示出硬度测量横截面位置和金戒指600的各个位置。
【具体实施方式】
[0054] 现结合附图，对本发明的实施例作详细说明。
[0055] 9999 万足金 图1中示意性描绘了 9999万足金金块10